BLOCKCHAIN

[블록체인] 블록체인 기술: 아키텍처와 트랜잭션

ch010104 2025. 4. 1. 17:51

1. Public Blockchain vs Enterprise Blockchain 비교

항목 (Aspect) Public Blockchain (공개형) Enterprise Blockchain (기업형)
기밀성 (Confidentiality) ❌ 기밀성 없음 (누구나 볼 수 있음) ✅ 기밀성 보장 (접근 제한 및 내부 사용자만 조회 가능)
익명성 (Anonymity) 가명(Pseudonymous) 기반 사용자 사용자 식별 가능 (KYC, 인증된 사용자 기반)
참여 방식 (Membership) Permissionless (누구나 참여 가능) Permissioned (승인 기반 참여: 투표, KYC 등)
최종성 (Finality) 확률적 최종성 (거래가 변경될 가능성 존재) 즉시 확정 (거래가 블록에 포함되면 바로 확정)
거래 속도 (Transaction Speed) 상대적으로 느림 (합의 알고리즘으로 인한 지연) 빠름 (노드 수 적고 최적화된 환경)
확장성 (Scalability) 확장성 낮음 (네트워크 부하, 느린 처리 속도) 높은 확장성 (노드 수 제한, 오프체인 솔루션, 맞춤 합의 메커니즘 등 활용)
규제 준수 (Compliance) 규제 필요 없음 (오히려 달성 어려움) 종종 요구되며 상대적으로 달성 쉬움 (법적 환경에 맞게 설계 가능)
스마트 계약 (Smart Contracts) 반드시 필요하지 않음 (예: 비트코인에는 거의 없음) 필수 (비즈니스 로직 자동화 및 처리에 활용)
  • Public Blockchain은 누구나 참여할 수 있고 투명하지만, 속도나 확장성, 기밀성 면에서는 제약이 많음.
  • Enterprise Blockchain은 기업 내 보안성과 성능, 규제 준수를 고려해 설계되며, 맞춤형으로 활용 가능함.

2. 합의 메커니즘 비교

종류 비결정론적 (Non-deterministic) 결정론적 (Deterministic)
예시 POW (Proof of Work) BFT (Byzantine Fault Tolerant)
특징 - 최종성 없음
- 블록 재구성 가능성 존재
- 최종성이 없기 때문에, 실시간 거래나 중요 거래에는 부적합
- 트랜잭션 포함 시 즉시 확정
- 빠른 처리와 확장성 제공
적합 환경 높은 보안 필요 환경 거래소, 결제 시스템 등 실시간 처리 요구 환경

3. 프라이버시

  • 거래 당사자 외 제3자(C)는 거래에 참여한 사람을 알 수 없어야 함.
  • 거래 데이터로 비즈니스 세부 정보가 노출되어서는 안 됨.

블록체인 기술은 거래 정보를 통해 두 당사자가 수행 중인 비지니스에 대한 세부 정보가 드러나지 않음.


4. 보험 분야에서의 블록체인 적용 분석

 

  • 블록체인 기술을 보험 분야에 도입하는 데 있어서 우선순위를 결정해야함.
  • 도입하는데의 어려움(Barriers to implementation) 대비 혜택(Benefits)이 많은 것부터 도입.
  • 1번, 2번, 5번 부터 도입

5. 블록체인 아키텍처 결정 요소 (Architectural Decisions)

결정 요소 세부 요소 장점 단점
Block Configuration Block Size (블록 크기) - 큰 블록일 경우 높은 처리량 (Throughput) - 블록 크기 커지면 네트워크 지연, 전파 속도 느림
  Block Confirmation (확인) - 빠른 확인 시 낮은 지연 시간 - 빠른 확인은 위조나 사기 시도 증가 가능성
Cryptographic Primitives 필수 요소 (해시, 서명 등) - 불변성, 무결성, 높은 효율성 (예: 해시, 서명) - 디지털 서명은 중간 효율성 수준
  선택 요소 (옵션) - 기밀성, 프라이버시, 익명성, 비연결성 제공 (특정 사용 요구 없으면 성능 저하로 이어질 수 있음)
Chain Structure 단일 체인 (Single Chain) - 관리 용이 - 확장성 낮음, 지연 시간 높음
  다중 체인 (Multiple Chains) - 높은 확장성, 처리량 향상 - 복잡한 구조로 인해 관리 어려움
Oracle (오라클) 중앙화 오라클 - 높은 효율성 - 신뢰성 낮음, 장애 시 전체 시스템 위험
  분산형 오라클 - 높은 가용성 및 신뢰성 - 낮은 효율성 (합의 필요 등으로 속도 ↓)

 

