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블록체인 기술을 활용한 데이터 기반 도시 관리 서비스 통합 운영을 위한 서비스 모델 구현
Implementation of Service Model for Data-Driven Integrated Urban Management Service Operation Using Blockchain Technology 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.10, 2019년, pp.503 - 514  

최상일 (한국건설기술연구원 차세대 인프라연구센터)

초록
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본 논문에서는 도시에서 운영되는 여러 데이터 기반 서비스들을 효율적으로 통합 및 연동하여 사용 편의성을 높일 수 있는 블록체인 기반 도시 서비스 통합 운영 모델을 제안한다. 제안 모델은 서비스 사용자들의 참여를 독려하기 위해 각 서비스에서 소비 및 활용될 수 있는 데이터와 가치의 제공자에게 그에 따른 인센티브를 지급하고, 서비스 수혜자로부터는 인센티브를 회수함으로써 동일 인센티브 시스템 내에서 다양한 서비스가 연동될 수 있는 구조를 제공하며, 블록체인 기술을 통해 서비스 운영 및 관리 투명성을 보장할 수 있다. 또한, 본 논문에서는 제안 서비스 모델의 검증을 위한 프로토타입을 구축 및 운영함으로써 제안 모델의 효율성 및 운영가능성을 확인한다. 그 결과 구현한 세 개의 데이터 기반 도시 관리 서비스들의 운영이 통합된 인센티브 개념을 바탕으로 유기적이게 상호 호환됨을 확인했다. 향후 제안 서비스 운영 모델은 다수의 지자체에서 관심을 가지고 있는 지역화폐를 활용한 지역 경제 활성화 사업과 연계되어 시민 참여 기반의 도시 운영 및 관리 구조의 요소기술로서 적용될 수 있으며, 스마트시티 서비스와의 접목을 통해 블록체인 기술 영역의 확장 또한 가능할 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a blockchain-based urban service-operation model that can enhance usability by integrating several data-driven services operated in a city. In the proposed model, in order to encourage the participation of service users, the providers of data and values that can be consumed and u...

주제어

표/그림 (15)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 블록체인의 특징을 바탕으로 다양한 분야에서 기술의 성능을 향상시키거나 상용화를 위한 서비스 개발과 같은 연구를 기획 및 수행하고 있지만, 암호화폐 및 인증 부문 외에 일반인들이 직접적으로 혜택을 받거나 기술 인지도를 높일 수 있는 사례가 미비한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 블록체인 기술이 보유하고 있는 신뢰성 및 데이터 무결정 보장과 가치지불시스템을 활용하여 도시에서 운영되는 데이터 기반 서비스들을 효율적으로 통합 및 연동하고, 개별 서비스 활용 및 서비스 연동 부문에서 사용자 편의성을 높일 수 있는 블록체인 기반 도시 서비스 운영 모델을 제안한다.
  • 본 논문에서는 도시 위험인자 신고 서비스에 사용자의 참여를 독려하기 위해, 신고된 인자에 대한 검증과 수리 절차가 완료되면 해당 항목을 사전에 정의된 가중치 부여 기준에 따라 가중치를 매기고, 해당 가중치 비율을 바탕으로 신고자에게 인센티브를 부여하는 방안을 포함하였다.
  • 본 논문에서는 도시에서 운영되는 데이터 기반 서비스 들을 효율적으로 통합 및 연동하여 활용성을 높일 수 있는 블록체인 기반 도시 서비스 모델을 제안했다. 제안 모델은 사용자들의 참여를 독려하기 위해 각 서비스에서 소비 및 활용될 수 있는 데이터와 가치의 제공자에게는 그에 따른 인센티브를 지급하고, 서비스 수혜자로부터는 인센티브를 회수함으로써 동일 인센티브 시스템 내에서 다양한 서비스가 연동될 수 있는 구조를 가지며, 블록체인이 제공하는 데이터 신뢰성으로 서비스의 투명성을 보장한다.
  • 본 논문에서는 서비스 사용자와의 상호작용을 통해 더욱 가치 있는 데이터를 수집하고, 사용자에게 데이터 혹은 가치 제공에 대한 보상을 수여함으로써 서비스에 적극적으로 참여할 수 있는 동기를 제공하며, 다양한 서비스를 동일한 서비스 운영 모델 내에서 통합적으로 운영함으로써 서비스의 활용성과 관리의 용이성을 향상 시킬 수 있는 블록체인 기반 다중 도시 서비스 운영 모델을 제안한다.
  • 본 논문에서는 주차 공간을 제공하는 서비스 참여자의 적극적이고 긍정적인 기여를 유도하기 위해 사용된 주차 공간에 대한 평가 및 해당 사용자에 누적된 이용자 평가를 반영하여 서비스에 지속적인 기여를 할수록 더 높은 인센티브를 부여받을 수 있는 방안을 포함한다.
  • 해당 블록체인 네트워크에는 4개의 스마트 컨트랙트 (Incentive, Dust, Parking, InfraManage)가 게시되어 있고, 각 서비스 영역의 스마트 컨트랙트는 NodeJS 코드를 통해 운영된다. 이제부터 개별 서비스들을 동작시키며 인센티브의 정상적인 증감을 확인하여 제안하는 블록체인 기반 다중 도시 서비스 운영을 위한 서비스 모델 운영 가능성을 확인한다.

