"챌린저스조"의 두 판 사이의 차이
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===지도교수=== | ===지도교수=== | ||
| − | + | 이병정 교수님 | |
===개발기간=== | ===개발기간=== | ||
| − | 2018년 | + | 2018년 9월 ~ 2018년 12월 (총 4개월) |
===구성원 소개=== | ===구성원 소개=== | ||
| − | 서울시립대학교 | + | 서울시립대학교 컴퓨터과학부 20119200** 오*찬(팀장) |
| − | 서울시립대학교 | + | 서울시립대학교 컴퓨터과학부 20119200** 최*성 |
| − | 서울시립대학교 | + | 서울시립대학교 컴퓨터과학부 20139200** 정*곤 |
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==서론== | ==서론== | ||
===개발 과제의 개요=== | ===개발 과제의 개요=== | ||
====개발 과제 요약==== | ====개발 과제 요약==== | ||
| − | + | ◇ 군에서 정보에 중요성은 매우 높다. 정보는 하나하나의 전투와 이를 넘어 전략, 심지어는 전쟁 그 자체의 승패에 곧장 직결되기 때문이다. 그렇기에 군은 정보의 획득과 기밀성 유지에 심대한 노력을 기울이고 있다. 군이 관리하는 정보에는 여러 종류가 있는데, 적군에 대한 정보, 부대의 작전 지역과 세부 전투 작전에 대한 정보, 군수품에 대한 정보, 부대원과 부대 자산의 배치 상태 등 그 종류가 매우 다양하다. 그 중에서도 군수품에 대한 정보는 그 중요성에 비해 관리가 까다로워 작성된 정보와 실제 군수품의 수량이 일치하지 않는 경향이 많다. 또 현재 한국군은 각 부대별로 각각의 서버를 따로 두고 관리하고 있으며, 군 특성상 연결망이 민간에 비해 전송 용량과 속도가 좋지 않아 필요한 정보가 통합되기 어렵다는 단점도 갖고 있다. 이에 대해 우리는 블록체인이 제공해주는 투명성과 분산 원장 기술에 주목하여 이를 군수물품 관리에 적용하려고 한다. 우리 조가 제시한 목표는 그 중에서도 군 차량과 이에 속한 군의 인적, 물적 자산 이동에 대한 정보를 블록체인에 적용시키는 것이다.부대에서 군수품이 이동을 할 때 부대원이 부대장에게 해당 군수품에 대하여 불출을 요구한다. 이 때 블록체인 거래가 시도되며 부대장이 이를 허가하는 순간 스마트 컨트랙트에 의해서 거래가 성사되게 된다. 부대마다 각각 군사기밀을 갖고 있으며 군수품 목록과 이동 현황도 군사기밀에 속한다. 따라서 이 정보들은 해당되는 상위 권한자만이 열람할 수 있어야 한다. 이에 따라 ACL(Access Control List)를 작성하여 군수품의 이동 현황을 마음대로 열람할 수 없도록 해야 한다. UI는 구글맵에서 이루어지며 차량을 이동시키는 것으로 한다. 차량은 기본적으로 차량 제원(차량 종류)이 있으며, 구성원과 갖고 있는 군수품목은 같을 수도, 다를 수도 있다. 또한 맵에서 비주기적으로 임의의 상황이 발생하여 군수품 목록이 변동하고 이를 블록체인에 적용할 수 있어야 한다. | |
====개발 과제의 배경==== | ====개발 과제의 배경==== | ||
| − | + | ◇ 블록체인 기반으로 군수품을 더욱 투명하고 효율적으로 관리할 수 있도록 한다. 기존의 군수품의 불출 절차는 대략 소요가 정식으로 제기되면 이에 대한 권한을 가진 사람이 승인하고 이후에 군수품이 실제로 불출하는 형태이다. 이를 블록체인의 스마트 컨트랙트로 구현할 수 있다. 그렇게 되면 먼저 소요품을 제기하는 측에서 해당 책임자에게 거래를 신청한다. 책임자가 이 거래에 응하면 거래가 이루어지고 이에 대한 트랜잭션이 블록체인에 기록된다. <br/> | |
| + | ◇ 군수 차량의 이동정보를 GPS로 받아들여 위치를 바로 알 수 있다. 차량에 군수품을 적재하여 이동시킬 때 해당 차량의 종류, 차 번호, 이동 인원, 내부 물품 등에 대한 정보가 블록체인에 입력된다. 이후해당 차량에 부착된 OBD를 통해 차량의 실시간 위치와 상태를 지속적으로 수신하여 관리한다.<br/> | ||
| + | ◇ 블록체인의 분산원장 기술을 활용하여 각 부대가 갖고 있는 서버의 정보를 통합하는 효과가 발생한다. 군은 작게는 대대 단위, 크게는 군, 사령부, 본부 단위로 각각 다른 서버를 운영하고 있다. 서버들은 각기 다른 체계와 표준을 갖고 있기에 각 부대별로 정보를 통합하려면 통합용 서버와 표준이 따로 있어야 한다. 또한 군용 인트라넷망도 각 부대마다 전송용량이 달라 정보 전송에 걸리는 시간도 천차만별이다. 블록체인의 분산원장 기술을 적용한다면 모든 서버가 같은 하나의 원장을 가질 수 있기에 비용과 시간이 훨씬 절약될 수 있다. | ||
====개발 과제의 목표 및 내용==== | ====개발 과제의 목표 및 내용==== | ||
| − | + | 1) 블록체인 개발<br/> | |
| + | 하이퍼레저를 이용하여 군수품의 목록과 이동 현황을 블록체인의 형태로 저장한다. private 형태로 허가된 사용자만이 블록체인에 접근할 수 있도록 하고 적절한 분산합의 알고리즘을 사용하여 효율적인 작동이 이루어지도록 한다.<br/> | ||
| + | 2) Smart Contract <br/> | ||
| + | 개발 중개자가 없이 P2P로 쉽고 편리하게 계약을 체결하고 수정할 수 있어야 한다. 블록체인의 분산원장기술이라는 특성을 이용하여 다양한 형태의 계약과 계약의 결과에 대한 신뢰를 쌓아나갈 수 있는 자동화된 계약 처리의 형태를 개발하도록 한다.<br/> | ||
| + | 3) 클라이언트 구축 <br/> | ||
| + | JavaScript에서 대표적인 프론트엔드 라이브러리, 프레임워크는 vue.js, react.js, angular.js가 있다. vue.js 기반인 nuxt.js를 이용하여 클라이언트를 구축하도록 한다. nuxt.js는 클라이언트 사이드 렌더링(CSR)인 vue.js를 서버 사이드 렌더링(SSR)이 가능하도록 만든 프레임워크이다. 클라이언트 사이드 렌더링(CSR)은 빈 페이지를 받아와 JavaScript를 실행하여 렌더링하는 방식이고 서버 사이드 렌더링(SSR)은 서버에서 JavaScript가 실행된 결과를 렌더링하는 방식이다. 프레임워크로서 nuxt.js는 비동기 데이터, 미들웨어, 레이아웃 등과 같이 클라이언트 측과 서버 측 사이에서 개발하는 데 도움이 되는 많은 기능을 제공한다.<br/> | ||
| + | 4) 서버 구축 <br/> | ||
| + | JavaScript에서 가장 대표적인 서버 엔진은 node.js이다. node.js에서는 express, koa, hapi를 사용하여 서버를 만드는데, express를 활용하여 서버를 구축하도록 한다. express는 MVC 모델에 기반을 두며, node.js 패키지로 제공되고 있다. npm에서 간단히 설치하고, 이를 통합한 서버 프로그램을 만들 수 있다. express에는 웹 응용 프로그램을 위한 기본적인 시스템이 구축되어 있으며, 이에 필요한 처리를 추가하는 것이다. node.js에서만의 구현과 동일하게 이벤트 처리를 통합해 간다는 기본적인 개발 스타일은 변함이 없지만, 준비되어 있는 다양한 객체를 이용하여 아주 쉽게 필요한 처리를 조합할 수 있다.<br/> | ||
| + | 5) 데이터베이스 구축 <br/> | ||
| + | MySQL을 이용하여 데이터베이스를 구축한다. MySQL은 다중 스레드, 다중 사용자를 지원하는 구조 질의어 형식의 데이터베이스 관리 시스템이다. MySQL을 선택한 이유는 고성능이면서 상대적으로 단순한 DBMS이고 또한 설치 및 관리도 쉬운 편이기 때문이다. 그리고 응용 프로그램에서 MySQL 데이터베이스에 접근하기 위해 C, C++, JAVA, Python 등 다양한 프로그래밍 언어로 된 API를 사용할 수 있다는 장점도 있다.<br/> | ||
