At a glance of blockchain technologies and smart city. 1. What is a Blockchain technology? 2. Making use of blockchain technologies 3. Blockchain market 4. Blockchain and Smart-City 5. Conclusion 블록체인기술과 스마트시티 1. 블록체인이란 무엇인가? 2. 블록체인 기술 활용 3. 블록체인 시장 현황 4. 블록체인과 스마트시티 5. 끝맺음

1. Keywords : Blockchain, Smart City, Distributed Network, P2P, Smart Contract

2. 2
Ⅰ. 블록체인이란 무엇인가
Ⅱ. 블록체인 기술활용
Ⅲ. 블록체인 시장현황
Ⅳ. 블록체인-스마트시티
Ⅴ. 끝맺음

3. 3
 분산형네트워크 기반의 데이터 위변조 방지 기술이 적용된 디지털 원장 = 분산원장기술
“A blockchain is a decentralized, distributed and public digital ledger
that is used to record transactions across many computers
so that the record cannot be altered retroactively
without the alteration of all subsequent blocks and the consensus of the network.” , Wikipedia
분산형네트워크 기반의 데이터 위변조 방지 기술
디지털 원장
신뢰
보안
“분산원장기술(DLT, Distributed Ledger Technology)은 거래정보를 기록한 원장을 특정 기관의
중앙 서버가 아닌 P2P(Peer-to-Peer)네트워크에 분산하여 참가자가 공동으로 기록하고 관리하
는 기술을 의미함”
-분산원장 기술과 디지털통화의 현황 및 시사점 2016, 한국은행

4. 4
 기존 화폐와 달리 정부나 중앙은행, 금융기관의 개입 없는 개인간(P2P)의 전자화폐시스템에서 출발
P2P전자화폐
시스템
블록체인기술 비트코인
(가상통화/암호화폐)
“비트코인 창시자 사토시 나카모토는 2008년 10월에 "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System"이라는
제목의 9쪽짜리 논문을 https://bitcoin.org/bitcoin.pdf에 공개했다.
2009년도에 Bitcoin Core 프로그램이 공개되며 2009년 1월 3일에 비트코인이 처음 발행되었다.” - 나무위키
P2P전자화폐거래시스템에서 발생하는 여러 문제점을
해결하기 위하여 블록체인기술을 개발 및 적용
* P2P (Peer to Peer): 네트워크에서 개인(컴퓨터)과 개인이 직접 연결되는 방식

5. 5
Least vulnerable to attack
분산형 중앙집중형 분산집중형
 분산형네트워크에는 기본적으로
중앙서버(Centralized server)가 존재하지 않음
 P2P(peer-to-peer)형태로 리소스(데이터)를 네트워크에
참여한 노드들이 서로 공유하는 방식
 참여자가 동일 리소스를 함께 공유하게 되면 해킹으로 인한
위험이 최소화되며 분산원장기술의 기본이 되는 네트워크 구조
node
네트워크 유형 구분
분산형 네트워크
분산형
P2P 형태로 서로 연결된 노드(node, peers)
가 중앙서버 없이 서로 리소스를 공유하는
방식
중앙집중형
클라이언트-서버 모델로서 클라이언트는
서비스와 리소스 등을 중앙서버에 요청하
여 응답을 받는 방식
분산집중형
클라이언트-서버 모델이 분산화되어 있는
방식
* 노드(node)의 역할은 컴퓨터, 개인, 스마트 폰, 기타 IoT 등이 할 수 있음

6. 6
 디지털원장(digital ledger)이 네트워크에 참여한 각 노드(컴퓨터;개인;APP;스마트폰 etc)에 분산되어 저장
“Blockchain solves the problem of manipulation.” Vitalik Buterin, inventor of Ethereum
node
원장 원장
원장 원장
원장
중앙서버
중앙집중형 방식의 원장 개념 분산형 방식의 분산원장 개념

7. 7
Block
Chain
Block : 각 거래내역(원장)이 담긴 데이터 뭉치
Chain : 여러 Block들이 서로 연결된 묶음 상태
* ‘연결되어 있다’는 의미는 각 블록이 이전 블록에 대한 정보를 포함하고 있다는 뜻
Block 2 Block 3
- Block2 에 대한 정보(ID)
- 타임스탬프
- 거래정보
- ….
- Block1 에 대한 정보(ID)
- 타임스탬프
- 거래정보
- …..

