퍼블릭 vs 프라이빗 블록체인 차이: 허가형·trustless 신뢰 모델과 선택 기준

퍼블릭 블록체인은 누구에게나 열려 있고, 프라이빗 블록체인은 허락받은 사람만 들어가요. 퍼블릭에서는 인터넷에 연결된 누구나 거래를 읽고, 만들고, 검증할 수 있어요. 프라이빗에서는 초대받거나 등록된 참여자만 원장을 읽고 써요. 원장은 거래 기록을 모아 둔 장부예요. 블록체인에서는 여러 컴퓨터(노드)가 같은 장부를 나눠 가져요.

참여에 허락이 필요한지에 따라 허가형과 비허가형으로 나누기도 해요. 이 글에서는 퍼블릭을 비허가형, 프라이빗을 허가형으로 묶어 설명할게요. 퍼블릭은 참여자를 믿지 않아도 돌아가는 구조(trustless)에 가까워요. 프라이빗은 신원이 확인된 참여자와 운영 주체를 믿는 구조(trusted)예요.

퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인은 무엇이 다른가요?

먼저 블록체인이 무엇인지부터 짚을게요. 블록체인은 분산 방식으로 만들어진 디지털 장부예요. 누가 고치면 흔적이 남고(tamper evident), 고치기도 어려워요(tamper resistant). 대개 중앙 저장소나 중앙 권한 없이 움직여요. 이 정의는 미국 국립표준기술연구소(NIST)가 2018년 10월 3일 발행한 NIST IR 8202 「Blockchain Technology Overview」에 나와요.

이 정의에서 "대개"라는 말을 눈여겨봐야 해요. 모든 블록체인이 중앙 권한 없이 움직이지는 않는다는 뜻이에요. 퍼블릭과 프라이빗의 차이가 바로 여기서 갈려요. 누가 들어올 수 있는지, 누가 합의를 통제하는지가 달라요. 합의는 어떤 거래를 원장에 올릴지 참여자들이 함께 정하는 절차예요.

블록체인을 배울 때 기본으로 꼽는 개념도 다섯 가지예요.

• 퍼블릭-프라이빗 네트워크
• trustless와 trusted
• 분산 네트워크
• 합의 알고리즘
• 불변성

앞의 두 개념이 이 글의 주제예요.

아래 표는 세 가지 네트워크를 비교한 거예요. 이더리움 쪽에서 따로 구분하는 컨소시엄 네트워크도 함께 넣었어요.

이제 각 열을 하나씩 풀어 볼게요.

퍼블릭 블록체인은 누가 참여하고 누가 검증하나요?

퍼블릭 네트워크는 인터넷에 연결된 누구나 접근할 수 있어요. 누구나 거래를 읽을 수 있어요. 누구나 거래를 만들 수 있고요. 실행되는 거래를 검증하는 일에도 누구나 참여할 수 있어요.

비허가형 블록체인은 모든 사용자에게 열린 탈중앙 플랫폼이에요. 원장에 올라가는 거래는 합의 방법으로 검증해요.

퍼블릭 블록체인의 특징을 독자 입장에서 보면 이래요.

• 가입 심사가 없어요. 누가 들어오는지 미리 정하지 않아요.
• 신원을 확인하지 않아요. 비허가형은 신원을 알 수 없는 참여자도 받는 개방형 시스템이에요.
• 기록이 모두에게 보여요. 누구나 거래를 읽을 수 있기 때문이에요.
• 합의가 신뢰를 대신해요. 참여자를 모르니 개인을 믿는 대신 합의 절차로 거래를 검증해요.

예를 들어 개인 C씨가 퍼블릭 네트워크의 거래 기록을 보고 싶다고 해 볼게요(예시). C씨는 누구에게 허락을 받지 않아도 돼요. 인터넷에 연결되어 있으면 기록을 읽을 수 있어요.

프라이빗(허가형) 블록체인은 어떻게 운영되나요?

허가형 블록체인에서는 초대받은 사람만 비공개로 공유되는 분산 원장을 읽고 써요. 초대라는 관문이 있다는 점이 퍼블릭과 가장 크게 달라요.

대표적인 허가형 플랫폼이 Hyperledger Fabric이에요. Fabric은 프라이빗이면서 허가형인 블록체인이에요. 운영 방식은 세 가지로 나눠 볼 수 있어요.

