블록체인을 기반으로하는 스마트 시티에서의 이상적 도시공동체 구상

필자는 이상적 도시공동체를 구성하기 위한 두가지 핵심 기술로 블록체인과 스마트시티를 선택하고 이 두 기술의 융합으로 이상적 도시 공동체가 구성될 수 있음을 소개한다.

블록체인 시스템은 거래 당사자들간 투명성 및 불변성을 보장해주고, 시스템을 공격하기 위해서는 네트워크에 참여하는 절반 이상의 컴퓨터를 통제할 수 있어야하기 때문에 사실 상 해킹으로부터 자유로운 기술이다. 본래는 암호 화폐(cryptocurrency)를 지원하는 용도로 사용이 되었지만 블록체인의 잠재성을 주목한다면 다양한 영역에 적용될 수 있다. 이상적 공동체를 만들기 위해 블록체인을 사용하는 이유는 본 기술이 가져다주는 투명성 및 불변성과 같은 속성에 기반하는 서비스가 공동체 구성원들 사이의 다양한 유형의 안전하고 신뢰성 있는 방식의 가치 전달(transfer of value)을 가능케하기 때문이다.

스마트시티는 첨단 ICT 기술을 사용하여 도시의 인프라를 네트워크화시킨 미래 지향형 첨단 도시를 일컫는다. 스마트시티는 종종 초연결화된 IoT 장치(Hyper-connected IoT Device) 와 함께 언급되는데, 도시 인프라의 상당 부분이 통신 기능이 부착된 작은 규모의 컴퓨터 장치에 의존하기 때문이다.

그렇다면 블록체인과 스마트시티가 어떻게 이상적 공동체 구현에 사용될 수 있을까? 공동체 구성에 가장 중요한 요소는 바로 구성원들간의 신뢰(trust)이다. 블록체인 기반의 각종 서비스들은 구성원들간의 신뢰성 있는 거래를 쉽고 효율적이게 만든다. 여기에 스마트시티를 위한 초연결된 사물 인터넷 컴퓨터들까지 활용한다면, 도시공동체 내의 구성 요소들(구성원 또는 스마트기기)간의 활발한 상호작용이 가능해진다.

본론으로 들어가기전에 공동체의 범위를 정하는 것이 필요하다. 공동체를 이루는 구성원들 간의 상호작용으로는 사람-사람, 사람-기계, 기계-기계가 있을 수 있다. 또한 지정학적 위치에 따라 단일 국가 도시내의 공동체, 단일 국가 도시간 공동체, 그리고 국경을 초월한 도시간의 공동체가 있을 수 있다. 이들간의 연결성은 블록체인 기반 신뢰 위에 확립이 되고 초연결 사회의 토대가 된다.

그렇다면 이상적 도시공동체라는 표현에서 “이상적”이라는 표현으로 필자가 의미하는 것은 무엇인가? 다양한 정의가 가능하겠지만 필자는 이상적 도시 공동체는 초연결된 공동체 구성원들이 자유롭게 사고하고 행동하며 각자 자신들의 자아를 실현시켜 나갈 수 있는 기회를 품어주는 도시로 보는 것이 일반적이라고 믿는다. 블록체인으로 가능해진 신뢰 인프라위에 실현된 사물인터넷 기반의 스마트시티 속 구성원들의 삶은 기존의 그 어떤 도시공동체보다 자유로운 생활을 영위할 것이다. 이상적 도시 공동체가 모래 위의 성이 되지 않기 위해서는 기술이 효율적이고 안전하다는 것이 입증이 되어야 한다. 그렇게 되어야만 인문 기술 융합이 비로소 건전한 방식으로 이루어질 것이기 때문이다.