| + | 6) 서버/데이터베이스 연동 <br/> | ||
| + | 서버 구축에 사용될 프레임워크인 node.js는 MySQL 연동 모듈을 지원한다. 먼저 npm을 이용하여 MySQL 모듈을 설치한 후 node.js와 MySQL을 연동함으로써 서버와 데이터베이스를 연동한다.<br/> | ||
| + | 7) RBAC <br/> | ||
| + | 시스템 보안을 위한 접근통제를 위해 역할 기반 접근통제(Role-Based Access Control)를 사용한다. 역할 기반 접근통제란, 조직의 사용자가 수행해야 하는 직무(역할)와 직무 권한 등급을 기준으로 객체에 대한 접근을 제어하는 접근통제 방식이다. 접근 권한은 직무(역할)에 허용된 연산을 기준으로 허용하므로 조직의 기능 변화에 따른 관리적 업무의 효율성을 높일 수 있다. 사용자가 적절한 직무(역할)에 할당되고, 직무에 적합한 접근 권한이 할당된 경우에만 자원에 접근할 수 있다. | ||
===관련 기술의 현황=== | ===관련 기술의 현황=== | ||
| − | ====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)==== | + | ====관련 기술의 현황 및 분석(State of the art)==== |
*전 세계적인 기술현황 | *전 세계적인 기술현황 | ||
| − | + | ◇ 블록체인<br/> | |
| − | *특허조사 및 특허 전략 분석 | + | 블록체인은 데이터를 ‘블록’이라고 하는 소규모 데이터들이 체인 형태의 연결고리 기반 분산 데이터 저장환경에 저장되어 누구라도 임의로 수정할 수 없고 누구나 변경의 결과를 열람할 수 있는 분산 컴퓨팅 기반 데이터 위변조 방지 기술이다. 블록체인의 구조는 다음과 같다. <br/> |
| − | + | [[파일:blockchain.png]]<br/> | |
| + | |||
| + | ◇ 구글맵<br/> | ||
| + | 구글맵은 세계의 지리학적인 지역에 대한 정보를 제공하는 웹 기반 서비스이다. 기존 로드 맵에 더하여, 구글맵은 많은 장소의 공중과 위성에서 바라본 뷰를 제공한다. 몇몇 도시에서, 구글맵은 차량에서 찍은 사진으로 구성된 스트리트 뷰도 제공한다. 이러한 구글 스트리트 뷰는 사용자들이 세계의 다양한 도시의 개괄적인 스트리트 뷰를 수평, 수직으로 볼 수 있도록 해준다. 또한 구글맵은 운전자, 자전거 타는 사람, 거리를 걷는 사람, 대중교통을 이용하는 사람들에게 방향을 제시해준다. 구글맵 API는 부동산 가이드나 커뮤니티 서비스 페이지 같은 곳의 웹 사이트 관리자들이 사이트에 구글맵을 넣을 수 있도록 해주며, 모바일에서의 구글맵은 모바일 장치의 GPS기능과 무선, 셀룰러 네트워크를 이용하여 운전자에게 위치 서비스를 제공한다.<br/> | ||
| + | |||
| + | ◇ 하이퍼래저(Hyperledger)<br/> | ||
| + | 리눅스 재단에서 주관하는 블록체인 오픈소스 프로젝트로 현재 10가지 블록체인 관련 프로젝트를 진행 중이다. 5개의 프레임워크(Frameworks)와 5개의 툴(Tools)이 포함된다. 금융, IoT, 물류, 제조, 기술 산업 등 여러 산업에 걸쳐 응용 가능한 블록체인 기술을 만드는 것이 목표이다.<br/> | ||
| + | - 하이퍼레저 패브릭<br/> | ||
| + | 하이퍼레저 패브릭은 모듈형 아키텍처 기반의 블록체인 애플리케이션 또는 솔루션 개발을 위한 근간으로 고안된 비즈니스 블록체인 프레임워크이다. 하이퍼레저 패브릭은 합의, 멤버십 서비스 등 구성요소의 플러그 앤 플레이를 지원한다. 하이퍼레저 패브릭의 기본적인 특징은 다음과 같다.<br/> | ||
| + | 1) 허가형 네트워크 집단으로 정의된 멤버십과 접근권한을 비즈니스 네트워크에 제공한다.<br/> | ||
| + | 2) 거래의 기밀유지 비즈니스의 유연성과 보안성을 제공하여 정확한 암호화 키를 가지고 있는 당사자들에게만 거래가 보이도록 한다.<br/> | ||
| + | 3) 암호화폐 불필요 거래를 확인하기 위해 채굴이나 값비싼 컴퓨팅을 요구하지 않는다.<br/> | ||
| + | 4) 설정 가능 스마트 계약의 탑재 논리를 활용하여 네트워크 상의 비즈니스 프로세스를 자동화한다.<br/> | ||
| + | 하이퍼레저 패브릭과 기존 블록체인 기술과의 대표적인 차이점은 다음과 같다. 하이퍼레저 패브릭이 사용하는 대표적인 합의 알고리즘은 PBFT가 있다. 이러한 합의 알고리즘은 기본적으로 작업증명 방법에 비해 훨씬 빠르다. 하지만, 모든 노드를 알고 있어야 하고 전원의 의사 소통이 필요하기 때문에 노드가 증가할 수록 성능은 감소한다.. PoW나 PoS는 수천 개의 노드를 운영할 수 있지만 PBFT는 수십 개의 노드가 한계이다. 하이퍼레저 패브릭은 다양한 업무에 적용될수 있도록 PBFT 합의알고리즘에 한정하지 않고, 임의의 합의 알고리즘을 실현할 수있는 플러그인 구조를 채용하고 있다. 하이퍼레저를 이용하는 기술자는 업무 이용에 따른 합의 알고리즘을 실현하는 추가 플러그인을 개발하고 하이퍼레저에 통합 할 수 있다. | ||
| + | 하이퍼레저 외에도 다른 블록체인 플랫폼들이 있지만 하이퍼레저만의 장점과 하이퍼레저를 사용하여 개발을 하는 이유는 다음과 같다. | ||
| + | 1) 표준화기술 | ||
| + | 비영리 단체인 리눅스 재단에서 운영하고 있는 블록체인 오픈소스 프로젝트로 130여개의 회원사가 가입하여 운영되고 있다. | ||
| + | 기업들의 다양한 비즈니스 영역에 사용될 수 있는 허가형 (permissioned)블록체인 플랫폼이다. | ||
| + | 2) 뛰어난아키텍처 | ||
| + | 산업 표준에 따른 오픈소스 기반으로 사용자 정의 스마트 컨트랙트(SmartContract), 강력한 암호화 지원 및 인증(Identity) 기능을 제공한다. | ||
| + | 플러거블(pluggable) 분산형 합의(consensus)을 지원하는 모듈러(modular) 아키텍처로 설계되었으며, 20년이상 검증된 PBFT (PracticalByzantine Fault Tolerance) 알고리즘 제공등 V1.0에서는 합의 알고리즘의 재정의를 통해 1000 tps 이상의 성능이 지원받는 아키텍처를 제공한다. | ||
| + | 3) 거버넌스 | ||
| + | 하이퍼레저 프로젝트의 거버넌스를 기반으로 개방적이고 투명한 개발 프로세스를 통하여 향후 로드맵을 지원하고 가속화한다. | ||
| + | IBM은 OBC(Open BlockChain)를 하이퍼레저 프로젝트에 기부하였으며, 하이퍼레저를 기반으로 100개 이상의 글로벌 기관들과 First 프로젝트 수행경험이 많다. | ||
| + | |||
| + | *특허조사 및 특허 전략 분석<br/> | ||
| + | 가. 특허조사<br/> | ||
| + | ◇ 블록체인 기반의 개인 데이터 처리 방법 및 시스템 (1020180077340)<br/> | ||
| + | 블록체인 기반의 개인 데이터 처리 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명의 실시 예들에 따른 개인 데이터 처리 방법을 통해, 동일한 사용자를 서로 다른 식별자로 식별하는 서로 다른 서비스들에서 해당 사용자에 대해 등록되는 블록체인 네트워크에서의 개인 식별키를 활용하여 해당 사용자에 대한 개인 데이터를 블록체인 네트워크상에 제공함으로써 서로 다른 서비스들에서의 해당 사용자에 대한 개인 데이터를 개인 식별키를 통해 추적 및 활용할 수 있다.<br/> | ||