가설 설정

  • 본 논문에서는 도시 내에서 실제로 운영되고 있는 서비스 중 미세먼지 지도 서비스, 도시 위험 신고 및 관리 서비스, 주차 공간 공유 서비스를 프로토타입으로 구현하여 상호 연동하고 운영하는 것으로 가정한다. 따라서 본 장에서는 위의 세 가지 서비스의 현재 운영 형태를 서술한다.
  • js 파일을 활용하여 1번 사용자가 자신이 보유한 주차 공간을 10 타임블록동안 제공하도록 등록한다. 본 서비스에서 1타임블록은 10분으로 가정한다. 5번 사용자는 1번 사용자가 등록한 공간을 7 타임블록동안 사용하기 위해 parking_add_service_rent.
  • 프로토타입 구현을 통한 제안 운영 모델의 검증을 위해 본 논문에서는 총 3개의 서비스(미세먼지 수치 가시화, 도시 위험요소 신고, 주차 공간 공유)가 제안하는 모델에서 운영되는 시나리오를 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
블록체인이란? 블록체인은 2009년 사토시 나카모토가 제안한 비트 코인을 통해 대중들에게 알려지기 시작했기 때문에 대부 분 암호화폐를 위한 기술 정도로 인지하고 있다[3]. 하지 만 블록체인은 단순 암호화폐 기술이 아닌, 신뢰할 수 없 는 네트워크 환경에서 신뢰할 수 있는 Peer-to-Peer 통 신을 수행할 수 있도록 지원하는 기술로 은닉 서명 암호 시스템, 컴퓨팅 자원을 활용한 작업 참여, 블록기반 데이 터 분산 저장, 등 다양한 연구들의 집합체이다.
블록체인에서 생성되는 블록은 어떻게 구분되며 어떤 역할을 하는가? 블록체인이라는 기술의 이름과 같이, 해당 기술에서는 지속적으로 생성되는 블록 이 체인처럼 서로 연결됨으로써 의존성과 연관성을 가지 게 한다. 단일 블록은 헤더(Header)와 바디(Body)로 구 분되고, 일정 시간 내 생성된 사용자들의 데이터 교환 내 역인 트랜잭션은 새롭게 생성될 블록의 바디에 기록된다. 블록 헤더에는 블록 바디에 포함된 트랜잭션들의 데이터 변조를 막기 위해, 각 트랜잭션들을 해시 트리의 형태로 구성하여 도출한 머글 트리 루트(Merkle Tree Root) 값 을 기록한다.
블록체인의 특징은? 4차 산업혁명의 대두와 함께 블록체인에 대한 관심이 계속해서 증가하고 있다[1]. 블록체인은 데이터의 교환 기록인 트랜잭션을 참여 노드들이 함께 공유함으로써 데 이터 전송에 대한 신뢰성과 무결성을 보장하고, 블록체인 네트워크 운영에 기여하는 노드에게 보상을 수여하거나 데이터에 대한 금액 지불할 수 있는 암호화폐기반의 가 치지불시스템을 포함하고 있다[2]. 이러한 블록체인의 특 징을 바탕으로 다양한 분야에서 기술의 성능을 향상시키 거나 상용화를 위한 서비스 개발과 같은 연구를 기획 및 수행하고 있지만, 암호화폐 및 인증 부문 외에 일반인들이 직접적으로 혜택을 받거나 기술 인지도를 높일 수 있는 사례가 미비한 상황이다.
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참고문헌 (14)

  1. Shanghong Liu, "Size of blockchain technology market worldwide from 2018 to 2023 (in billion U.S. dollars)", statista, c2019 [cited 2019 Aug. 9], Available from: https://www.statista.com/statistics/647231/worldwide-blockchain-technology-market-size/ (accessed Aug. 12, 2019). 

  2. K. Sultan, U. Ruhi, and R. Lakhani, "Conceptualizing Blockchain: Characteristics & Applications", 11th IADIS International Conference on Information Systems, Association for Information Systems, Lisbon, Portugal, pp. 49-57, April 2018. 

  3. S. Nakamoto, "Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system", Bitcoin White Paper, 2008. 

  4. K. Korjus, "E-RESIDENCY 2.0", White Paper, Dec 2018. 

  5. N. Kshetri, J. Voas, "Blockchain-Enabled E-Voting", IEEE Software, vol. 35, no. 4, pp. 95-99, July 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/MS.2018.2801546 

  6. C. Teo, Everledger Announces the Industry Diamond Time-Lapse Protocol, Everledger, [cited 2018 Feb. 22], Available From: https://www.everledger.io/ (accessed Aug. 13, 2019). 

  7. PowerLedger Homepage, Available from http://www.powerledger.io/ (accessed Aug. 13, 2019). 

  8. Aston Homepage, Available from: https://www.aston.company/ (accessed Aug., 15, 2019). 

  9. S. I. Choi, S. B. Shim, C. J. Chun, C. Y. Kim, "Development of Blockchain based Real-time Risk Factor Reporting System to Improve the Efficiency and Transparency of Infrastructure Management in Urban Area." Proceedings of KICS Summer Conference 2019, KICS, Jeju Island, South Korea, pp. 1206-1207, June 2019. 

  10. AirKorea Homepage, Available from: https://www.airkorea.or.kr/eng/ (accessed Aug. 15, 2019). 

  11. Safety e-Report Homepage, Available from: https://safetyreport.go.kr/eng/ (accessed Aug. 15, 2019). 

  12. ModuParking Homepage, Available from: https://www.moduparking.com/ (accessed Aug. 15, 2019). 

  13. V. Buterin, "A Next-Generation Smart Contract and Decentralized Application Platform(2017)", Ethereum White Papaer, Available from: https://www.ethereum.org/ (accessed Aug. 19, 2019) 

  14. Solidity Homepage, Available from https://solidity.readthedocs.io/en/v0.5.11/ (accessed Aug. 19, 2019). 

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