[논문]블록체인을 이용한 CCTV 협력 검증 모델

권용빈; 안규황; 권혁동; 서화정

doi:10.6109/jkiice.2019.23.4.462

[국내논문] 블록체인을 이용한 CCTV 협력 검증 모델
CCTV Cooperation Authentication Model Using Block Chain 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.23 no.4, 2019년, pp.462 - 469

권용빈 (Department of Information System Engineering, Han-Sung University) , 안규황 (Department of Information System Engineering, Han-Sung University) , 권혁동 (Department of Information System Engineering, Han-Sung University) , 서화정 (Department of Information System Engineering, Han-Sung University)

초록
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2018년 행정안전부의 통계 조사에 따르면 대한민국의 공공, 민간 CCTV의 대수는 1000만대에 이르며 증가 추세 또한 줄지 않고 있다. 또한 영상판독기술의 발달로 지능형 CCTV를 이용하여 많은 정보를 얻을 수 있다. 최근 CCTV를 활용한 다양한 서비스들이 제공되고 있다. 그러므로 CCTV 영상 데이터의 무결성을 보장하는 것은 매우 중요하다. 하지만 영상에서 일어나는 일을 검증할 수 있는 시스템은 아직까지 존재하지 않는다. 본 논문에서는 수많은 CCTV를 관리하고 활용하며 검증할 수 있는 시스템 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 CCTV의 영상을 주변의 CCTV 데이터로 인증한다. 이 모델은 블록체인을 이용하여 영상의 무결성을 보장한다. 또한 큰 영상 데이터가 아닌 훨씬 작은 분석된 데이터들을 사용함으로써 CCTV의 프라이버시 문제와 블록체인의 데이터 크기 문제를 해결한다.

Abstract ▼ AI-Helper

According to the survey of Ministry of the Interior and Safety in Korea, The number of public and private CCTV reached over ten million and is still increasing. Also with improving Image Processing Technology, it is possible to obtain diverse information. Recently, various services using CCTV are being provided. Therefore it is necessary to ensure CCTV image integrity. However there is no system to prove events in film yet. In this paper, we suggest system model that can manage, use and authenticate CCTV. This model allows a CCTV film to be verified by other nearby CCTVs' data. This model ensures film's integrity by using blockchain. And also, It addresses privacy problem in CCTV and file size problem in blockchain by using not large film data but much smaller analyzed data.

주제어

표/그림 (12)

표 Table. 1 Function of CCTV
그림 Fig. 1 Structure of Block
그림 Fig. 2 Flow of Smart Contract
그림 Fig. 4 CCTV observation scope with private CCTVs
그림 Fig. 5 Decentralized control system
표 Fig. 3 CCTV observation scope
그림 Fig. 6 Sample Form of Analyzed Data
그림 Fig. 7 Authentication Example
그림 Fig. 8 Design Part for CCTV Owner
그림 Fig. 9 Design Part for CCTV user
그림 Fig. 10 Components of Implementation
그림 Fig. 11 Result of Implementation

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

하지만 이러한 과정에서 많은 시간이 소요되며 영상을 획득했다 하더라도 그 영상이 필요한 영상이라는 점과 조작되지 않았다는 점이 보장되지 않으므로 공공기관에서의 활용에도 어려움이 있다. 본 논문에서는 영상 데이터의 조작에 의한 무결성 침해 뿐만 아니라 해상도나 알고리즘의 문제로 발생할 수 있는 영상 판독 데이터의 무결성 침해까지도 방지할 수 있는 검증 시스템을 최초로 제안한다. 영상 정보를 검증하는 방법으로서 분산원장 기술의 블록체인을 활용하며 개발을 위해 이더리움(Ethereum)의 솔리디티(Solidity) 언어를 이용한 스마트 컨트랙트(Smart Contract)기능을 활용하였다.

제안 방법

영상 정보를 검증하는 방법으로서 분산원장 기술의 블록체인을 활용하며 개발을 위해 이더리움(Ethereum)의 솔리디티(Solidity) 언어를 이용한 스마트 컨트랙트(Smart Contract)기능을 활용하였다. 또한 제안하는 모델에서는 블록체인을 이용함으로써 발생하는 프라이버시 문제와 데이터의 크기 문제를 해결하기 위해 영상 분석 정보를 이용한다. 2 장에서는 CCTV의 목적과 영상 검증의 필요성을 설명 한다.
개인의 프라이버시를 지켜주는 등의 부가적인 기능을 원한다면 다른 블록체인 플랫폼에 구현하는 것도 가능하다. 또한 컨트랙트를 사용하는 환경이 전문적일수 있으므로 이를 웹에서 구현하여 연동하였다. CCTV 소유자에 대한 설계는 그림8과 같다.
이와 같이 기밀 데이터의 누수를 구조적으로 방지하기 위한 연구가 존재한다[4]. 본 논문에서는 저용량의 분석 결과만을 저장함으로써 용량 문제가 해결되고 이렇게 분석된 핵심 정보만을 이용하여 서로를 검증하게 되어 영상에 찍힌 개개인의 프라이버시 문제를 보장할 수 있게 되며 개개인을 직접 식별하는 것이 어려움으로 개인 정보 자기 결정권을 위배하지 않는다. 그림 7은 한 지역 B를 관측하는 세 CCTV가 영상 분석 결과로 생성한 핵심 정보이다.
이를 통해 블록체인은 데이터에 대한 무결성을 보장한다. 본 장에서는 블록체 인기반 플랫폼 이더리움을 설명하고 이더리움을 이용한 서비스를 통해 이해를 돕는다. 마지막으로 다른 블록 체인 네트워크에 대해 설명한다.
본 장에서는 블록체인을 이용한 CCTV 협력 검증 모델을 제안한다.
본 논문에서는 영상 데이터의 조작에 의한 무결성 침해 뿐만 아니라 해상도나 알고리즘의 문제로 발생할 수 있는 영상 판독 데이터의 무결성 침해까지도 방지할 수 있는 검증 시스템을 최초로 제안한다. 영상 정보를 검증하는 방법으로서 분산원장 기술의 블록체인을 활용하며 개발을 위해 이더리움(Ethereum)의 솔리디티(Solidity) 언어를 이용한 스마트 컨트랙트(Smart Contract)기능을 활용하였다. 또한 제안하는 모델에서는 블록체인을 이용함으로써 발생하는 프라이버시 문제와 데이터의 크기 문제를 해결하기 위해 영상 분석 정보를 이용한다.
제안된 모델은 다른 시스템에 속해 있는, 서로 신뢰할수 없는 노드 간의 신뢰를 만드는 구조이다. 한 노드는한 번의 인증이 가능하며 영상을 분석한 결과가 동일해 야만 입증이 가능하므로 해당 정보가 정확한지 아닌지 구별 가능하다.

