[논문]블록체인 기반의 대학 통합 정보서비스 실증 모델 설계

문상국; 김민선; 김현주

doi:10.5762/kais.2019.20.2.43

블록체인 기반의 대학 통합 정보서비스 실증 모델 설계
Design of an Integrated University Information Service Model Based on Block Chain 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.2, 2019년, pp.43 - 50

문상국 (동국대학교 경영정보학과) , 김민선 (협성대학교 관광유통경영학부) , 김현주 (단국대학교 전자전기공학부)

초록
AI-Helper

2018년 12월 세계 최초로 5G 출시 등 대한민국은 전 세계 IT시장을 주도하고 있다. 그러나 국내의 사용자들은 공인인증서의 불편함, 익스플로우와 다른 여러 브라우저와의 비호환성 문제 등 사용자 환경과 시스템 환경의 기술 요소 문제는 투자비용의 이중화, 정보서비스의 품질저하 등 정보서비스에 대한 비판도 날로 혹독해지고 있다. 그럼에도 불구하고 국내 IT 산업은 꾸준히 발전하고 있으며 전 세계 IT 시장의 화두로 자리 잡은 블록체인이 신뢰받는 차세대 융합 정보 핵심 기술로그 활용에 대한 관심이 주목되고 있다. 블록체인은 '강한 보안성', 동일한 원장의 원본을 공유하는 '분산화', IoT, 로봇, AI 등을 연결하는 '초연결성'이라는 특징으로 인해 '신뢰가 강력히 요구되는' 공공기관에서는 블록체인을 활용한 기술 도입에 매우 긍정적이다. 대학의 정보서비스 설계도 예외는 아니다. 대학에서도 대학 내 다양한 정보서비스를 구현하는 기초 발판을 블록체인을 이용한 정보서비스 개발에 기여하고자 많은 고심과 그 활용에 적극 대처하고 있다. 본 논문에서는 다양한 산업군에서 활용되는 블록체인 적용 사례 경험을 토대로 대학 내 다양한 정보시스템을 통합 구성하는 통합정보서비스 교육 플랫폼 실증 모델을 설계한다. 대학 정보서비스를 기획에서 실제 서비스 설계까지 기초로드맵을 블록체인 기반으로 구성하고 이를 실제 대학 내 통합 정보시스템 실증 모델 설계에 적용하여 블록체인을 활용한 대학 내 통합정보서비스 모델을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Block-chain enjoys technical advantages such as "robust security," owing to the structural characteristic that forgery is impossible, decentralization through sharing the ledger between participants, and the hyper-connectivity connecting Internet of Things, robots, and Artificial Intelligence. As a result, public organizations have highly positive attitudes toward the adoption of technology using block-chain, and the design of university information services is no exception. Universities are also considering the application of block-chain technology to foundations that implement various information services within a university. Through case studies of block-chain applications across various industries, this study designs an empirical model of an integrated information service platform that integrates information systems in a university. A basic road map of university information services is constructed based on block-chain technology, from planning to the actual service design stage. Furthermore, an actual empirical model of an integrated information service in a university is designed based on block-chain by applying this framework.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Block Chain Hash Value Structure
그림 Fig. 2. Block Chain Based Training Platform Information Service Model
그림 Fig. 3. Configuration of University information service based on Block Chain
그림 Fig. 4. Block Chain Data Processing Block Diagram
그림 Fig. 5. Block Chain Based Authentication Service Model

