디지털 콘텐츠 거래환경에서 블록체인을 활용한 안전하고 신뢰성 있는 시스템 연구

Abstract

With the advent of the Fourth Industrial Revolution, ICT (Information & Communication Technology) convergence technology has attracted worldwide attention. This means that it is leading the hyper-connected society beyond simple information sharing through representative technologies such as Big Data, Artificial Intelligence, and Autonomous Driving. In particular, blockchain, a technology attracting attention as the core technology of the Fourth Industrial Revolution, has the characteristics of integrity, transparency, and security, and is currently applied in various fields such as logistics, automotive, industrial, and medical fields. Especially, blockchain is attracting attention as a new solution that can solve the existing problems such as illegal copying, profit distribution, and forgery and falsification in the digital content trading environment, which has become an important asset in the information age. However, there is a problem that it is difficult to propagate digital content to the blockchain network because the capacity to upload to the blockchain is limited. The integrity and transparency of blockchain are also considered as weak points in terms of privacy. In this thesis, we propose a new blockchain system, the SBBC (Secret Block based BlockChain), by analyzing the problems of the blockchain system in the digital content trading environment. SBBC is composed of the Off-chain and the On-chain network. Off-chain is the part that allows trading digital content through the authentication phase. The digital content that is traded is inserted with a digital fingerprint, so if an illegal leakage leak occurs, the destination can be tracked. Also, the content is encrypted and traded, and only the rightful user can use the digital content, thus ensuring the legitimate income of the content author. Next, the On-chain is licensed to use digital content, and a verification process using a consensus algorithm is performed. The licensed consumer creates a Secret Block of his transaction and records it only on his ledger. In the private environment, Secret Block creation ensures privacy and solves network overload that may occur when uploading digital content to the blockchain. Finally, through the verification and agreement of all blockchain participants, a public block is created and recorded in the ledger to finalize the transaction. Existing studies based on blockchain, focused on the problems of the digital content trading environment, can solve the issues of profit distribution, and forgery, and falsification. However, the problem of leakage of personal information and limitation of storage space caused by blockchain technology remains challenging. Therefore, this paper focuses on the problem of the existing digital content trading environment as well as the problem of personal information leakage and capacity limitation by creating Secret Block. As a result, we propose SBBC system suitable for the digital content trading environment and propose a safe and reliable system through consensus algorithm considering this environment.;제4차 산업혁명 시대가 도래하면서 ICT(Information & Communication Technology) 융합 기술은 전 세계적으로 관심받게 되었다. 이는 빅데이터와 인공지능, 자율주행 등의 대표적인 기술을 통해 단순한 정보 공유를 넘어서 ‘초연결 사회’를 이끌어 가고 있음을 말한다. 특히 4차 산업혁명의 핵심기술로 주목받은 기술인 블록체인은 무결성 및 투명성, 보안성의 특징을 가지고 있으므로 현재 물류, 자동차, 산업, 의료분야 등의 다양한 분야에서 적용되고 있다. 특히, 정보화시대의 중요한 자산이 된 디지털 콘텐츠를 거래하는 환경에서 블록체인은 기존의 문제점인 불법복제, 수익분배, 위조 및 변조 등을 해결할 수 있는 새로운 해결책으로 주목받고 있다. 하지만 블록체인에 업로드 할 수 있는 용량이 한정되어 있으므로 디지털 콘텐츠를 블록체인 네트워크에 전파하기 어려운 문제가 존재하며, 블록체인의 무결성과 투명성의 특징은 개인정보보호 측면에서 오히려 취약점으로 지적되므로 보안적 위험이 존재하기 때문에 디지털 콘텐츠 거래환경에서 기존의 블록체인을 접목하는 것은 적합하지 않다. 본 논문에서는 디지털 콘텐츠 거래환경에서 블록체인 시스템을 접목할 때 나타나는 문제점을 분석하여 새로운 블록체인 시스템인 SBBC(Secret Block based BlockChain)를 제안한다. SBBC는 Off-chain과 On-chain으로 분리하여 정의한다. Off-chain은 인증단계를 거쳐 디지털 콘텐츠를 거래하는 부분이다. 거래되는 디지털 콘텐츠는 디지털 핑거프린트가 삽입되어 불법 유출이 발생했을 경우, 유출지를 추적할 수 있다. 또한, 콘텐츠는 암호화되어 거래되고 정당한 권리를 가진 사용자만이 디지털 콘텐츠를 이용할 수 있으므로 콘텐츠 저작자의 정당한 수입을 보장한다. 다음으로 On-chain은 디지털 콘텐츠를 사용하는 데 필요한 라이센스를 발급받고, 합의 알고리즘을 사용한 검증 과정이 이루어진다. 라이센스를 발급받은 사용자는 자신의 거래내용을 Secret Block으로 생성하여 자신의 원장에만 기록한다. 비공개 환경에서 Secret Block 생성을 통해 개인정보보호를 보장하며, 블록체인에 디지털 콘텐츠를 업로드 했을 때 일어날 수 있는 네트워크 과부하를 해결하였다. 마지막으로 모든 블록체인 참여자들의 거래 검증 및 합의를 통해 Public Block을 생성하여 모든 참여자의 원장에 기록하여 거래를 마무리한다. 디지털 콘텐츠 거래환경에서 블록체인을 접목한 기존의 연구들은 디지털 콘텐츠 거래환경의 문제점에만 초점을 맞추었기 때문에 수익분배, 위·변조 문제점은 해결할 수 있다. 하지만, 블록체인 기술에 의해 발생하는 개인정보 유출 문제를 해결하지 못하였으며 블록체인의 저장공간의 한계 문제를 해결하지 못하였다는 한계점이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 Secret Block을 생성하여 개인정보 유출 문제와 용량 한정의 문제를 해결하였으며, 결론적으로 디지털 콘텐츠 거래환경의 새로운 해결책으로 떠오른 블록체인의 기존 문제점을 해결한 SBBC를 제안하고 이를 접목함으로써 안전한 디지털 콘텐츠 거래를 가능하도록 하였다.