첫째, 참여자는 등록 기관을 거쳐 들어와요. Fabric 참여자는 신뢰받는 멤버십 서비스 제공자(MSP)를 통해 등록해요. 그래서 네트워크 안의 참여자는 서로 신원이 알려진 상태예요. 퍼블릭처럼 모르는 사람이 섞여 들어오지 않아요.

둘째, 채널로 데이터를 나눠요. Fabric은 채널이라는 단위로 프라이버시를 지원해요. 두 참여자가 채널을 만들면 그 두 참여자만 그 채널의 원장 사본을 가져요. 같은 네트워크에 있어도 채널 밖 참여자는 그 원장을 갖지 않아요.

셋째, 합의 방식을 바꿔 끼울 수 있어요. Fabric은 합의 방식을 교체할 수 있게(pluggable) 만들어져 있어요.

예를 들어 A 회사와 B 회사가 Fabric 네트워크에서 납품 기록을 공유한다고 해 볼게요(예시). 두 회사는 MSP를 통해 등록해요. 두 회사가 채널을 만들면 납품 기록 원장은 A와 B만 가져요. 같은 네트워크의 다른 참여자는 이 채널 원장을 갖지 않아요.

컨소시엄 네트워크는 허가형과 어떻게 다른가요?

컨소시엄 네트워크는 퍼블릭과 따로 구분하는 형태예요. 여기서는 미리 정해진 신뢰받는 노드 집합이 합의 과정을 통제해요. 누구나 검증에 참여하는 퍼블릭과 달리 합의 권한이 정해진 노드에 묶여 있어요.

컨소시엄과 프라이빗은 "누가 통제하느냐"로 보면 이해하기 쉬워요. 컨소시엄은 미리 정해진 신뢰받는 노드 집합이 합의를 통제해요. 프라이빗(Fabric 예)은 MSP로 참여자를 등록하고 채널로 데이터 범위를 나눠요. 두 방식 모두 정해진 참여자를 믿는다는 전제 위에 서 있어요.

그래서 컨소시엄은 표에서 퍼블릭과 프라이빗 사이에 놓여요. 참여를 아무에게나 열지 않는다는 점에서는 프라이빗 쪽이에요. 합의 권한이 미리 정해진 노드에 묶여 있다는 점에서는 누구나 검증하는 퍼블릭과 달라요.

trustless와 trusted, 신뢰는 어디에 놓이나요?

"블록체인은 trustless하다"는 말을 자주 들어요. 블록체인을 요약할 때 흔히 드는 성질도 네 가지예요.

• trustless
• 분산(peer 기반)
• 합의로 움직임
• 불변

그럼 trustless가 정확히 무슨 뜻일까요? 이 글에서는 참여자 개인을 믿지 않아도 합의로 거래를 검증하는 구조라는 뜻으로 써요. 퍼블릭 블록체인은 신원을 모르는 참여자를 받아요. 그래서 개인에 대한 믿음 대신 합의 절차에 기대야 해요.

다만 모든 블록체인을 trustless로 묶기는 어려워요. 허가형 쪽을 보면 신뢰가 분명히 들어가 있거든요.

• Fabric에서는 참여자가 신뢰받는 MSP를 통해 등록해요.
• 컨소시엄 네트워크에서는 신뢰받는 노드 집합이 합의를 통제해요.

둘 다 허가형 네트워크가 신뢰를 전제로 한다는 걸 보여 줘요. 그러니 trustless라는 성질은 주로 퍼블릭·비허가형 블록체인에 해당한다고 볼 수 있어요. 허가형에서 신뢰가 놓이는 곳은 세 군데예요.

1. 등록 기관: 누구를 참여자로 받을지 정하는 MSP 같은 주체
2. 합의 노드: 거래를 원장에 올릴지 결정하는 미리 정해진 노드
3. 참여자 자신: 신원이 알려진 상대방

이렇게 신뢰를 전제로 하면 참여자를 고르고 데이터 범위를 나눌 수 있어요. 대신 등록 기관과 합의 노드를 믿어야 해요.

'프라이빗'이면 더 안전한가요? 자주 하는 오해

가장 흔한 오해는 "프라이빗 블록체인은 더 안전하다"는 생각이에요. 여기서 "프라이빗"은 보호되거나 안전하다는 뜻이 아니에요. 따로 떼어 두었다(격리했다)는 뜻일 뿐이에요.