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

네트워크에 참여한 모든 노드가 정보를 함께 공유하여 정보에 대한 왜곡이나 조작을 원천적으로 불가능하다는 것,‘신뢰’라는 단순한 개념을 뒤엎는 블록체인 기술을 대학내 정보서비스에 적용하여 미래지향적 교육 정보 통합서비스 모델을 본 연구에서 제시하다.
본 제안시스템에서는 블록체인을 활용한 대학 내 통합정보서비스 실증 모델 Ɓ-University를 설계, 적용한다. 대학에서 운영하는 다양한 정보서비스를 블록체인 기반의 통합정보서비스 모델로 본 연구에서 제시한다. 네트워크에 참여한 모든 노드가 정보를 함께 공유하여 정보에 대한 왜곡이나 조작을 원천적으로 불가능하다는 것,‘신뢰’라는 단순한 개념을 뒤엎는 블록체인 기술을 대학내 정보서비스에 적용하여 미래지향적 교육 정보 통합서비스 모델을 본 연구에서 제시하다.
본 논문에서는 다양한 산업군에서 활용되는 블록체인적용 사례를 토대로 대학 내 정보서비스를 통합 구성하는 통합정보서비스 기초 플랫폼 실증 모델 Ɓ-University를 설계한다. 대학 정보서비스 기획에서 실 서비스 설계까지 실증적 모델을 미래지향적 Ɓ-University 캠퍼스를 블록체인을 활용한 통합정보서비스 실증 모델을 설계 및 구현한다.
중앙교육기관에서 제공하는 인증서도 있지만 이들 인증서는 정해진 기간이 만료 되면 새로이 발급을 받아야하고 갱신 후에는 본인이 사용하는 각 시스템에 개별 재등록을 해야 한다. 본 연구에서는 대학 내 통합 정보서비스 시스템 중 데이터처리와 인증서비스를 중심으로 본 연구의 제안시스템을 설계한다.
본 연구에서는 블록체인 기반의 대학 통합정보서비스 실증 Ɓ-University 모델을 설계한다. 블록체인을 이용한 대학 통합정보서비스 모델을 설계하였다.
본 연구에서는 블록체인을 기반으로 활용한 대학 통합정보서비스 실증 모델을 설계한다. 대학에서 운영하는 통합정보시스템 정보서비스 모델을 블록체인을 활용하여 대학 내 교육정보서비스 분야의 통합정보서비스 실증 Ɓ-University 모델을 제시하고 Ɓ-University 정보서비스 중 블록체인을 이용한 데이터 처리와, 인증서비스를 설계 및 적용한다.

제안 방법

블록체인 기반의 대학 정보서비스Ɓ-University Model은 블록체인 교육(Black-ChainEducation), 블록체인 연구(Black-Chain Research), 블록체인 행정(Black-Chain Administration), 블록체인 정보서비스(Black-Chain Information Service)로 구분된다.Ɓ-University는 기본 플렛폼은 블록체인을 바탕으로 설계하여 정보서비스 간의 경계를 허무는 미래지향적인 대학 내 통합정보서비스 실증 모델을 본 연구에서 설계한다. [Fig 2]는 블록체인을 기반으로 대학에서 이용하는정보서비스 실증 모델 Ɓ-University를 도식화한 서비스모델 구성도이다.
본 논문에서는 다양한 산업군에서 활용되는 블록체인적용 사례를 토대로 대학 내 정보서비스를 통합 구성하는 통합정보서비스 기초 플랫폼 실증 모델 Ɓ-University를 설계한다. 대학 정보서비스 기획에서 실 서비스 설계까지 실증적 모델을 미래지향적 Ɓ-University 캠퍼스를 블록체인을 활용한 통합정보서비스 실증 모델을 설계 및 구현한다. 블록체인의 강점인 정보 임의변경 불가, 거래의 높은 신뢰성과 데이터 처리과정 인증서비스 등Ɓ-University 실증 모델을 블록체인 기반으로 설계한다.