| + | ◇ 블록체인 기반 분산 저장 방법 및 이를 이용한 장치 (1020160113774)<br/> | ||
| + | 블록체인 기술을 이용하여 하나 이상의 노드들 간에 거래내역을 유지하는 방법에 있어서, 네트워크 트래픽을 감소하고 지연시간을 조절하는 방법을 제공한다. 블록체인을 기반으로 하여 블록을 하나 이상의 노드들 간에 분산 저장하는 방법에 있어서, 블록생성 주기에 해당하면, 해당하는 하나 이상의 트랜잭션들을 하나의 블록으로 생성하는 단계 및 상기 블록헤더를 매개변수로 하여서, 상기 하나 이상의 노드들 간에 합의를 수행하는 단계를 포함한다.<br/> | ||
| + | ◇ 특허 현황<br/> | ||
| + | 2018년 1월 기준 한국·미국·일본·중국·유럽 등 지식재산 선진 5개국(IP5)에 출원돼 공개된 블록체인 관련 특허출원은 모두 1천248건이었다. 건수는 많지 않지만 2009년 블록체인이 처음 구현된 이후 2013년 27건에서 매년 2∼3배 증가해 2015년에는 258건, 2016년에는 594건에 달했다. | ||
| + | 블록체인의 기본 개념은 이미 공개돼 누구도 특허를 갖지 못하는 자유 기술이다. 따라서 특허출원은 주로 보안, 운용, 활용 등 주변 기술을 중심으로 이뤄진다.<br/> | ||
| + | 나. 특허전략<br/> | ||
| + | ◇ 상기 팀이 개발하려는 블록체인 기반의 군수 관리 플랫폼은 그 구성 요소 중 대부분이 소프트웨어를 기반으로 하고 있다. 그런데 소프트웨어 산업이 전 세계적으로 오픈 소스화 되고 있는 추세라는 점에서, 그리고 상기 팀이 개발하려는 플랫폼 또한 상당 부분 오픈 소스를 활용해 개발된다는 점에서, 상기 팀이 개발한 소프트웨어적 플랫폼 자체를 특허 등록을 해야 하는가에 대해서는 고민을 조금 더 해볼 필요가 있다. 그리고 그것이 과연 가능한 것인가에 대해서도 특허 전문가에게 자문하여 알아볼 필요가 있다. 다만, 개발 과정에서 나올 수 있는 독창적인 아이디어나 특허 등록의 가치가 있을 것으로 판단되는 하드웨어적인 요소, 그리고 블록체인이라는 소프트웨어적 기술을 비즈니스에 적용하는 비즈니스 방법으로서의 특허에 대해서는 특허 전문가에게 자문하여 특허 등록을 하면 될 것이다. | ||
| + | |||
*기술 로드맵 | *기술 로드맵 | ||
내용 | 내용 | ||
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====시장상황에 대한 분석==== | ====시장상황에 대한 분석==== | ||
*경쟁제품 조사 비교 | *경쟁제품 조사 비교 | ||
| − | + | ◇ 한화디펜스<br/> | |
| − | *마케팅 전략 제시 | + | 한화디펜스는 무기체계의 효과적이고 경제적인 군수지원을 보장하기 위하여 소요제기에서부터 설계, 개발, 획득, 운영 및 폐기 시까지의 제반 종합군수지원 요소 개발 및 지원 활동을 통해 무기체계의 가동률과 군의 전투력 향상에 기여하고 있다. 그리고 무기체계 수명주기 전반에 걸친 책임을 PM에게 부여하여 개발, 획득, 운영, 폐기까지의 책임을 일원화하는 정부의 총수명주기체계관리(TLCSM) 제도에 적극 참여하여 방위산업 선진화에 기여하고 있다. 또한 장비체계의 운용 및 정비에 관련된 정보를 디지털화하여 정비요원이 장비의 고장진단 및 정비에 필요한 기술정보를 컴퓨터와 상호 대화에 의해 접근할 수 있도록 최적화한 전자식 기술교범(IETM)을 개발하여 군에 보급하고 있다. 그리고 군이 제시한 목표가동률, 군수반응시간 등 성과지표를 기준으로 성과 정도에 따라 비용이 정산되는 성과기반군수(PBL) 제도에 적극 참여하여, 전투준비태세 향상 및 무기 체계의 수명주기비용 절감에 기여하고 있다.<br/> |
| − | + | ◇ 케이엘티시스템즈<br/> | |
| + | 케이엘티시스템즈는 장비의 수명주기 기간에 필요로 하는 제반 군수지원 요소를 적시에 적절하게 획득하고, 유지하여 전투준비태세를 극대화하고, 장비의 수명주기 비용을 최소화하기 위해 종합군수지원(ILS)의 11대 요소를 개발한다. 그 11대 요소는 “연구 및 설계반영 - 표준화 및 호환성 - 정비 계획 - 지원 장비 - 보급 지원 - 군수 인력 운용 – 군수 지원 교육 – 포장, 취급, 저장 및 수송 – 정비 및 보급 시설 – 기술 교범 – 기술 자료 관리”이다. 케이엘티시스템즈의 사업 영역은 종합군수지원(ILS) 이외에도 RAM 분석, 군수지원분석(LSA), 기술교범, 전자식 기술교범(IETM), 전자식 교보재(CBT) 등이 있다. | ||
| + | *마케팅 전략 제시<br/> | ||
| + | [[파일:SWOT.png]]<br/> | ||
| + | 1) Strength: 블록체인과 스마트 컨트랙트를 활용한 투명하고 효율적인 군수 관리<br/> | ||
| + | 본 플랫폼이 가지는 강점은 바로 블록체인과 스마트 컨트랙트 기술을 활용하여 군수품을 더욱 투명하고 효율적으로 관리할 수 있게 한다는 점이다. 기존의 군수품의 불출 절차는 대략 소요가 정식으로 제기되면 이에 대한 권한을 가진 사람이 승인하고 이후에 군수품이 실제로 불출되는 형태이다. 이를 블록체인의 스마트 컨트랙트로 구현하면 기존의 전통적인 군수품 신청/허가 절차보다 더 빠르고 효율적으로 군수 관리가 이루어질 수 있다. 또한 블록체인의 분산 원장 기술을 활용하면, 각 부대가 갖고 있는 서버의 정보를 통합하는 효과가 발생한다. 군은 작게는 대대 단위, 크게는 군, 사령부, 본부 단위로 각각 다른 서버를 운영하고 있다. 서버들은 각기 다른 체계와 표준을 갖고 있기에 각 부대별로 정보를 통합하려면 통합용 서버와 표준이 따로 있어야 한다. 또한 군용 인트라넷도 각 부대마다 전송 용량이 달라 정보 전송에 걸리는 시간도 천차만별이다. 블록체인의 분산 원장 기술을 적용한다면 모든 서버가 같은 하나의 원장을 가질 수 있기에 비용과 시간이 훨씬 절약될 수 있다.<br/> | ||
| + | 2) Weakness: 군 관련 정보 수집의 어려움 등 민간 기업으로서의 각종 어려움<br/> | ||
| + | 본 플랫폼이 가지는 약점은 바로 민간 기업으로서의 각종 어려움이다. 사실 여러 국방 관련 프로젝트들은 대부분 국가 기관 및 국책 연구소를 중심으로 진행되는 경우가 많다. ‘국방과학연구소(ADD)’라는 대규모의 국방 관련 연구소를 비롯하여 다양한 국책 연구소들이 존재하는데, 상기 팀은 이러한 국책 연구소들에 비해 군수 관련 정보나 기타 군 내부 정보 수집에 있어 현저히 뒤질 수밖에 없다. 이는 상기 팀이 개발하려는 플랫폼의 기능 및 품질 저하로 이어질 수 있다.<br/> | ||
| + | 3) Opportunity: 군수 관리 투명성에 대한 국민적 요구 증대, 시장 개척의 기회<br/> | ||
| + | 본 플랫폼이 가지는 기회 요인으로 첫 번째는 군수 관리 투명성 요구의 증대이다. 군 내부에서의 군수 관련 비리는 전 국민적 관심을 끄는 중요한 이슈이다. 이로 인해 군수 관리의 투명성에 대한 국민들의 요구는 늘 있어 왔고 앞으로도 점점 증가될 것이다. 이러한 점은 블록체인 기술을 활용한 군수 관리의 투명성을 제공할 수 있는 본 플랫폼에 좋은 기회가 될 수 있다. 또 다른 기회 요인으로는 바로 시장 개척의 기회이다. 만약 이미 시장을 강력하게 지배하고 있는 기존의 선도적인 플랫폼들이 존재한다면, 그 사이를 비집고 들어가 시장을 점유한다는 것은 매우 어려운 일이 될 수 있다. 그러나 현재 상기 팀이 개발하려는 플랫폼과 유사한 서비스를 제공하는 어떤 선도적인 플랫폼은 아직 나와 있지 않다고 볼 수 있다. 이는 본 플랫폼이 성공적으로 출시된다면 시장에서 나름의 선도적인 위치를 선점할 수 있다는 것을 의미한다.<br/> | ||
| + | 4) Threat: 비교적 적은 규모의 시장<br/> | ||