즉 프라이빗이라는 이름은 보안 수준이 아니라 접근 범위를 말해요. 참여자를 제한했다고 해서 저절로 안전해지지는 않아요. 참여자를 제한했다는 사실만으로 보안 수준을 판단할 수는 없어요.

함께 피해야 할 오해도 있어요.

• "블록체인은 전부 trustless다": 허가형은 MSP나 신뢰받는 노드를 믿는 구조예요.
• "프라이빗이면 같은 네트워크 참여자 모두가 모든 데이터를 본다": Fabric에서는 채널 참여자만 그 채널 원장을 가져요.
• "허가형이면 중앙 서버와 똑같다": 허가형도 분산 원장이에요. Fabric에서는 채널 참여자가 각자 원장 사본을 가져요.
• "퍼블릭은 아무나 기록을 고칠 수 있다": 누구나 거래를 만들 수는 있어요. 하지만 원장에 오르려면 합의 절차로 검증을 거쳐야 해요.

기업 도입 시 퍼블릭과 프라이빗은 어떤 기준으로 고르나요?

도입을 검토한다면 기술 이름보다 아래 다섯 질문에 먼저 답해 보세요. 앞에서 본 차이가 그대로 선택 기준이 돼요.

1. 참여자가 정해져 있나요? 거래 상대가 몇몇 기관으로 정해져 있다면 초대·등록 방식이 맞아요. 누구나 들어와 거래를 읽고 만들어야 한다면 퍼블릭 구조가 맞아요.

2. 참여자 신원을 확인해야 하나요? 상대가 누구인지 알아야 하는 업무라면 MSP처럼 신원을 등록하는 구조가 필요해요. 퍼블릭 네트워크는 신원을 모르는 참여자도 받아요.

3. 기록을 누구에게 보여 줘도 되나요? 퍼블릭에서는 누구나 거래를 읽을 수 있어요. 특정 당사자끼리만 기록을 나눠야 한다면 Fabric의 채널처럼 범위를 나누는 기능을 살펴봐야 해요.

4. 합의를 누가 통제해야 하나요? 특정 기관이 합의를 맡아도 괜찮다면 컨소시엄이나 허가형이 가능해요. 어느 한 집단에도 통제를 맡기지 않으려면 누구나 검증하는 퍼블릭 구조를 봐야 해요.

5. 누구를 믿을 수 있나요? 허가형을 고르면 등록 기관과 합의 노드를 믿어야 해요. 이 믿음을 받아들일 수 없다면 trustless 구조인 퍼블릭이 맞아요.

예시로 두 가지 상황을 비교해 볼게요.

• 예시 1: 협력사 다섯 곳이 정산 기록을 공유하려는 D 회사예요. 참여자가 정해져 있고 신원도 알려져 있어요. 기록은 협력사끼리만 봐야 해요. 이 경우 허가형 구조와 채널 기능이 질문 1~3에 맞아요.
• 예시 2: 누구나 기록을 확인할 수 있어야 하는 공개 서비스예요. 참여자를 미리 정할 수 없어요. 특정 운영자가 합의를 통제하지 않아야 해요. 이 경우 퍼블릭 구조가 질문 1·4·5에 맞아요.

공부하는 중이라면 이 다섯 질문을 표의 다섯 줄과 짝지어 보면 돼요. 짝지을 축은 다섯 가지예요.

• 참여
• 신원
• 합의
• 데이터 범위
• 신뢰 전제

이 다섯 가지가 곧 퍼블릭과 프라이빗을 가르는 기준이에요.

마무리

퍼블릭 블록체인은 누구나 참여하고 검증하는 trustless 구조예요. 프라이빗(허가형) 블록체인은 등록된 참여자와 신뢰받는 노드를 전제로 하는 trusted 구조고요. 참여자가 정해져 있고 기록 범위를 나눠야 하는 기업이라면 허가형을 먼저 보세요. 특정 주체를 믿지 않고 누구에게나 열어야 하는 서비스라면 퍼블릭을 먼저 검토하면 돼요.

출처

• University at Buffalo, What is Blockchain (2017) – 12쪽
• University at Buffalo, What is Blockchain (2017) – 19쪽
• NIST CSRC, NIST IR 8202 Blockchain Technology Overview (2018년 10월 3일)
• GCN 2018년 2·3월호, NIST 초안 요약 보도
• Hyperledger Fabric 공식 문서, Introduction to Blockchain
• ethereum.org 개발자 문서, Networks