본 연구에서는 블록체인을 기반으로 활용한 대학 통합정보서비스 실증 모델을 설계한다. 대학에서 운영하는 통합정보시스템 정보서비스 모델을 블록체인을 활용하여 대학 내 교육정보서비스 분야의 통합정보서비스 실증 Ɓ-University 모델을 제시하고 Ɓ-University 정보서비스 중 블록체인을 이용한 데이터 처리와, 인증서비스를 설계 및 적용한다.
1세대 더미터미널 시대의 사용자는 중앙의 대형 서버에 단말기를 연결하여 정보서비스를 이용하였다. 데이터 처리 능력은 없고 데이터 입출력만 가능한단말기를 중앙의 대형 서버에 연결하여 자료를 처리하는 방법을 사용하였다. 2세대 ’90년대 후반부터 클라이언트/서버(Client/Server) 모델이 등장하면서 대학들은 너나없이 정보시스템을 개편하였다.
본 논문의 구성은 1장 서론 및 배경, 2장 블록체인 기초 기술과 활용 사례, 3장 제안시스템의 설계 과정으로 기존 대학 정보시스템 현황, 블록체인을 이용한Ɓ-University 실증 모델 구성, Ɓ-University 실증 모델을 이용한 블록체인 데이처 처리와 인증서비스 설계 및 적용 과정을 논하고 4장은 결론으로 본 논문을 마무리 한다.
본 연구의 블록체인 통합 플랫폼 정보서비스 모델 설계는 데이터 처리와 서비스 동작으로 기본으로 설계한다. 데이터 처리는 블록체인의 합의 알고리즘으로 설계된다.
본 제안시스템에서는 블록체인을 활용한 대학 내 통합정보서비스 실증 모델 Ɓ-University를 설계, 적용한다. 대학에서 운영하는 다양한 정보서비스를 블록체인 기반의 통합정보서비스 모델로 본 연구에서 제시한다.
본 제안시스템은 사용자가 소유의 아이디 암호를 본 제안시스템의 데이터처리 방식과 동일하게 처리하여 관리한다. 본 제안시스템의 사용자 인증은 블록체인 노드를 이용한 분산 데이터처리 시스템으로 사용자 아이디, 암호의 보관, 승인, 합의과정의 프로세스를 처리한다. 블록체인 사용자는 정보시스템에 최초 접속 시 신규 가입 : 생성, 로그인 : 검색 및 허가를 실행하여 정보시스템에 접속할 수 있다.
블록체인에서 사용되는 참여 노드의 네트워크 정보는 DNS를 통해 검색하거나, 하드 코딩된 네트워크의 노드 목록을 이용하거나, 또는 각 사용자 내부 데이터베이스에 저장된 정보로 참여노드와 연결한다. 블록체인에서 해쉬값 자료구조는 [Fig 1]과 같이 구성되며 본 제안시스템에서는 next hash값을 추가하여 데이터 처리 속도를 향상시켰다. 본 처리과정이 블록체인의데이터 처리 기본 동작으로 본 개념을 전자문서 내 개인정보 첨부파일 관리에 이용한다.
본 연구에서는 블록체인 기반의 대학 통합정보서비스 실증 Ɓ-University 모델을 설계한다. 블록체인을 이용한 대학 통합정보서비스 모델을 설계하였다. 블록체인 기본 알고리즘을 토대로 대학 정보서비스 중 데이터처리와 인증처리를 설계, 적용하여 블록체인이 대학의 서비스 분야에서도 사용 가능함을 확인하였다.
대학 정보서비스 기획에서 실 서비스 설계까지 실증적 모델을 미래지향적 Ɓ-University 캠퍼스를 블록체인을 활용한 통합정보서비스 실증 모델을 설계 및 구현한다. 블록체인의 강점인 정보 임의변경 불가, 거래의 높은 신뢰성과 데이터 처리과정 인증서비스 등Ɓ-University 실증 모델을 블록체인 기반으로 설계한다. 현재 공공분야에서는 블록체인을 이용한 서비스 개발이 진행되고 있으나 교육정보 분야에서는 블록체인을 활용한 정보서비스 모델 개발이 활성화되지 못하고 있다.
정보서비스 연계는 블록체인 데이터 처리 과정을 통해 분산 저장된 데이터의 실 연계 처리과정으로 이를 전자문서 내 개인정보 첨부파일 관리에 이용한다. 전자문서에서 사용되는 개인정보 첨부 자료의 변조 방지를 위해 블록체인을 이용한 데이터처리 기술을 이용하였다. 그 외에도 대학에서 사용하는 개인 인증시스템에 블록체인을 이용한다.