| + | 본 플랫폼이 가지는 위협 요인은 바로 비교적 적은 규모의 시장이다. 상기 팀이 개발하려는 플랫폼의 대상 시장은 군대라는 조직 딱 한 군데라고 볼 수 있다. 이는 만약 경쟁 업체가 상기 팀보다 높은 경쟁 우위를 점하여 국방 군수 관리 플랫폼으로 선정된다면, 혹은 꼭 경쟁 업체가 없다하더라도 상기 팀이 개발한 플랫폼이 국방 군수 관리 플랫폼으로 선정되지 못한다면 본 플랫폼의 무용성(無用性)으로 이어질 수 있다. 물론 플랫폼에 변형을 가해 민간 시장의 물류관리 플랫폼으로 변화시킬 수도 있겠지만, 이는 프로젝트 변화로 인한 많은 추가 비용을 수반할 것이다. | ||
===개발과제의 기대효과=== | ===개발과제의 기대효과=== | ||
====기술적 기대효과==== | ====기술적 기대효과==== | ||
| − | + | ◇ 투명성<br/> | |
| + | 블록체인의 분산 원장 기술은 블록에 저장되는 트랜잭션 정보들에 대한 투명성을 제공한다. 군수 품목의 위치 정보, 이동 정보 등을 포함한 각종 군수 정보들은 블록체인 형태로 저장되어, 정당한 권한을 가진 사용자들에게 투명하게 제공될 것이다.<br/> | ||
| + | ◇ 보안성<br/> | ||
| + | 블록체인이 사이버 보안 위협이 증대되고 있는 현재 더 나은 신뢰성과 보안을 제공할 수 있다. 누군가가 거래 기록을 위조하려고 하더라도 블록체인에 의해 위·변조를 바로 탐지할 수 있어서 사이버 위협에 대비가 가능하다.<br/> | ||
| + | ◇ 각 부대 서버 정보의 통합효과<br/> | ||
| + | 블록체인의 분산원장 기술을 활용하여 각 부대가 갖고 있는 서버의 정보를 통합하는 효과가 발생한다. 군은 작게는 대대 단위, 크게는 군, 사령부, 본부 단위로 각각 다른 서버를 운영하고 있다. 서버들은 각기 다른 체계와 표준을 갖고 있기에 각 부대별로 정보를 통합하려면 통합용 서버와 표준이 따로 있어야 한다. 또한 군용 인트라넷망도 각 부대마다 전송용량이 달라 정보 전송에 걸리는 시간도 천차만별이다. 블록체인의 분산원장 기술을 적용한다면 모든 서버가 같은 하나의 원장을 가질 수 있기에 비용과 시간이 훨씬 절약될 수 있다.<br/> | ||
====경제적, 사회적 기대 및 파급효과==== | ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과==== | ||
| − | + | ◇ 군수 관리 투명성에 대한 국민적 요구에 부응<br/> | |
| + | 군 내부에서의 군수 관련 비리는 전 국민적 관심을 끄는 중요한 이슈이다. 이로 인해 군수 관리의 투명성에 대한 국민들의 요구는 늘 있어 왔고 앞으로도 점점 증가될 것이다. 상기 팀이 개발하려는 블록체인 기반 군수 관리 플랫폼은 이러한 국민들의 요구에 부응할 수 있을 것이다.<br/> | ||
| + | ◇ 군 조직의 신뢰 회복<br/> | ||
| + | 군 조직은 국가 조직으로서 국민들로부터의 신뢰를 반드시 유지해야만 한다. 그러나 지금까지 있어 왔던 여러 국방 군수 관련 비리들은 군에 대한 국민들의 신뢰를 계속해서 떨어뜨려왔다. 군이 블록체인 기반의 군수 관리 플랫폼을 도입하여 군수 관리의 투명성을 제고한다면 국민들로부터의 신뢰를 어느정도 회복하는 효과를 가질 수 있을 것이다. | ||
===기술개발 일정 및 추진체계=== | ===기술개발 일정 및 추진체계=== | ||
====개발 일정==== | ====개발 일정==== | ||
| − | + | [[파일:table.png]] | |
| + | |||
====구성원 및 추진체계==== | ====구성원 및 추진체계==== | ||
| − | + | ◇ 오*찬<br/> | |
| + | · 보고서 작성<br/> | ||
| + | · 요구사항 분석<br/> | ||
| + | · 블록체인 및 스마트 컨트랙트 구현<br/> | ||
| + | · 시스템 통합 및 테스트<br/> | ||
| + | |||
| + | ◇ 최*성<br/> | ||
| + | · 보고서 작성<br/> | ||
| + | · 요구사항 분석<br/> | ||
| + | · 데이터베이스 설계 및 구현<br/> | ||
| + | · 시스템 통합 및 테스트<br/> | ||
| + | |||
| + | ◇ 정*곤<br/> | ||
| + | · 보고서 작성<br/> | ||
| + | · 요구사항 분석<br/> | ||
| + | · UI 설계 및 구현<br/> | ||
| + | · 시스템 통합 및 테스트<br/> | ||
==설계== | ==설계== | ||
===설계사양=== | ===설계사양=== | ||
====제품의 요구사항==== | ====제품의 요구사항==== | ||
| − | + | [[파일:requirement.png]]<br/> | |
| − | === | + | 1. DB에 회원정보 저장 및 관리<br/> |
| − | + | - Private한 시스템이기에 사용자가 회원가입을 하는 것이 아니라 신원이 확인된 인원에게 직급과 권한에 맞는 회원정보를 생성하여 ID와 PW를 사용자에게 지급하도록 한다.<br/> | |
| + | - 회원정보를 사용자가 임의로 수정할 수 없도록 한다.<br/> | ||
| + | 2. Website로 사용자 UI 제공<br/> | ||
| + | - 사용자의 환경에 맞춰 불편함 없이 최적의 UI를 제공하도록 한다.<br/> | ||
| + | - 여러 Web browser 상에서 문제없이 호환될 수 있도록 한다.<br/> | ||
| + | 3. Blockchain 형태로 데이터 저장<br/> | ||
| + | - Hyperledger Fabric을 사용하여 private blockchain을 구현하고, 차량과 군수품의 상태와 이동, 변동 사항을 기록하도록 한다.<br/> | ||
| + | - 적절한 합의 알고리즘을 사용하여 보안성과 속도에 있어서 효율적으로 작동하도록 한다.<br/> | ||
| + | 4. Smart Contract로 물품 요청과 허가<br/> | ||
| + | - 부대원이 부대장에게 해당 군수품에 대하여 불출을 요구하면, 부대장이 이를 허가하는 순간 스마트 컨트랙트에 의해서 거래가 성사되게 된다.<br/> | ||
| + | 5. Google Maps에 정보 띄우기<br/> | ||
| + | - Google Maps API를 이용하여 지도 위에 차량들을 표시하고 차량의 기본적인 정보들과 그에 포함된 구성원, 군수품목 등을 나타낸다.<br/> | ||
| + | - 차량이 지도 위에서 실시간으로 이동할 수 있도록 한다.<br/> | ||
| + | ===상세설계 내용=== | ||
| + | ◇ 전체 상태도<br/> | ||
| + | [[파일:state.png]]<br/> | ||
| + | 먼저 웹사이트에 접속하면 로그인 화면이 나온다. 로그인을 성공하면 Google Map 지도를 중심으로 한 UI가 나온다. 이제 사용자는 원하는 차량을 선택하여 신청자, 인원, 사용 목적, 수하물 등을 입력하여 상급자에게 배차를 요청한다. 배차가 요청되면 상급자에게 배차 요청이 전달되며 상급자는 배차를 허가할지 결정하게 된다. 허가가 되면 합의를 거쳐 트랜잭션이 성사되며 이는 곧바로 분산 원장에 업데이트된다. 이제 차량이 운행하기 시작되면 이 차량의 위치 정보가 지속적으로 업데이트되며, 원장에서 업데이트 된 차량의 정보가 UI에도 반영되어 차량의 움직임이 나타나도록 한다.<br/> | ||
| − | + | ◇ 유즈케이스 다이어그램<br/> | |
| − | + | [[파일:usecase3.png]]<br/> | |