Access Type (접근 방식) Public (공개형) - 완전 분산화, 투명성 높음
- 불변성과 무결성 높음
- 낮은 프라이버시, 기밀성 부족
  Private (프라이빗형) - 중앙 집중형 관리로 프라이버시 높음 - 무결성 및 불변성 낮음
  Consortium (컨소시엄형) - 공공보단 프라이버시↑, 프라이빗보단 가용성↑ - 무결성과 불변성은 여전히 낮음
Storage & Computation On-Chain (온체인) - 블록체인 기술 적용 방식에 따라 다름 - 저장 및 처리량 제한
  Off-Chain (오프체인) - 비용 절감, 낮은 지연 시간 - 중앙화된 경우 신뢰도 낮음
- 무결성/불변성 떨어짐
Consensus Mechanism Proof-based (PoX, PoW, PoS) - 무제한 노드, 높은 탈중앙화
- PoS는 에너지 소비 낮음
- 노드 인증 어려움
- PoW는 에너지 소비 매우 큼
  Voting-based (투표 기반) - 노드 신원 관리 용이, 에너지 절약 - 노드 제한적 참여, 보상 거의 없음
- 낮은 분산성

 

 

  • Block Size/Confirmation은 성능과 보안의 트레이드오프가 있음
  • 암호 구성요소는 필수 요소로 신뢰성 확보, 선택 요소는 프라이버시 강화에 기여
  • 체인 구조는 확장성과 관리 간의 균형이 필요
  • 오라클은 신뢰성과 효율성 간의 선택
  • 접근 방식은 투명성과 보안성의 균형
  • 저장방식은 비용과 무결성 간 트레이드오프
  • 합의방식은 탈중앙성과 에너지 효율성 간 균형 조절이 필요

6. 블록체인 시스템 유형 및 특성

구분 장점 단점
Public 완전 분산, 투명성, 불변성 낮은 프라이버시, 기밀성 없음
Private 프라이버시 ↑ 중앙 집중, 불변성 ↓
Consortium 부분 분산, 공공보다 프라이버시 ↑ 무결성 ↓
Off-chain 비용 ↓, 지연 ↓ 신뢰도 ↓
Proof-based 노드 무한, 탈중앙화 ↑ 노드 인증 어려움, PoW는 에너지 소비 ↑
Voting-based 노드 관리 용이, 에너지 절약 참여 제한적, 보상 거의 없음, 분산성 ↓

7. 트랜잭션 관련 고려사항

항목 내용
성능과 처리량 트랜잭션 처리 속도는 어플리케이션의 성능과 직결
- 플랫폼 및 오프체인 활용 고려
비용 이더리움의 경우 네트워크 상황에 따라 가스비 변동 가능
- 비용 효율적인 트랜잭션 구조 최적화 필요
보안 스마트 계약 취약점 대응 포함
- 보안성과 무결성은 매우 중요함.
확장성 사용자 증가 대비 설계 필요
데이터 저장과 접근 전부 온체인 저장은 비용 ↑, 일부는 오프체인으로
- 중요 데이터만 블록체인에 저장, 대용량 데이터는 오프체인에 저장
사용자 경험 (UX) 트랜잭션 확인 시간, UX/UI에 영향
법적 규제 준수 KYC/AML 고려 필요

8. 블록체인 도입 여부 판단 기준 (Decision Tree)

블록체인은 다음과 같은 기준으로 필요성 여부와 적합한 블록체인의 유형을 파악함. 

  1. 거래 원장(거래 내역을 시간 순서대로 저장해 놓은 장부)이 필요한가?
    • ❌ → 블록체인 불필요 (Don't Use Blockchain)
  2. 여러 참여자가 원장에 데이터를 기록해야 하는가?
    • ❌ → 블록체인 불필요
  3. 신뢰할 수 있고 편리한 제3자가 존재하는가?
    • ✅ → 블록체인 불필요 (제3자가 문제를 해결할 수 있음)
  4. 모든 참여자(노드)가 알려져 있는가?
    • ❌ → Permissionless Blockchain (퍼블릭, 무허가형)
  5. 모든 기록자(작성자)가 신뢰 가능한가?
    • ✅ → 블록체인 불필요
      • ❌ → 공개 검증이 필요한가?
        • ✅ → Public Permissioned Blockchain (공개 허가형)
        • ❌ → Private Permissioned Blockchain (사설 허가형)

블록체인 유형별 의미

유형 설명
Permissionless Blockchain 참여자 익명, 누구나 기록 가능. 신뢰가 없는 다수 참여자 환경에 적합
Public Permissioned Blockchain 참여자는 알려져 있고 기록 권한은 제한적이나 공개 검증이 필요한 경우 사용
Private Permissioned Blockchain 참여자와 기록자가 모두 신뢰되고 검증도 폐쇄적으로 이루어질 경우 사용
Don't Use Blockchain 거래 원장 불필요하거나 제3자가 해결할 수 있으면 블록체인 불필요

 

  • 블록체인은 신뢰가 분산되어야 하는 상황, 다수의 참여자들이 공동으로 데이터를 기록해야 하는 상황에서 효과적
  • 제3자가 충분히 신뢰할 수 있고 효율적이라면 굳이 블록체인을 사용할 필요는 없음.
  • 참여자/기록자의 신뢰 수준과 공개성 요구에 따라 퍼블릭/프라이빗 블록체인을 선택