현재 블록체인 기반 스마트 시티를 적극적으로 추친하려고 하는 도시는 두바이일 것이다[1]. 해당 기사에 따르면, 두바이는 다양한 영역에 블록체인 기술을 사용하여 도시 운용 효율성을 높이려는 시도가 보인다. 예를 들어, 비자 발급, 요금 청구서, 라이선스 갱신 등과 같은 문서 작업에 연간 1천만 개의 문서가 거래되는데, 블록체인을 사용하면 이러한 종이 문서를 만드는 비용을 획기적으로 절약할 수 있다. 그리고 이를 통해 이산화탄소 배출량을 114백만 톤 가량 줄일 수 있고, 문서 처리하는데 드는 시간을 절약하면 25백만 시간을 생산적인 경제적 활동으로 사용할 수 있다고 하였다.

두바이의 야심찬 계획은 또한 블록체인을 사용하여 다양하고 새로운 산업 분야를 창조하는 것이다. 부동산, 핀테크, 은행, 헬스케어, 운송업, 도시 계획, 스마트 에너지를 계획하고 있다. 인도[2]는 최근 블록체인 기반 스마트 시티 적용 방안에 대한 책자를 내놓았는데, 해당 책자에 소개된 적용 영역은 무궁무진하다. 예를 들어, 투표, 전력 거래, 정보 문헌 보관, 주식 거래, 중고차 거래, 재산 소유권 등록 및 교환, 교육, 보험, 공공 안전과 정의, 의료 기록, 공급망 등이다. 또한 스마트시티에서 빼놓을 수 없는 필수 요소가 바로 사물인터넷이다. 사물인터넷은 기존의 보안 방식을 그대로 사용하기에는 한계가 많다는 것이 지적되었다[3]. 하지만 블록체인을 사용한다면, 작은 규모의 장치들간의 거래 역시 안전하고 효율적으로 기록되기 때문에 사물인터넷을 위한 장치가 보다 보편적으로 사용될 수 있을 것이다.

앞서 스마트시티에서의 블록체인 기술로 가능한 사례들을 소개하였다. 여기서는 그 중에서 몇가지 사례를 뽑아 해당 기술이 이상적 공동체를 어떤식으로 지원할 수 있는지 좀 더 상세하게 살펴볼 것이다. 필자가 꼽은 3가지 주요 영역은 다음과 같다. 블록체인 기반 인증 기술, 개인간 거래 기술, 블록체인으로 관리되는 사이버 로봇이다.

블록체인 기반 인증 기술은 광범위하게 쓰일 수 있다. 먼저 국경을 초월한 초연결 사회를 만들어나가기 위해서 쓰일 수 있을 것이다. 이는 사람들의 신원을 블록체인으로 관리하는 것에서 시작한다. 기본적으로 신원 관리는 한 사람의 탄생과 죽음에 대한 기록을 보관하고 있어야 한다. 기존의 여권 및 입/출국 심사에 걸리는 시간을 크게 감소시키게 되어 결과적으로 많은 사람들이 자유롭게 다수 국가에 방문할 수 있다. 게다가 자신이 어느 국가에 있던지 본인 인증만 확실하게 된다면, 클라우드 기술을 통해 언제 어디서든 이전의 작업 환경을 새로운 컴퓨터에다가 그대로 복사하여 사용할 수 있다. 이는 특정 지역에 얽매이지 않고 다양한 장소에서 자신의 정체성을 확고히 하는데 블록체인 인증 기술은 큰 역할을 할 것이라는 기대를 품을 수 있게 한다.

블록체인 인증 기술은 서비스 로봇에 대한 인증을 통해 안전한 로봇 서비스 이용을 가능하게 한다. 앞으로의 로봇은 그 복잡성으로 인해 통제 불능 상태에 놓이게 될 확률이 높다. 로봇은 사람보다 디지털 세계 속에서의 연산이 압도적으로 능하다. 그리고 스마트시티에서 서비스 로봇들이 하게될 역할을 고려해 본다면, 각 로봇은 해킹으로부터 완전하게 자유로워야 한다. 그렇게 하기 위해서는 반드시 블록체인과 같은 기술이 필수적으로 사용이 되어야 할 것이다. 만약 어떠한 로봇이 시민에게 위협이 될 만한 행동을 하였다면, 해당 정보는 블록체인에 기록이 되어 임의적 수정이 불가능한 상태로 남게 된다면 로봇 통제를 효과적으로 수행할 수 있다. 게다가 악의적인 해커가 로봇을 마음대로 통제하여 범죄를 저지를 수도 있다. 하지만 로봇들이 서로 블록체인으로 연결되어 각자의 행동이 트랙킹되어 분산 체인위에 저장된다면, 해킹 역시 사실 상 불가능하다. 왜냐하면 블록체인의 보안성에 따르면 로봇의 행동을 해킹하기 위해서는 적어도 전체 네트워크 상 51%를 해킹해야 하는데, 이는 천재 해커라고 할지라도 불가능에 가깝기 때문이다.