8. 8
 블록체인을 이해하기 위해 필요한 기술 키워드는 암호화, P2P, 해시함수 등
비대칭 암호화 (Asymmetric Encryption)
• 거래에 대한 전자서명
해시 트리 (Merkle Trees)
• 데이터를 블록화 할 때 변조를 막기 위한 트리구조
P2P (P2P Communication Protocol)
• 거래내역과 블록을 노드 간 공유하기 위한 방식
해시 함수 (Hash Function)
•거래내역과 블록을 고정 길이의 값으로 변환
키-값 구조 데이터베이스 (Key-Value Database)
•데이터 저장구조
작업증명 (POW, Proof of Work)
•거래에 대한 노드들의 합의를 위한 증명
비대칭 암호화 개념
해시함수 개념

9. 9
 각 거래에 대한 참여자의 유효성 검증과정(합의)를 거친 후 블록체인(원장)이 분산 저장됨

10. 10
 각 거래데이터들이 암호화되고 연결되어 분산 저장된다는 것이 기능 및 특징의 핵심
블록체인의 기능 블록체인의 특징
암호화폐
스마트계약
정보보호
데이터저장
암호화된 디지털 화폐로써의 기능
블록형태의 거래데이터 분산저장 기능
조건 충족 시 자동 거래 수행
데이터 무결성, 투명성 등을 위한 정보보호 기능
분산성
•제3자 없는 p2p방식의 분산형네트워크 기반
확장성
•공개소스로 누구나 구축과 확장 가능
투명성
• 참여자는 모든 거래기록에 공개적 접근가능
보안성
• 거래기록 공유로 조작 방지 및 무결성 보장
안정성
• 단일 실패점 최소화

11. 11
 보안상 뛰어나지만 처리속도와 저장공간 등 제약에 따른 향후 기술 개선이 이루어질 것으로 전망
구분 주요 특징 내용 효과/제약사항
장점
분산성 (탈중앙화) P2P기반으로 중개기관 없이 참여자 간 직접거래 가능 중개수수료 절감효과
확장성 오픈소스를 이용하여 구축, 연결 및 확장이 가능 보안비용 절감
투명성 참여자는 모든 거래기록에 공개적 접근이 가능 관리감독 등 비용절감
보안성 참여자 간 거래 정보를 공유하여 조작 방지 최소, 무결성 향상 보안비용 절감
단점
확장성 (속도) 거래 처리 속도가 제한적임 대량거래 구현 한계
확장성 (공간) 참여자 간 모든 거래기록 저장으로 저장공간이 증가 저장용량의 한계
비가역성 처리된 거래 (생성된 블록체인)는 다시 되돌릴 수 없음 자산 반환 불가능

12. 12
Public 블록체인 Private 블록체인 컨소시엄 블록체인
데이터에 누구나 접근 가능
PoS, PoW와 같은 알고리즘으로
거래가 증명
안전성, 신뢰성, 익명성, 투명성 보장
확장성이 낮고
거래속도 느림
한번 정해진 거버넌스 변경 어려움
비트코인, 이더리움 같은 암호화폐
허가 받은 사용자만 접근 가능
중앙기관에 의하여 거래증명
처리속도, 효율성이 높음
보안성이 낮음
중앙기관의 의사결정에 따라
거버넌스 변경 가능
나스닥 Linq
허가 받은 사용자만 접근 가능
인증된 거래 증명자가 존재
처리속도, 효율성이 높음
투명성과 보안성이 낮음
컨소시엄 참여자들의 합의에 따라
거버넌스 변경 가능
하이퍼레저, R3, CEV
• PoS (Proof of Stake) :
작업증명방식으로 연산(해쉬)에 따른 암호화폐 보상
• PoW (Proof of Work) :
지분증명방식으로 기 보유한 암화화폐 지분에 따른 보상
• 하이퍼레저(Hyperledger) :비즈니스 거래가
수행되는 방식에서 분산 원장에 대한 산업
표준의 기능을 확인하고 적용하기 위한 협력프로젝트

13. 13
 거래정보(원장)를 모두 공개하고 누구나 소유(저장)할 수 있어 투명성과 무결성이 보장
투명성
무결성
신뢰성
탈 중앙화 (분산) 패러다임
공공서비스분야 및 금융 등의 분야에서 블록체인활용 시 투명성과 신뢰성을 강조