| − | + | - 사용자는 크게 배차를 요청하는 Requester와 Commander가 있다. Requester는 로그인과 배차 요청을 할 수 있고, Commander는 Messsage_Send를 통해 요청을 확인하고, 허가할 것인지 말 것인지에 대한 메시지를 보낼 수 있다. Requester와 Commander는 둘 다 Client_Google_API로 Google Map을 볼 수 있다. Google Map은 상급자일수록 더 많은 차량의 현황을 볼 수 있다. System에서는 Client의 정보를 종합하여 Chain code에 따라 Peer Ledger에 해당 내용을 반영하고, 이 정보를 다시 Client와 지속적으로 연동하는 역할을 한다. 또한 Something_Happen을 통해 임의적인 상황을 발생시켜 차량에 대한 정보가 변경될 수 있음을 확인하도록 한다.<br/> | |
| − | |||
| − | |||
| − | + | ◇ 전체 아키텍쳐<br/> | |
| − | + | [[파일:architecture.png]]<br/> | |
| + | - Hyperledger Fabric에 포함된 Node.js를 이용하여 서비스를 하도록 하며, Hyperledger에서 분산 네트워크(Peer)를 구성하여 Distributed System을 구축하도록 한다. Configx.yml에는 ACL(Access Control List)이 저장되어 있다. 이 ACL에 따라 Peer간 Policy가 설정된다. Google Map은 Node.js에서 제공되는 Client와 Server용 API를 사용하여 나타내도록 한다. 사용자 측에서 Require을 하면 허가 여부를 결정하여 MySQL에 있는 Vehicle과 사용자에 대한 정보를 토대로 Transaction을 생성한다. 이 Transaction은 Chaincode에 따라 각 Peer의 Ledger에 반영되며, Update된 정보는 Google Map에도 적용하도록 한다. | ||
==결과 및 평가== | ==결과 및 평가== | ||
===완료 작품의 소개=== | ===완료 작품의 소개=== | ||
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면==== | ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면==== | ||
| − | + | [[파일:map.png]] | |
| − | |||
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===관련사업비 내역서=== | ===관련사업비 내역서=== | ||
| − | + | [[파일:bill.png]] | |
===완료작품의 평가=== | ===완료작품의 평가=== | ||
| − | + | [[파일:eval.png]] | |
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2018년 12월 20일 (목) 06:54 기준 최신판
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 블록체인 기반의 군수 관리 시스템
영문 : A blockchain-based military logistics management system
과제 팀명
챌린저스 (Challengers)
지도교수
이병정 교수님
개발기간
2018년 9월 ~ 2018년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 컴퓨터과학부 20119200** 오*찬(팀장)
서울시립대학교 컴퓨터과학부 20119200** 최*성
서울시립대학교 컴퓨터과학부 20139200** 정*곤
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
◇ 군에서 정보에 중요성은 매우 높다. 정보는 하나하나의 전투와 이를 넘어 전략, 심지어는 전쟁 그 자체의 승패에 곧장 직결되기 때문이다. 그렇기에 군은 정보의 획득과 기밀성 유지에 심대한 노력을 기울이고 있다. 군이 관리하는 정보에는 여러 종류가 있는데, 적군에 대한 정보, 부대의 작전 지역과 세부 전투 작전에 대한 정보, 군수품에 대한 정보, 부대원과 부대 자산의 배치 상태 등 그 종류가 매우 다양하다. 그 중에서도 군수품에 대한 정보는 그 중요성에 비해 관리가 까다로워 작성된 정보와 실제 군수품의 수량이 일치하지 않는 경향이 많다. 또 현재 한국군은 각 부대별로 각각의 서버를 따로 두고 관리하고 있으며, 군 특성상 연결망이 민간에 비해 전송 용량과 속도가 좋지 않아 필요한 정보가 통합되기 어렵다는 단점도 갖고 있다. 이에 대해 우리는 블록체인이 제공해주는 투명성과 분산 원장 기술에 주목하여 이를 군수물품 관리에 적용하려고 한다. 우리 조가 제시한 목표는 그 중에서도 군 차량과 이에 속한 군의 인적, 물적 자산 이동에 대한 정보를 블록체인에 적용시키는 것이다.부대에서 군수품이 이동을 할 때 부대원이 부대장에게 해당 군수품에 대하여 불출을 요구한다. 이 때 블록체인 거래가 시도되며 부대장이 이를 허가하는 순간 스마트 컨트랙트에 의해서 거래가 성사되게 된다. 부대마다 각각 군사기밀을 갖고 있으며 군수품 목록과 이동 현황도 군사기밀에 속한다. 따라서 이 정보들은 해당되는 상위 권한자만이 열람할 수 있어야 한다. 이에 따라 ACL(Access Control List)를 작성하여 군수품의 이동 현황을 마음대로 열람할 수 없도록 해야 한다. UI는 구글맵에서 이루어지며 차량을 이동시키는 것으로 한다. 차량은 기본적으로 차량 제원(차량 종류)이 있으며, 구성원과 갖고 있는 군수품목은 같을 수도, 다를 수도 있다. 또한 맵에서 비주기적으로 임의의 상황이 발생하여 군수품 목록이 변동하고 이를 블록체인에 적용할 수 있어야 한다.
개발 과제의 배경
◇ 블록체인 기반으로 군수품을 더욱 투명하고 효율적으로 관리할 수 있도록 한다. 기존의 군수품의 불출 절차는 대략 소요가 정식으로 제기되면 이에 대한 권한을 가진 사람이 승인하고 이후에 군수품이 실제로 불출하는 형태이다. 이를 블록체인의 스마트 컨트랙트로 구현할 수 있다. 그렇게 되면 먼저 소요품을 제기하는 측에서 해당 책임자에게 거래를 신청한다. 책임자가 이 거래에 응하면 거래가 이루어지고 이에 대한 트랜잭션이 블록체인에 기록된다.
◇ 군수 차량의 이동정보를 GPS로 받아들여 위치를 바로 알 수 있다. 차량에 군수품을 적재하여 이동시킬 때 해당 차량의 종류, 차 번호, 이동 인원, 내부 물품 등에 대한 정보가 블록체인에 입력된다. 이후해당 차량에 부착된 OBD를 통해 차량의 실시간 위치와 상태를 지속적으로 수신하여 관리한다.
◇ 블록체인의 분산원장 기술을 활용하여 각 부대가 갖고 있는 서버의 정보를 통합하는 효과가 발생한다. 군은 작게는 대대 단위, 크게는 군, 사령부, 본부 단위로 각각 다른 서버를 운영하고 있다. 서버들은 각기 다른 체계와 표준을 갖고 있기에 각 부대별로 정보를 통합하려면 통합용 서버와 표준이 따로 있어야 한다. 또한 군용 인트라넷망도 각 부대마다 전송용량이 달라 정보 전송에 걸리는 시간도 천차만별이다. 블록체인의 분산원장 기술을 적용한다면 모든 서버가 같은 하나의 원장을 가질 수 있기에 비용과 시간이 훨씬 절약될 수 있다.
개발 과제의 목표 및 내용
1) 블록체인 개발
하이퍼레저를 이용하여 군수품의 목록과 이동 현황을 블록체인의 형태로 저장한다. private 형태로 허가된 사용자만이 블록체인에 접근할 수 있도록 하고 적절한 분산합의 알고리즘을 사용하여 효율적인 작동이 이루어지도록 한다.
2) Smart Contract
개발 중개자가 없이 P2P로 쉽고 편리하게 계약을 체결하고 수정할 수 있어야 한다. 블록체인의 분산원장기술이라는 특성을 이용하여 다양한 형태의 계약과 계약의 결과에 대한 신뢰를 쌓아나갈 수 있는 자동화된 계약 처리의 형태를 개발하도록 한다.