로봇 또는 사물인터넷 장치가 스마트시티에서 안전하게 사용될 수 있으려면 그것을 이루는 부품 역시 안전하다는 것 또한 입증이 되어야 한다. 이는 블록체인의 대표적인 응용 사례로써 공급 망 체인(supply chain)을 꼽을 수 있다. 각 부품에 대해 일련의 제조 및 가공 과정을 블록체인 상에 기록을 해둠으로써 부품의 신뢰성을 획득하는 기술이다. 스마트시티에서 중추 역할을 하는 로봇 및 사물 인터넷 장치 역시 그것을 이루는 부품들에 대한 신뢰가 확보가 되어야 할 것이다. 그리고 이를 통해 사람들은 기계들을 더욱 신뢰할 수 있게 되고 그에 따라 그와 관련된 산업이 발달하고 이로부터 얻는 효용성이 증가할 것이다.

스마트시티에서는 로봇과 사물인터넷 장치들 사이의 협동을 통해 서비스를 제공하려는 연구가 활발할 것이다. 이는 군집 지능 로봇(Swarm robot)들의 협동 문제로 알려져 있다. 여기에서도 로봇들 사이의 신뢰 관계가 형성되기 위해서는 블록체인의 합의(Consensus) 알고리즘의 중요성이 크고 각 로봇의 결정과 행동은 블록체인 상에 영구적으로 저장되기 때문에 보다 효율적인 제어가 가능하다[4]. 블록체인 기반 로봇 제어 기법은 스마트 시티에서 요구되는 필수적인 구성 요소가 될 것이다. 원래 정해진 프로토콜을 벗어난 경우를 비잔틴 고장(Byzantine failure)라고 부른다. 만약 스마트 시티에서의 군집 지능형 로봇이 시민에게 위협이 될만한 행위를 하거나 원래 의도치 않은 행위를 할 경우에는 다른 올바른 로봇들에게 비잔틴 로봇으로 간주되어 블록체인 상에 투명하게 기록된다. 이를 통해 로봇 행위에 대한 효율적인 통제가 가능해진다. 즉 로봇들 스스로가 정해진 프로토콜에 벗어난 행동을 하는 로봇들을 자율적으로 탐지하고 그 기록을 블록체인에 기록함으로써 안전한 구성이 가능하다는 것이다.

블록체인의 가장 큰 특징은 개인 간 거래(peer to peer)를 가능케한다는 점인데, 공동체 내 구성원들이 신뢰된 제3자가 없이 자율적으로 안전한 거래를 수행할 수 있다. 초연결사회의 핵심 특징은 연결된 개체들 사이의 일련의 정보 교환이다. 블록체인으로 강화되는 초연결사회에서의 이뤄지는 개인간 거래는 그 수요가 막대할 것으로 예측된다. 효율적으로 운용되는 공공 장부가 기록하는 거래 내역 이러한 수요를 만족시킬 것이다. 블록체인은 능동적인 개인들 간의 거래를 촉진하여 단순한 형식적인 결합이 아닌 화학적 결합을 유도하여 초연결사회에서의 근본적인 역할을 할 것이다.