14. 14
 미리 조건을 지정해 두고 조건이 충족될 때 자동으로 거래가 이루어지는 이더리움 기반 기술방식
출처 : 독일연방물류협회
http://www.mediakn.com/news/article_print.html?no=4039
물류
자산거래
보험
출처 : Blokgeeks
이더리움은 블록체인 기반의 가상화폐 중 하나로
프로그램을 만들 수 있는 언어를 적용하였으며
이를 바탕으로 다양한 분산 어플리케이션 응용개발이 가능
2017년 비탈릭 부테린이 암호화폐 플랫폼으로 개발

15. 15
 주로 증명, 인증, 거래, 추적, 관리 등 정보의 무결성과 투명성을 통한 신뢰구축이 목적
금융/무역
송금/결제
암호화폐
인증
신용장관리
주식거래
대출
의료
의료정보관리
에너지
전력거래
물류/유통
식품유통추적
재고관리
공공
관세 원산지
증명
기록물관리
부동산소유권
증명
투표관리
IT
블록체인 플
랫폼
디지털 저작
권
신원관리
분산클라우드
투명 거래
증명,
인증
추적,
관리
“신뢰 네트워크＂

16. 16
구분 활용 내용 비고
무역금융 무역거래 시 이용되는 문서 (예약서, 신용장 등)의 위변조 방지
전자투표 투표 내역에 대해 투표자 모두가 공유하여 투표 조작을 방지
신원관리
디지털 신원 정보를 블록체인에 저장하고 신원확인, 데이터 유효성 등 신원정보 관
리 기능 제공
공증/소유권
공증, 소유권 등과 관련된 분쟁 소지(문서 위변조)를 방지하기 위해 정보를 블록체인
에 저장하고, 검증, 인증, 사기탐지 등 개발
스마트계약 사전에 지정한 조건을 충족할 경우 자동으로 계약 실행
주식거래 증권사, 거래소 등의 제3자 중개 또는 인증 없이 개인간 주식을 거래
전력거래 마이크로그리드(Micro-Grid)로 개인간 개인-전력회사 간 전력생산과 소비 거래
사물인터넷 IoT기기간 작동 로그 및 사양 그리고 상호 인증 기능 제공
기록물 관리 주로 공공분야에서 각종 기록물에 대한 위변조 방지
전자시민권
종이 없는 사회에서 중요한 비중을 차지하며 시민정보(납세, 법, 개인정보) 등 전자기
록 관리 및 결제 등의 처리 일원화
은행간 송금 특히 해외 송금시 처리시간 및 수수료 절감을 위한 블록체인 기반 송금
물류이력관리 이력정보 위변조를 방지하기 위하여 공급망, 생산망 분산저장 및 추적
출처: 금융보안원, 한국은행 보고서 재구성

17. 17
적용분야 활용 방안
금융서비스
- 블록체인 환경에서 주식, 채권, 예금증서, 기업어음 등의 금융수단을 빠른 결제처리와 낮은 거래 비용으로 전환
- 장기적인 블록체인 금융의 비전은 시장 내에서 발생하는 행위들이 모두 블록체인 기반으로 이루어짐으로써 그 자체의 생
태계가 구축 되는 것
블록체인 금융과 결합한
자동차 생태계
- 자동차 산업 생태계의 모든 것이 담긴 기록을 호스팅하는 블록체인을 운영함으로써 소유권, 금융, 등록, 보험과 서비스 거
래 등을 모두 추적
- 무인 자동차 제조업체는 택시 운송 사업자들에게 차량을 공급한 후, 탑승객이 요금을 지불할 때마다 파이낸싱이 임베딩된
블록체인의 스마트 계약을 통해 제조업체와 수익을 배분할 수 있음
의료정보 생태계 - 전체 의료 정보의 생태계가 보험사, 의료기관, 환자를 연결하는 블록 체인의 형태로 이루어질 수 있음
디지털 저작권 보호
- 음악 파일의 사용 기록을 블록체인에 기록할 수 있음
- 아티스트는 자신들의 음악을 블록체인 기반 음악 생태계에 출시하고, 데이터와 이용 조건을 관리할 수 있으며, 로열티는 스
마트 계약을 통해 실시간으로 분배할 수 있음
저가 자산을 위한 새로운
신용시장
- 블록체인은 거래 비용의 상당 부분을 제거할 수 있기 때문에 저가 자산을 기반으로 한 새로운 대출 가능
성과 기반 과금 - 스마트 계약을 활용해 성과 정도에 따른 지급 계약을 실행할 수 있음 (쿠폰, 마일리지)
세금 과세 - 실시간으로 기록되는 디지털 거래의 세계에서 불법 거래를 최소화 하여 투명하고 정확한 세금 과세 가능
산업 매시업
(Industrial Mash-ups)
- 블록체인은 기업 간 유동적으로 협력하는 완전히 새로운 세계를 실현할 수 있는데 이를 ‘산업 매시업＇이라 함
산업용 IoT - 기업은 운송 컨테이너, 장비 등 모든 산업용 자산을 실시간 디지털 마켓플레이스로 연결하여 거래할 수 있음
출처: 언스트 앤 영, 2016 발췌