3) 클라이언트 구축
JavaScript에서 대표적인 프론트엔드 라이브러리, 프레임워크는 vue.js, react.js, angular.js가 있다. vue.js 기반인 nuxt.js를 이용하여 클라이언트를 구축하도록 한다. nuxt.js는 클라이언트 사이드 렌더링(CSR)인 vue.js를 서버 사이드 렌더링(SSR)이 가능하도록 만든 프레임워크이다. 클라이언트 사이드 렌더링(CSR)은 빈 페이지를 받아와 JavaScript를 실행하여 렌더링하는 방식이고 서버 사이드 렌더링(SSR)은 서버에서 JavaScript가 실행된 결과를 렌더링하는 방식이다. 프레임워크로서 nuxt.js는 비동기 데이터, 미들웨어, 레이아웃 등과 같이 클라이언트 측과 서버 측 사이에서 개발하는 데 도움이 되는 많은 기능을 제공한다.
4) 서버 구축
JavaScript에서 가장 대표적인 서버 엔진은 node.js이다. node.js에서는 express, koa, hapi를 사용하여 서버를 만드는데, express를 활용하여 서버를 구축하도록 한다. express는 MVC 모델에 기반을 두며, node.js 패키지로 제공되고 있다. npm에서 간단히 설치하고, 이를 통합한 서버 프로그램을 만들 수 있다. express에는 웹 응용 프로그램을 위한 기본적인 시스템이 구축되어 있으며, 이에 필요한 처리를 추가하는 것이다. node.js에서만의 구현과 동일하게 이벤트 처리를 통합해 간다는 기본적인 개발 스타일은 변함이 없지만, 준비되어 있는 다양한 객체를 이용하여 아주 쉽게 필요한 처리를 조합할 수 있다.
5) 데이터베이스 구축
MySQL을 이용하여 데이터베이스를 구축한다. MySQL은 다중 스레드, 다중 사용자를 지원하는 구조 질의어 형식의 데이터베이스 관리 시스템이다. MySQL을 선택한 이유는 고성능이면서 상대적으로 단순한 DBMS이고 또한 설치 및 관리도 쉬운 편이기 때문이다. 그리고 응용 프로그램에서 MySQL 데이터베이스에 접근하기 위해 C, C++, JAVA, Python 등 다양한 프로그래밍 언어로 된 API를 사용할 수 있다는 장점도 있다.
6) 서버/데이터베이스 연동
서버 구축에 사용될 프레임워크인 node.js는 MySQL 연동 모듈을 지원한다. 먼저 npm을 이용하여 MySQL 모듈을 설치한 후 node.js와 MySQL을 연동함으로써 서버와 데이터베이스를 연동한다.
7) RBAC
시스템 보안을 위한 접근통제를 위해 역할 기반 접근통제(Role-Based Access Control)를 사용한다. 역할 기반 접근통제란, 조직의 사용자가 수행해야 하는 직무(역할)와 직무 권한 등급을 기준으로 객체에 대한 접근을 제어하는 접근통제 방식이다. 접근 권한은 직무(역할)에 허용된 연산을 기준으로 허용하므로 조직의 기능 변화에 따른 관리적 업무의 효율성을 높일 수 있다. 사용자가 적절한 직무(역할)에 할당되고, 직무에 적합한 접근 권한이 할당된 경우에만 자원에 접근할 수 있다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of the art)
- 전 세계적인 기술현황
◇ 블록체인
블록체인은 데이터를 ‘블록’이라고 하는 소규모 데이터들이 체인 형태의 연결고리 기반 분산 데이터 저장환경에 저장되어 누구라도 임의로 수정할 수 없고 누구나 변경의 결과를 열람할 수 있는 분산 컴퓨팅 기반 데이터 위변조 방지 기술이다. 블록체인의 구조는 다음과 같다.
◇ 구글맵
구글맵은 세계의 지리학적인 지역에 대한 정보를 제공하는 웹 기반 서비스이다. 기존 로드 맵에 더하여, 구글맵은 많은 장소의 공중과 위성에서 바라본 뷰를 제공한다. 몇몇 도시에서, 구글맵은 차량에서 찍은 사진으로 구성된 스트리트 뷰도 제공한다. 이러한 구글 스트리트 뷰는 사용자들이 세계의 다양한 도시의 개괄적인 스트리트 뷰를 수평, 수직으로 볼 수 있도록 해준다. 또한 구글맵은 운전자, 자전거 타는 사람, 거리를 걷는 사람, 대중교통을 이용하는 사람들에게 방향을 제시해준다. 구글맵 API는 부동산 가이드나 커뮤니티 서비스 페이지 같은 곳의 웹 사이트 관리자들이 사이트에 구글맵을 넣을 수 있도록 해주며, 모바일에서의 구글맵은 모바일 장치의 GPS기능과 무선, 셀룰러 네트워크를 이용하여 운전자에게 위치 서비스를 제공한다.
◇ 하이퍼래저(Hyperledger)
리눅스 재단에서 주관하는 블록체인 오픈소스 프로젝트로 현재 10가지 블록체인 관련 프로젝트를 진행 중이다. 5개의 프레임워크(Frameworks)와 5개의 툴(Tools)이 포함된다. 금융, IoT, 물류, 제조, 기술 산업 등 여러 산업에 걸쳐 응용 가능한 블록체인 기술을 만드는 것이 목표이다.
- 하이퍼레저 패브릭
하이퍼레저 패브릭은 모듈형 아키텍처 기반의 블록체인 애플리케이션 또는 솔루션 개발을 위한 근간으로 고안된 비즈니스 블록체인 프레임워크이다. 하이퍼레저 패브릭은 합의, 멤버십 서비스 등 구성요소의 플러그 앤 플레이를 지원한다. 하이퍼레저 패브릭의 기본적인 특징은 다음과 같다.
1) 허가형 네트워크 집단으로 정의된 멤버십과 접근권한을 비즈니스 네트워크에 제공한다.
2) 거래의 기밀유지 비즈니스의 유연성과 보안성을 제공하여 정확한 암호화 키를 가지고 있는 당사자들에게만 거래가 보이도록 한다.
3) 암호화폐 불필요 거래를 확인하기 위해 채굴이나 값비싼 컴퓨팅을 요구하지 않는다.
4) 설정 가능 스마트 계약의 탑재 논리를 활용하여 네트워크 상의 비즈니스 프로세스를 자동화한다.
하이퍼레저 패브릭과 기존 블록체인 기술과의 대표적인 차이점은 다음과 같다. 하이퍼레저 패브릭이 사용하는 대표적인 합의 알고리즘은 PBFT가 있다. 이러한 합의 알고리즘은 기본적으로 작업증명 방법에 비해 훨씬 빠르다. 하지만, 모든 노드를 알고 있어야 하고 전원의 의사 소통이 필요하기 때문에 노드가 증가할 수록 성능은 감소한다.. PoW나 PoS는 수천 개의 노드를 운영할 수 있지만 PBFT는 수십 개의 노드가 한계이다. 하이퍼레저 패브릭은 다양한 업무에 적용될수 있도록 PBFT 합의알고리즘에 한정하지 않고, 임의의 합의 알고리즘을 실현할 수있는 플러그인 구조를 채용하고 있다. 하이퍼레저를 이용하는 기술자는 업무 이용에 따른 합의 알고리즘을 실현하는 추가 플러그인을 개발하고 하이퍼레저에 통합 할 수 있다.
하이퍼레저 외에도 다른 블록체인 플랫폼들이 있지만 하이퍼레저만의 장점과 하이퍼레저를 사용하여 개발을 하는 이유는 다음과 같다.
1) 표준화기술
비영리 단체인 리눅스 재단에서 운영하고 있는 블록체인 오픈소스 프로젝트로 130여개의 회원사가 가입하여 운영되고 있다.
기업들의 다양한 비즈니스 영역에 사용될 수 있는 허가형 (permissioned)블록체인 플랫폼이다.
2) 뛰어난아키텍처
산업 표준에 따른 오픈소스 기반으로 사용자 정의 스마트 컨트랙트(SmartContract), 강력한 암호화 지원 및 인증(Identity) 기능을 제공한다.
플러거블(pluggable) 분산형 합의(consensus)을 지원하는 모듈러(modular) 아키텍처로 설계되었으며, 20년이상 검증된 PBFT (PracticalByzantine Fault Tolerance) 알고리즘 제공등 V1.0에서는 합의 알고리즘의 재정의를 통해 1000 tps 이상의 성능이 지원받는 아키텍처를 제공한다.
3) 거버넌스
하이퍼레저 프로젝트의 거버넌스를 기반으로 개방적이고 투명한 개발 프로세스를 통하여 향후 로드맵을 지원하고 가속화한다.
IBM은 OBC(Open BlockChain)를 하이퍼레저 프로젝트에 기부하였으며, 하이퍼레저를 기반으로 100개 이상의 글로벌 기관들과 First 프로젝트 수행경험이 많다.
