블록체인과 IoT가 결합된 미래는 필연이다

김덕수 펜타시큐리티 CSO

미래 세상의 구조에 관여할 기술 중 가장 중요한 것 하나만 고르라면, 사물인터넷(IoT) 시대에 데이터를 처리할 컴퓨팅의 '끝점' 아닐까 싶다. 본격적인 컴퓨팅이 일어나는 최말단의 위치가 어디인가에 따라 세상의 구조가 완전히 달라지게 될 것이기 때문이다.

어떤 기기가 얼마나 생산되고 유통되어 얼마나 많은 에너지를 소모하며 얼마 동안 지속될지, 이 물음의 답을 구할 때 가장 큰 변수가 컴퓨팅의 끝점이다. 클라우드 컴퓨팅, 에지 컴퓨팅, 포그 컴퓨팅, IoT, 블록체인 등 요즘 기술 유행어의 운명도 그 대답에 따라 결정된다.

그에 대한 대답을 생각해 보자. 복잡한 문제이므로 쉽게 결론을 낼 수는 없는 일이다. 어떤 결론을 내든 성급할 것이다. 그러니 올바른 결론으로 나아가기 위해 고려할 점을 하나씩 짚어보자.

■ 끝점은 어디에?

IoT 환경의 컴퓨팅 끝점 위치에 대해 두 가지 서로 다른 입장이 있다.

먼저, 인터넷에 연결된 기기를 모두 다 컴퓨팅이 가능하게 만드는 건 아주 심각한 낭비라고 말하는 사람들이 있다. 어느 정도 적당한 범위의 네트워크 커버리지를 지정하고 그 범위에 속한 단순 기기들의 그룹에 대해 하나의 에지 컴퓨팅 체계를 갖춰야 한다는 주장이다. 지금의 게이트웨이를 보다 스마트한 거점 기기로 개선하고 연결된 나머지 기기들은 단순하고 값싼 저전력 저연산 사양을 유지하는 방식이 효율적이라는, 실용적 입장이다.

반대로, 인터넷에 연결된 모든 기기를 제각각 완전한 컴퓨팅이 가능하게 만들어야만 원론적으로 참된 IoT 세상 구현이 가능하다고 말하는 사람들도 있다. 단순 기기라 하더라도 충분한 연산력을 갖춰야 자체적으로 유의미한 데이터를 판별해 낼 수 있고 그래야만 스토리지에 모이는 데이터의 총합도 데이터로서 유의미할 것이라는 뜻이다. 그렇다면 엄청난 물량의 컴퓨팅 장치가 필요하다는 뜻이니, 주로 부품 그리고 시스템 제조사의 입장이긴 하다.

실용과 원론, 적당히 타협하면 될 일일까. 결정에 있어 중요한 변수는 또 있다.

■ 500억 개 이상의 사물

함께 고려할 건 인터넷에 연결된 사물의 수 문제다. 미국 시장조사업체 '주니퍼리서치(Juniper Research)'는 현재 200억 개 가량인 IoT 장치의 수가 2022년엔 500억 개가 넘을 것으로 전망한다. 현재 증가 추세 그리고 가장 밀접한 환경요인인 5G 확산 속도 등 상황으로 보아 상당히 신빙성 있는 전망이라 생각된다. 그렇다면 500억 개 이상의 기기를 가정하고 위 질문에 대한 대답을 찾아야 한다. 인터넷 연결의 수준과 컴퓨팅의 수준도 높아질테니 이는 단순히 수의 문제만은 아니다.

그리고 에너지. 위 첫번째 입장으로는 단순 센서가 자체 판단 없이 막 모아서 막 보내기만 하는 데이터는 통신 비용이 크고, 두번째 입장의 보다 스마트한 기기가 제각각 처리해 보내는 데이터는 연산 비용이 클 것이다. 둘이 얼추 비슷할 것이라 간주하면 간단하겠지만, 그러기에 500억이란 수는 너무 크다. 클라우드 컴퓨팅이 대세가 된 오늘날 초거대 데이터 센터의 에너지 문제도 기존 예상보다 훨씬 더 심각하더라는 불길한 전례도 있다.