18. 18
출처: 서울신문, http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20161112015002
 금융분야에서 블록체인 기술 활용 가장 활발
보안수수료

19. 19
 2022년 까지 국내 시장규모는 약 3천억 규모, 세계 시장규모는 약 37억 달러 규모로 성장 전망
201 324
524
846
1,366
2,206
3,562
2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
국내시장규모(억원)
2억
1100만
3억
4000만
5억
5000만
8억
8800만
14억
3400만
23억
1600만
37억 4000만
2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
세계시장규모(달러)
출처 : 한국과학기술정보원

20. 20
 국내는 주로 암호화폐 및 금융분야 활용 수준에 머물러 있음

21. 21
 서로 다른 특화된 비즈니스에 맞는 컨소시엄 또는 프라이빗 블록체인 네트워크 생태계 예상
출처 : IBM 2017

22. 22
출처: 전자신문 http://www.etnews.com/20180328000077?m=1
 공공서비스 분야에의 블록체인기술 도입 검토 시작, 일부 국가는 적용 단계에 접어들었음

23. 23
 2018년 과기정통부에서 ‘블록체인 기술 발전전략‘ 발표
6대 시범사업
축산물 이력관리
개인통관사업
간편 부동산 거래
온라인 투표
국가간 전자문서 유통
해운물류
출처: 과학기술정통부 보도자료

24. 24
구분 활용 내용
교보생명
(스마트 보험금 청구)
병원-보험사-보험계약자 간의 모든 정보와 과정이 투명하게 기록되고 관리되어 블록체인 통합 인
증을 통해 보험금 청구의 자동화
SK텔레콤
(전기접촉불량 데이터 감전·감식 서비스)
SK텔레콤의 사물인터넷 전용망인 로라망에 기반하여 사물인터넷 기기에 전기 접촉불량 센서를 설
치해 전기 접촉불량 데이터를 수집하여 전기화재 감정·감식 등에 응용
SK텔레콤
(스마트컨트랙트 기반 보험서비스)
웨어러블을 통해 건강 데이터를 수집하고 블록체인에 분산, 저장하여 보험사가 지정한 이행 조건
에 합당할 경우 보험요율 산정이나 할인 등에 이용
데일리 인텔리전스
(대학 캠퍼스 내 가상화폐 시스템)
주요 대학 캠퍼스 및 인근 가맹점에서 사용할 수 있는 가상화폐(U-Coin) 기반 간편 결제·송금 시스
템
한국전력공사
(세대 간 전력 거래 플랫폼)
세대 간 직접적인 P2P 전력거래가 가능한 블록체인 기반 전력거래 플랫폼 구축을 통해 에너지 신
산업 활성화 기반 조성
삼성SDS
(넥스레저)
자체 블록체인 플랫폼 ‘넥스레저＇를 활용하여 국내 해운물류 블록체인 도입 컨소시업 참여 및 은
행연합회 블록체인 사업 진행
LG CNS 세계 최대 금융 특화 블록체인 컨소시업 R3와 사업 파트너 진행, 보험사 대상 컨설팅
출처: NIPA 이슈리포트, 2018 발췌
 대기업 중심으로 블록체인 기술 개발 및 활용이 시작되고 있음

25. 25
 스마트시티 각 서비스 분야별로 블록체인 기술이 적용
농수산물 이력 추적, 관리
가정 내 시설 계량정보, 관리비
성적, 졸업, 자격증 증명
전력거래 (마이크로그리드)
스마트 계약 기반의 자동납세, 조달, 행정,
기록물 관리 등
스마트기기 간 신뢰성 보장
저작권 보호, 유효성 검증
의료데이터분산저장 및 관리
교통인프라 자동 결제, 징수
재고 관리, 유통관리
상거래