- 특허조사 및 특허 전략 분석
가. 특허조사
◇ 블록체인 기반의 개인 데이터 처리 방법 및 시스템 (1020180077340)
블록체인 기반의 개인 데이터 처리 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명의 실시 예들에 따른 개인 데이터 처리 방법을 통해, 동일한 사용자를 서로 다른 식별자로 식별하는 서로 다른 서비스들에서 해당 사용자에 대해 등록되는 블록체인 네트워크에서의 개인 식별키를 활용하여 해당 사용자에 대한 개인 데이터를 블록체인 네트워크상에 제공함으로써 서로 다른 서비스들에서의 해당 사용자에 대한 개인 데이터를 개인 식별키를 통해 추적 및 활용할 수 있다.
◇ 블록체인 기반 분산 저장 방법 및 이를 이용한 장치 (1020160113774)
블록체인 기술을 이용하여 하나 이상의 노드들 간에 거래내역을 유지하는 방법에 있어서, 네트워크 트래픽을 감소하고 지연시간을 조절하는 방법을 제공한다. 블록체인을 기반으로 하여 블록을 하나 이상의 노드들 간에 분산 저장하는 방법에 있어서, 블록생성 주기에 해당하면, 해당하는 하나 이상의 트랜잭션들을 하나의 블록으로 생성하는 단계 및 상기 블록헤더를 매개변수로 하여서, 상기 하나 이상의 노드들 간에 합의를 수행하는 단계를 포함한다.
◇ 특허 현황
2018년 1월 기준 한국·미국·일본·중국·유럽 등 지식재산 선진 5개국(IP5)에 출원돼 공개된 블록체인 관련 특허출원은 모두 1천248건이었다. 건수는 많지 않지만 2009년 블록체인이 처음 구현된 이후 2013년 27건에서 매년 2∼3배 증가해 2015년에는 258건, 2016년에는 594건에 달했다.
블록체인의 기본 개념은 이미 공개돼 누구도 특허를 갖지 못하는 자유 기술이다. 따라서 특허출원은 주로 보안, 운용, 활용 등 주변 기술을 중심으로 이뤄진다.
나. 특허전략
◇ 상기 팀이 개발하려는 블록체인 기반의 군수 관리 플랫폼은 그 구성 요소 중 대부분이 소프트웨어를 기반으로 하고 있다. 그런데 소프트웨어 산업이 전 세계적으로 오픈 소스화 되고 있는 추세라는 점에서, 그리고 상기 팀이 개발하려는 플랫폼 또한 상당 부분 오픈 소스를 활용해 개발된다는 점에서, 상기 팀이 개발한 소프트웨어적 플랫폼 자체를 특허 등록을 해야 하는가에 대해서는 고민을 조금 더 해볼 필요가 있다. 그리고 그것이 과연 가능한 것인가에 대해서도 특허 전문가에게 자문하여 알아볼 필요가 있다. 다만, 개발 과정에서 나올 수 있는 독창적인 아이디어나 특허 등록의 가치가 있을 것으로 판단되는 하드웨어적인 요소, 그리고 블록체인이라는 소프트웨어적 기술을 비즈니스에 적용하는 비즈니스 방법으로서의 특허에 대해서는 특허 전문가에게 자문하여 특허 등록을 하면 될 것이다.
- 기술 로드맵
내용
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
◇ 한화디펜스
한화디펜스는 무기체계의 효과적이고 경제적인 군수지원을 보장하기 위하여 소요제기에서부터 설계, 개발, 획득, 운영 및 폐기 시까지의 제반 종합군수지원 요소 개발 및 지원 활동을 통해 무기체계의 가동률과 군의 전투력 향상에 기여하고 있다. 그리고 무기체계 수명주기 전반에 걸친 책임을 PM에게 부여하여 개발, 획득, 운영, 폐기까지의 책임을 일원화하는 정부의 총수명주기체계관리(TLCSM) 제도에 적극 참여하여 방위산업 선진화에 기여하고 있다. 또한 장비체계의 운용 및 정비에 관련된 정보를 디지털화하여 정비요원이 장비의 고장진단 및 정비에 필요한 기술정보를 컴퓨터와 상호 대화에 의해 접근할 수 있도록 최적화한 전자식 기술교범(IETM)을 개발하여 군에 보급하고 있다. 그리고 군이 제시한 목표가동률, 군수반응시간 등 성과지표를 기준으로 성과 정도에 따라 비용이 정산되는 성과기반군수(PBL) 제도에 적극 참여하여, 전투준비태세 향상 및 무기 체계의 수명주기비용 절감에 기여하고 있다.
◇ 케이엘티시스템즈
케이엘티시스템즈는 장비의 수명주기 기간에 필요로 하는 제반 군수지원 요소를 적시에 적절하게 획득하고, 유지하여 전투준비태세를 극대화하고, 장비의 수명주기 비용을 최소화하기 위해 종합군수지원(ILS)의 11대 요소를 개발한다. 그 11대 요소는 “연구 및 설계반영 - 표준화 및 호환성 - 정비 계획 - 지원 장비 - 보급 지원 - 군수 인력 운용 – 군수 지원 교육 – 포장, 취급, 저장 및 수송 – 정비 및 보급 시설 – 기술 교범 – 기술 자료 관리”이다. 케이엘티시스템즈의 사업 영역은 종합군수지원(ILS) 이외에도 RAM 분석, 군수지원분석(LSA), 기술교범, 전자식 기술교범(IETM), 전자식 교보재(CBT) 등이 있다.
- 마케팅 전략 제시
1) Strength: 블록체인과 스마트 컨트랙트를 활용한 투명하고 효율적인 군수 관리
본 플랫폼이 가지는 강점은 바로 블록체인과 스마트 컨트랙트 기술을 활용하여 군수품을 더욱 투명하고 효율적으로 관리할 수 있게 한다는 점이다. 기존의 군수품의 불출 절차는 대략 소요가 정식으로 제기되면 이에 대한 권한을 가진 사람이 승인하고 이후에 군수품이 실제로 불출되는 형태이다. 이를 블록체인의 스마트 컨트랙트로 구현하면 기존의 전통적인 군수품 신청/허가 절차보다 더 빠르고 효율적으로 군수 관리가 이루어질 수 있다. 또한 블록체인의 분산 원장 기술을 활용하면, 각 부대가 갖고 있는 서버의 정보를 통합하는 효과가 발생한다. 군은 작게는 대대 단위, 크게는 군, 사령부, 본부 단위로 각각 다른 서버를 운영하고 있다. 서버들은 각기 다른 체계와 표준을 갖고 있기에 각 부대별로 정보를 통합하려면 통합용 서버와 표준이 따로 있어야 한다. 또한 군용 인트라넷도 각 부대마다 전송 용량이 달라 정보 전송에 걸리는 시간도 천차만별이다. 블록체인의 분산 원장 기술을 적용한다면 모든 서버가 같은 하나의 원장을 가질 수 있기에 비용과 시간이 훨씬 절약될 수 있다.
2) Weakness: 군 관련 정보 수집의 어려움 등 민간 기업으로서의 각종 어려움
본 플랫폼이 가지는 약점은 바로 민간 기업으로서의 각종 어려움이다. 사실 여러 국방 관련 프로젝트들은 대부분 국가 기관 및 국책 연구소를 중심으로 진행되는 경우가 많다. ‘국방과학연구소(ADD)’라는 대규모의 국방 관련 연구소를 비롯하여 다양한 국책 연구소들이 존재하는데, 상기 팀은 이러한 국책 연구소들에 비해 군수 관련 정보나 기타 군 내부 정보 수집에 있어 현저히 뒤질 수밖에 없다. 이는 상기 팀이 개발하려는 플랫폼의 기능 및 품질 저하로 이어질 수 있다.
3) Opportunity: 군수 관리 투명성에 대한 국민적 요구 증대, 시장 개척의 기회
본 플랫폼이 가지는 기회 요인으로 첫 번째는 군수 관리 투명성 요구의 증대이다. 군 내부에서의 군수 관련 비리는 전 국민적 관심을 끄는 중요한 이슈이다. 이로 인해 군수 관리의 투명성에 대한 국민들의 요구는 늘 있어 왔고 앞으로도 점점 증가될 것이다. 이러한 점은 블록체인 기술을 활용한 군수 관리의 투명성을 제공할 수 있는 본 플랫폼에 좋은 기회가 될 수 있다. 또 다른 기회 요인으로는 바로 시장 개척의 기회이다. 만약 이미 시장을 강력하게 지배하고 있는 기존의 선도적인 플랫폼들이 존재한다면, 그 사이를 비집고 들어가 시장을 점유한다는 것은 매우 어려운 일이 될 수 있다. 그러나 현재 상기 팀이 개발하려는 플랫폼과 유사한 서비스를 제공하는 어떤 선도적인 플랫폼은 아직 나와 있지 않다고 볼 수 있다. 이는 본 플랫폼이 성공적으로 출시된다면 시장에서 나름의 선도적인 위치를 선점할 수 있다는 것을 의미한다.