이론/모형

본 모델의 구현은 이더리움 네트워크를 사용하였다. 이는 현재 많은 참여자들이 존재하기 때문에 네트워크가 안정화 되어있다는 점과 스마트 컨트랙트 등 구현관 점에서의 용이함 때문이다.

성능/효과

그러므로 이러한 이더리움의 단점을 보완하는 블록체인 플랫폼을 활용한다면 더 완성도 높은 인증 시스템의 구현이 가능할 것이다. 또한 CCTV 협력 검증 모델의 경우 분석 결과를 이용하기 때문에 특징을 추출하여 영상을 분석하는 지능형 CCTV에 적합한데 기존의 CCTV가 찍은 영상의 경우에도 이를 대신 분석해주는 영상 분석 서비스를 이용하거나 사람이 직접 분석하는 방법을 적용할 수 있다. 하지만 이를 적용할 시 분석 서비스를 해킹 하거나 한 사람이 다수의 CCTV를 등록하는 방식으로 다수를 선점하여 무결성을 해칠 수 있다.
따라서 이더 리움을 활용한 투표 시스템이 제안되었다[3]. 제안된 투표 시스템은 컨트랙트를 통해 투표 자격을 부여받고 투표 결과를 분산 저장함으로써 투표 결과에 대한 무결성을 보장한다. 또한, 모든 기록은 이더리움 네트워크에 저장되어있기 때문에 누구든 열람이 가능하다.

후속연구

또한, 그 지역에 해당하는 정보들은 모든 사람에 의해서 열람 가능하며 이는 모든 노드에 데이터베이 스가 복사되어있음을 의미하며 따라서 최소정보수집의 원칙을 벗어나기에 프라이버시 침해의 우려가 있다. 그러므로 이러한 이더리움의 단점을 보완하는 블록체인 플랫폼을 활용한다면 더 완성도 높은 인증 시스템의 구현이 가능할 것이다. 또한 CCTV 협력 검증 모델의 경우 분석 결과를 이용하기 때문에 특징을 추출하여 영상을 분석하는 지능형 CCTV에 적합한데 기존의 CCTV가 찍은 영상의 경우에도 이를 대신 분석해주는 영상 분석 서비스를 이용하거나 사람이 직접 분석하는 방법을 적용할 수 있다.
모델의 신뢰성은 비신뢰관계에 있는 다수 노드에 의해 결정이 되므로 정보 입력의 주체가 사람이거나 도구여도 적용은 가능하다. 다만 이에 대한 부가적인 취약점이 발생할 수있어 보완할 수 있는 장치가 필요할 것이다. 이와 같이 기밀 데이터의 누수를 구조적으로 방지하기 위한 연구가 존재한다[4].
사용자의 경우 트랜잭션을 검색하여 자신이 필요로 하는 정보가 검증된 정보인지 알 수 있다. 또한 몽타주나 차량정보를 넣어서 해당 정보가 포함된 영상 데이터를 찾는 것도 가능할 것이다. 실제 샘플 구현은 그림8까지만 진행하였다.
사람들의 CCTV에 대한 우호도 또한 사생활 침해에 대한 우려를 뛰어넘기 때문에 CCTV가 설치된 지역에서 불편함 보다는 안전감을 더느낀다. 물론 프라이버시에 대한 인식 또한 변화하고 있지만 올바른 절차로 영상이 활용된다는 전제하에 앞으로도 CCTV는 활용될 것이다.
프라이빗 블록체인의 경우 특정 노드들을 중심으로 데이터를 취합 저장하여 공공기관만이 이용할 수 있게 하는 등 퍼블릭 블록체인에서 발생하는 문제를 일부 해결할 수 있으나 탈중앙화라는 성질을 잃기 때문에 참여 기관의 안전성에 대한 담보와 해킹에 대한 보안이 중요해 진다. 하이브리드 블록체인의 경우 공개되는 데이터와 아닌 데이터를 분리해서 공개하는데 이러한 블록체인 형태를 이용할 경우 사용자의 개인 정보를 보호하면서도 공공기관에서는 데이터를 이용할 수 있는 본 모델에적합한 블록체인 서비스를 개발하고 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

저자의 다른 논문 :

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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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