26. 26
국가/도시 활용 사례 비고
에스토니아
- 국민들의 의료정보관리에 블록체인 기술 적용
- 전자 신분증 발급과 전자서명 시스템을 통해 디지털 행정시스템 구현
- 블록체인기반 전자투표시스템 도입
영국
- 연급지급 관리 체계에 블록체인 적용 테스트 완료
- 은행 간의 정산시스템에 블록체인 기술 적용 발표 (2017년)
- 디지털기록물 관리에 블록체인 기술 도입 프로젝트 진행 중
아랍에미리트
- 2016년 글로벌 블록체인협의회 구성
- 2020년 까지 모든 정부문서를 블록체인 시스템으로 운영계획 발표
- IBM과 함께 블록체인 기반의 무역거래시스템 구축 프로젝트 착수
중국
- 2016년 사회보장시스템에 블록체인기술 적용 발표
- 중국우편저축은행은 자산관리 사업에 블록체인 기술적용 발표
- 블록체인기반의 부동산 담보대출 시스템 개발 발표
- 항저우, 상하이에 인구 9만명 수준의 블록체인 기반의 스마트시티 구현 프로젝트 진행 중
- 2018년 중국 항저우시 법원은 블록체인 기술로 입증된 증거에 대한 효력 인정
미국
- 2017년 미국식품의약국은 공공의료영역에 블록체인 기술적용을 위한 프로젝트 착수
- 캘리포니아주는 400조원 규모의 기금관리에 블록체인 적용 프로젝트 진행 중
- 델라웨어주는 국가기록물 보관소의 기록물 관리에 블록체인 적용
- 2017년 스마트컨트랙트에 법적지위를 허용하는 법안 제출
러시아
- 모스크바는 부정투표 방지를 위한 블록체인 기반의 투표시스템 개발 프로젝트 착수
- 러시아정부의 연방반독점청은 블록체인 기반의 문서관리 시스템구축 프로젝트 착수
스웨덴 - 2017년 블록체인 기반의 토지대장 및 관리 시스템 개발 완료
싱가포르
- 2016년 은행 간 중복송장발급 방지를 위한 블록체인 기반의 결재관리 시스템 구축 프로젝트 착수
- 외환거래 시스템에 대한 블록체인 기술적용 검토 착수
출처: 한국능률협회, 금융보안원, 금융연구원 발췌
Smart Government

27. 27
 에스토니아 전자시민증 활용 및 중국 상하이·항저우 블록체인 스마트시티 구축 프로젝트
출처: 매일경제기사 http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2017&no=820084
출처: 매일경제기사 http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2017&no=85051
Smart Government

28. 28
사업명 분야 내용 비고
서울시 블록체인 표준 플랫폼 도입 블록체인 표준 플랫폼
행정 영역에 블록체인을 적용하기 전에 표준을 제정하고 이
를 기반으로 단계별 블록체인 기술 활용 계획
블록체인 선도사업
장안평 중고차 매매시장 프로젝트
중고차 매매 계약서, 자동차 성능,상태점검 기록부 위변조
방지 및 소유권 이전, 주행거리, 사고정보 등을 블록체인으
로 관리
엠보팅(mVoting) 프로젝트
블록체인을 기반으로 투표참여자와 발제자의 신원을 확인하
고 간편하게 투표에 참여할 수 있도록 서비스 제공
블록체인 기반 행정서비스 제공을 위
한 사전 검증사업
서울 시민카드 통합인증 서울시민카드에 연계된 시설을 한 번의 로그인으로 인증
마일리지 통합, 자동전환 서울시의 5가지 마일리지를 하나의 전자지갑에서 관리
하도급 대금 자동지급
서울시가 발주한 사업의 원,하도급자와 소상공인에게 스마
트 컨트랙트(Smart Contract)를 통해 대금을 지급
출처: 2018년 서울시 블록체인 시범사업 보도자료
블록체인기반
시정혁신을 위한
정보화전략계획 수립
선도사업
사전검증
사업본격추진
2017년 2018년 2019년
Smart Government

29. 30
 탈 중앙화 패러다임 등장에 따라 블록체인기술을 적용한 스마트시티 플랫폼 구현과 역할 확대 필요
탈 중앙화 (분산) 패러다임
스마트시티 블록체인 플랫폼
전제 : 대시민 서비스