4) Threat: 비교적 적은 규모의 시장
본 플랫폼이 가지는 위협 요인은 바로 비교적 적은 규모의 시장이다. 상기 팀이 개발하려는 플랫폼의 대상 시장은 군대라는 조직 딱 한 군데라고 볼 수 있다. 이는 만약 경쟁 업체가 상기 팀보다 높은 경쟁 우위를 점하여 국방 군수 관리 플랫폼으로 선정된다면, 혹은 꼭 경쟁 업체가 없다하더라도 상기 팀이 개발한 플랫폼이 국방 군수 관리 플랫폼으로 선정되지 못한다면 본 플랫폼의 무용성(無用性)으로 이어질 수 있다. 물론 플랫폼에 변형을 가해 민간 시장의 물류관리 플랫폼으로 변화시킬 수도 있겠지만, 이는 프로젝트 변화로 인한 많은 추가 비용을 수반할 것이다.
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
◇ 투명성
블록체인의 분산 원장 기술은 블록에 저장되는 트랜잭션 정보들에 대한 투명성을 제공한다. 군수 품목의 위치 정보, 이동 정보 등을 포함한 각종 군수 정보들은 블록체인 형태로 저장되어, 정당한 권한을 가진 사용자들에게 투명하게 제공될 것이다.
◇ 보안성
블록체인이 사이버 보안 위협이 증대되고 있는 현재 더 나은 신뢰성과 보안을 제공할 수 있다. 누군가가 거래 기록을 위조하려고 하더라도 블록체인에 의해 위·변조를 바로 탐지할 수 있어서 사이버 위협에 대비가 가능하다.
◇ 각 부대 서버 정보의 통합효과
블록체인의 분산원장 기술을 활용하여 각 부대가 갖고 있는 서버의 정보를 통합하는 효과가 발생한다. 군은 작게는 대대 단위, 크게는 군, 사령부, 본부 단위로 각각 다른 서버를 운영하고 있다. 서버들은 각기 다른 체계와 표준을 갖고 있기에 각 부대별로 정보를 통합하려면 통합용 서버와 표준이 따로 있어야 한다. 또한 군용 인트라넷망도 각 부대마다 전송용량이 달라 정보 전송에 걸리는 시간도 천차만별이다. 블록체인의 분산원장 기술을 적용한다면 모든 서버가 같은 하나의 원장을 가질 수 있기에 비용과 시간이 훨씬 절약될 수 있다.
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
◇ 군수 관리 투명성에 대한 국민적 요구에 부응
군 내부에서의 군수 관련 비리는 전 국민적 관심을 끄는 중요한 이슈이다. 이로 인해 군수 관리의 투명성에 대한 국민들의 요구는 늘 있어 왔고 앞으로도 점점 증가될 것이다. 상기 팀이 개발하려는 블록체인 기반 군수 관리 플랫폼은 이러한 국민들의 요구에 부응할 수 있을 것이다.
◇ 군 조직의 신뢰 회복
군 조직은 국가 조직으로서 국민들로부터의 신뢰를 반드시 유지해야만 한다. 그러나 지금까지 있어 왔던 여러 국방 군수 관련 비리들은 군에 대한 국민들의 신뢰를 계속해서 떨어뜨려왔다. 군이 블록체인 기반의 군수 관리 플랫폼을 도입하여 군수 관리의 투명성을 제고한다면 국민들로부터의 신뢰를 어느정도 회복하는 효과를 가질 수 있을 것이다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
구성원 및 추진체계
◇ 오*찬
· 보고서 작성
· 요구사항 분석
· 블록체인 및 스마트 컨트랙트 구현
· 시스템 통합 및 테스트
◇ 최*성
· 보고서 작성
· 요구사항 분석
· 데이터베이스 설계 및 구현
· 시스템 통합 및 테스트
◇ 정*곤
· 보고서 작성
· 요구사항 분석
· UI 설계 및 구현
· 시스템 통합 및 테스트
설계
설계사양
제품의 요구사항
1. DB에 회원정보 저장 및 관리
- Private한 시스템이기에 사용자가 회원가입을 하는 것이 아니라 신원이 확인된 인원에게 직급과 권한에 맞는 회원정보를 생성하여 ID와 PW를 사용자에게 지급하도록 한다.
- 회원정보를 사용자가 임의로 수정할 수 없도록 한다.
2. Website로 사용자 UI 제공
- 사용자의 환경에 맞춰 불편함 없이 최적의 UI를 제공하도록 한다.
- 여러 Web browser 상에서 문제없이 호환될 수 있도록 한다.
3. Blockchain 형태로 데이터 저장
- Hyperledger Fabric을 사용하여 private blockchain을 구현하고, 차량과 군수품의 상태와 이동, 변동 사항을 기록하도록 한다.
- 적절한 합의 알고리즘을 사용하여 보안성과 속도에 있어서 효율적으로 작동하도록 한다.
4. Smart Contract로 물품 요청과 허가
- 부대원이 부대장에게 해당 군수품에 대하여 불출을 요구하면, 부대장이 이를 허가하는 순간 스마트 컨트랙트에 의해서 거래가 성사되게 된다.
5. Google Maps에 정보 띄우기
- Google Maps API를 이용하여 지도 위에 차량들을 표시하고 차량의 기본적인 정보들과 그에 포함된 구성원, 군수품목 등을 나타낸다.
- 차량이 지도 위에서 실시간으로 이동할 수 있도록 한다.
상세설계 내용
◇ 전체 상태도
먼저 웹사이트에 접속하면 로그인 화면이 나온다. 로그인을 성공하면 Google Map 지도를 중심으로 한 UI가 나온다. 이제 사용자는 원하는 차량을 선택하여 신청자, 인원, 사용 목적, 수하물 등을 입력하여 상급자에게 배차를 요청한다. 배차가 요청되면 상급자에게 배차 요청이 전달되며 상급자는 배차를 허가할지 결정하게 된다. 허가가 되면 합의를 거쳐 트랜잭션이 성사되며 이는 곧바로 분산 원장에 업데이트된다. 이제 차량이 운행하기 시작되면 이 차량의 위치 정보가 지속적으로 업데이트되며, 원장에서 업데이트 된 차량의 정보가 UI에도 반영되어 차량의 움직임이 나타나도록 한다.
◇ 유즈케이스 다이어그램
- 사용자는 크게 배차를 요청하는 Requester와 Commander가 있다. Requester는 로그인과 배차 요청을 할 수 있고, Commander는 Messsage_Send를 통해 요청을 확인하고, 허가할 것인지 말 것인지에 대한 메시지를 보낼 수 있다. Requester와 Commander는 둘 다 Client_Google_API로 Google Map을 볼 수 있다. Google Map은 상급자일수록 더 많은 차량의 현황을 볼 수 있다. System에서는 Client의 정보를 종합하여 Chain code에 따라 Peer Ledger에 해당 내용을 반영하고, 이 정보를 다시 Client와 지속적으로 연동하는 역할을 한다. 또한 Something_Happen을 통해 임의적인 상황을 발생시켜 차량에 대한 정보가 변경될 수 있음을 확인하도록 한다.
◇ 전체 아키텍쳐
- Hyperledger Fabric에 포함된 Node.js를 이용하여 서비스를 하도록 하며, Hyperledger에서 분산 네트워크(Peer)를 구성하여 Distributed System을 구축하도록 한다. Configx.yml에는 ACL(Access Control List)이 저장되어 있다. 이 ACL에 따라 Peer간 Policy가 설정된다. Google Map은 Node.js에서 제공되는 Client와 Server용 API를 사용하여 나타내도록 한다. 사용자 측에서 Require을 하면 허가 여부를 결정하여 MySQL에 있는 Vehicle과 사용자에 대한 정보를 토대로 Transaction을 생성한다. 이 Transaction은 Chaincode에 따라 각 Peer의 Ledger에 반영되며, Update된 정보는 Google Map에도 적용하도록 한다.
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
관련사업비 내역서
완료작품의 평가