마지막으로는 사이버 공간에서 활동하는 로봇들에 대한 제어 기술을 언급하고 싶다. 현재 이더리움 블록체인 기반으로 동작하는 크립토키티 [5] 와 같은 사례에서, 사용자는 가상 애완 고양이를 블록체인 위에서 키우고 교배하고 사고 팔고 한다. 아직은 초기 단계이지만 이미 오래전부터 인공생명[6]과 같은 학문에서는 컴퓨터 속에서의 가상 생명체를 어떻게 만들고 관리할 것인가에 대한 연구를 수행해왔었다. 그러한 노력들은 블록체인을 사용하면 훨씬 효율적으로 보완될 수 있을 것이다. 스마트시티에서의 공동체 구성원들은 블록체인을 사용하여 다양한 종류의 사이버 로봇과 안전하게 상호작용을 하게 될 것이다. 그리고 사이버 로봇과 로봇 사이에서의 상호작용 역시 존재할 것이다. 블록체인 기술은 각 사이버 로봇의 신원 관리와 행위 내역을 투명하게 공개하고 불변적인 방식으로 저장하기 때문에 비록 조작이 쉬운 디지털 세상이더라도 각 로봇들의 자유를 충분히 제한시킬 수 있다. 그렇게 되어야 인간 사용자와의 신뢰가 확보될 수 있기 때문이다. 스마트시티의 핵심은 하드웨어가 아니라 컴퓨터 소프트웨어이기 때문에 결국 많은 중요한 계산들이 사이버 상의 인공지능 로봇에 의해 수행될 가능성이 높다. 그러한 인공지능 로봇이 자율적으로 자료를 조작하거나 위험한 행동을 하지 못하도록 제한을 하기 위해서는 블록체인 기술이 필수불가결할 것으로 예상된다.

지금까지 제시한 블록체인 기반 스마트시티 응용 사례를 일부 살펴보았다. 이들 사례속의 기술들은 결국에는 올바르고 건전한 스마트시티를 만들어 나가기 위한 전초 단계라고 간주된다. 많은 사람들은 기술 사용을 통한 혜택에 대해서는 고마워하지만 기술적 변화에 대해서는 두려워하는 면이 많다. 실 세계에서의 변화를 만들어내기 위해서는 그러한 두려움을 일으킬 수 있는 요소들을 해결해야 할 것이다. 기술의 역사를 훑어본 사람이라면 두려움의 원인은 대개 보안과 직결될 때가 많다는 것을 알 것이다. 즉, 정체가 불분명하고 검증되지 않은 새로운 기술이 사회를 위험하게 만들 수 있지 않을까와 같은 고민이다. 스마트시티는 장및빛 미래를 꿈꾸는 정책 입안론자들의 주요 이야깃거리로 사용되고 있다. 하지만 유명 게임 워치독스[7]에서 보여주었듯이, 도시의 각종 요소에 배치된 장치들에 대한 확실한 보안 대책이 없다면 스마트시티를 함부로 진행하기가 매우 어렵다. 실험적인 단계에서 벗어나 현실을 바꾸기 위한 기술로써 스마트시티가 추진되기 위해서는 블록체인과의 결합은 피할 수 없다고 본다. 블록체인으로 형성된 신뢰 관계망은 공동체 구성원들 사이의 수 많은 종류의 거래를 안전하고 효율적으로 가능케할 뿐만 아니라, 사물인터넷 장치들을 제어하는 기법, 로봇 인증 기술, 자유로운 여행 등 사람과 기계를 글자 그대로 초월한 초연결 사회를 만들어나가는데에 초석이 될 수 있기 때문이다.

참고 문헌
1: , DUBAI BLOCKCHAIN STRATEGY, 2016, http://www.smartdubai.ae/dubai_blockchain.php
2: PwC, Blockchain: The next innovation to make our cities smarter, 2018
3: Kamanashis Biswas and Vallipuram Muthukkumarasamy, Securing Smart Cities Using Blockchain Technology, 2016
4: EC Ferrer, The blockchain: a new framework for robotic swarm systems, 2016
5: , CryptoKitties, , https://www.cryptokitties.co/
6: 스티븐 레비 지음. 김동광/과학세대 옮김, 인공생명(Artificial Life), 1995
7: https://www.ubisoft.com/en-us/game/watch-dogs/