이것저것 따져서 첫째냐 둘째냐 하나 고르라, 그런 문제도 아니다. 기기마다 성질과 요구 내용이 다르다. 자체적으로 여유로운 전산력을 갖춰야만 하는 기기가 있다. 소비재 중에서는 자동차. 스마트 시티의 가장 중요한 요소인 자동차는 달리는 컴퓨터 그리고 데이터 센터가 되어야만 한다. 이는 무조건 필수다. 그리고 스마트 홈의 중심을 두고 경쟁하는 TV나 냉장고도 이에 해당되겠다. 스마트 팩토리, 스마트 빌딩 등의 시설도 당연히 자체적으로 하나의 큰 거점을 이뤄야만 한다.

컴퓨팅 끝점 논쟁에서 어떤 결론이 나든, 큰 그림은 어느 정도 그려져 있고 이미 복잡하다.

■ 에지 컴퓨팅만으로 감당 어려워

500억 개가 넘는 사물이 인터넷에 연결된 세상, 상상해 보면 너무나 방대하다. 과연 감당할 수 있을까.

잠깐, 에지 컴퓨팅의 필요에 대해 짚어보자. 에지 컴퓨팅의 필요는 클라우드 컴퓨팅의 곤란함 때문에 생겨났다. 데이터를 한데 모으면 좋겠다 싶어서 일단 모았는데, 모으고 나니 이래저래 좋긴 좋은데, 이게 너무 커져버렸다. 지금도 하나의 중앙이 모든 부분들을 다 관리할 수 없는 상태다. 그래서 중앙을 분산하는 에지 컴퓨팅 필요가 절실해졌다. 거기에다 500억 개가 넘는 IoT 기기들까지 더해질 판이니 중앙이 처리해야 할 데이터는 양에서부터 도저히 감당할 수 없는 지경에 이르고 만다.

더 분산해 에지 그리고 포그 컴퓨팅을 훨씬 더 많이 적용하기만 하면 규모 한계 문제가 해결될까. 아무리 낙관적으로 생각해 봐도 그리 되진 않을 것 같다. 500억이란 수는 그리 만만한 수가 아니다. 애초에 중앙 관장 방식의 한계로 볼 일이다. 지금도 규모 폭증에 따른 네트워크와 시스템 확장성 문제가 심각하고 통합 작업 등 노동 비효율에 따른 비용 문제도 엄청나다. 그 와중에 엄청난 수의 기기가 추가되고 계속해서 는다면, 인력으로 도저히 감당할 수 없다.

따라서 이미 너무나 크고 점점 더 커지는 네트워크를 수동이 아닌 자동으로 강화할 방법이 절실하다. 그 해법으로 가장 효과적일 거라 전망되는 기술이 바로 분산 원장 기술(Distributed Ledger Technology)인 '블록체인'이다. 블록체인 체계에서 기기마다 내장된 '스마트 컨트랙트(Smart Contract)'가 절차 자동화 소프트웨어로서 기능해, 사물 간 소통을 맡아 규모 문제 해결의 단초가 된다.

기존 중앙 집중 환경에서는 중앙의 권한으로 모든 사물을 일일이 확인하고 인증함으로써 전체를 관리한다. 모든 통신의 중개자로서 통신 요청을 받아 승인과 확인을 거친 뒤 다른 사물과 연결한다. 하지만 블록체인으로 연결된 사물들은 서로 소통을 통해 인증하고 직접 통신한다. 중개자가 없어도 된다. 이로써 전체 메시 네트워크는 규모와 무관하게 스스로 안전하게 강화되는 구조를 이룰 수 있다. 아무리 생각해 봐도 규모 한계 문제 해법은 현재로선 이뿐인 듯싶다.

■ 블록체인 + IoT = BIoT