대상 데이터

기존의 대학 정보서비스는 인터넷의 보편화로 ‘90년대 이전의 1세대 더미터미널 시대에서 새로운 변화의 바람이 불어왔다. 1세대 더미터미널 시대의 사용자는 중앙의 대형 서버에 단말기를 연결하여 정보서비스를 이용하였다. 데이터 처리 능력은 없고 데이터 입출력만 가능한단말기를 중앙의 대형 서버에 연결하여 자료를 처리하는 방법을 사용하였다.

성능/효과

이로 인해 IT 구축 비용의 절감이 가능하며 모든 거래 기록을 공개적으로 관리하여 투명성이 보장된다. 네트워크 참여자 모두에게 공동 소유시켜 데이터의 조작방지 및 무결성이 보장되므로 중앙서버에 모든 것을 보관하는 것보다 상대적으로 높은 뛰어난 보안성 유지가 가능하다. 또한 참여 네트워크의 시스템의 오류 또는 성능 저하가 발생해도 전체 네트워크에는 영향을 주지 않는 장점을 지니고 있다.
본 제안시스템은 사용자가 소유의 아이디 암호를 본 제안시스템의 데이터처리 방식과 동일하게 처리하여 관리한다. 본 제안시스템의 사용자 인증은 블록체인 노드를 이용한 분산 데이터처리 시스템으로 사용자 아이디, 암호의 보관, 승인, 합의과정의 프로세스를 처리한다.
사용자가 정보시스템에 로그인 요청을 보내면 블록체인으로 구성된 네트워크의 모든 노드에게 사용자 블록의 유효성을 검증하고 합의 알고리즘에 의해 다수가 유효 데이터를 확인하면 정상 사용자임을 인증한다. 본 제안시스템의 사용자 인증은 전체 참여 노드 간에 사용자 정보를 공유하여 참여 노드 다수에 의해 사용자를 인증해주며 허가받은 사용자임을 확인한다. 그 외 기관 발급 공동인증서를 발급하여 인증정보 블록을 생성하고 전체 노드에 인증 정보를 공유하여 다수의 노드로부터 인증정보가 확인되면 인증해주는 방식으로도 공유시스템에서 활용 할 수 있다.
블록체인을 이용한 대학 통합정보서비스 모델을 설계하였다. 블록체인 기본 알고리즘을 토대로 대학 정보서비스 중 데이터처리와 인증처리를 설계, 적용하여 블록체인이 대학의 서비스 분야에서도 사용 가능함을 확인하였다. 아직까지 대학 정보시스템에 블록체인이 도입되어 운영되는 사례는 흔하지 않다.
기존의 대학 내 정보서비스는 웹의 변화하는 과정에서 다양한 변화가 시도되었다. 사용자 열람, 참여, 맞춤형 정보서비스 지원에서 개인화, 지능화, 상황인식 등의새로운 정보서비스로 진화되었다. 1세대 더미터미널(Dummy Terminal) 모델, 2세대 클라이언트/서버(Client/Server) 모델, 3세대 웹(Web)서비스 모델, 4세대 유비쿼터스(Ubiquitous) 모델을 거쳐 웹4.

후속연구

아직까지 대학 정보시스템에 블록체인이 도입되어 운영되는 사례는 흔하지 않다. 그러나 본 연구의 적용 사례를 대학정보서비스에 적용한다면 블록체인 기본 알고리즘만으로도 분산시스템 적용이 가능할 것으로 기대된다. 또한 본 제안시스템 외에도 블록체인을 활용한 정보서비스는 발전기금, 전자화폐, 디지털 콘텐츠 등 다양한 대학 정보서비스 분야에도 적용 할 수 있을 것으로 기대한다.
그러나 본 연구의 적용 사례를 대학정보서비스에 적용한다면 블록체인 기본 알고리즘만으로도 분산시스템 적용이 가능할 것으로 기대된다. 또한 본 제안시스템 외에도 블록체인을 활용한 정보서비스는 발전기금, 전자화폐, 디지털 콘텐츠 등 다양한 대학 정보서비스 분야에도 적용 할 수 있을 것으로 기대한다.
본 제안시스템은 대학 내 통합 정보시스템에서 교육, 연구, 행정 및 정보서비스 분야에서 사용가능하다. 대학에서 사용하는 인증서는 1년 1회 재 갱신을 해야 하는 통상 범용인증서를 사용한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	블록체인이 갖고 있는 특징은?	블록체인은 분산성, 효율성, 확장성, 투명성, 보안성,안전성, 취소 불능, 불변성의 특징이 있다. 블록체인은 신뢰성이 확보된 제3자 없이 분산네트워크 환경에서 데이터 거래가 가능하므로 수수료를 절감할 수 있다.
	제4차 혁명의 핵심 기술인 IoT기술을 이용한 가전, 스마트기기, 헬스케어, 유통망에도 블록체인의 잠재력이 발휘되고 있지만 갖고 있는 문제점은?	최근에는 제4차 혁명의 핵심 기술인 IoT기술을 이용한 가전, 스마트기기, 헬스케어, 유통망에도블록체인의 잠재력이 발휘되고 있다. 그러나 제한된 플랫폼으로 인해 보안에 취약점이 단점으로 지적되고 있다. 국내에서는 금융회사와 핀테크 기업 중심의 원화 차액 기술, 자금세탁 방지를 위한 고객 인증 사례와 교보생명의 “스마트보험금 청구”, SK텔레콤의 “전기접촉 불량데이터 감전, 감식 서비스”, “스마트컨트랙트 기반 보험서비스”, 한국전력공사 “세대 간 전력거래”, 전자투표,전자문서, 전자서명, 신분 검증에 블록체인 기술이 활용되고 있다[2, 9].
	블록체인이란?	블록체인은 데이터 거래 시 참여하는 전체 네트워크노드가 데이터를 묶음, 블록(Block)으로 분산․ 저장하는분산원장 기술이다. 거래 정보가 중앙서버에 집중되지않고 네트워크의 여러 컴퓨터에 공유 저장되는 것을 블록체인이라 한다[5-6].

참고문헌 (10)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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