KR102163559B1 - 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법 - Google Patents

에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

신 재생 에너지 발전원과 에너지 저장장치가 결합한 분산 전원들 간의 전력 거래 프로세스에 에너지 블록체인 하드웨어 월렛을 장착하고 다중 전자 서명 알고리즘을 적용한 다중 전자서명을 활용한 전력 거래 시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로, 개인키와 공개키를 생성하는 에너지 월렛 및 전력 거래량을 산출하고, 전력 거래 정보를 상기 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 전력 거래를 수행하는 전력 거래 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템에 의해 더 신뢰성 있고 효율적인 전력 시장을 구축하기 위해 전력 시스템에 블록체인, 암호 시스템을 도입하여 전력 정보의 위변조를 막고 신뢰성을 높여서 안정적으로 전력 거래를 할 수 있는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법을 제공할 수 있는 효과가 도출된다.

Description

에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법{System for Multi-digital signature energy trading by applying energy wallet device and Driving Method thereof}
본 발명은 다중 전자서명을 활용한 전력 거래 시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신 재생 에너지 발전원과 에너지 저장장치가 결합한 분산 전원들 간의 전력 거래 프로세스에 에너지 블록체인 하드웨어 월렛을 장착하고 다중 전자 서명 알고리즘을 적용한 다중 전자서명을 활용한 전력 거래 시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근 전력 산업의 구조는 중앙 집중화된 전력 그리드망에서 분산화된 그리드 체계로 전환되고 있다.
이에 따라 국가 전력 회사 또는 민간 대형 발전사 뿐 아니라 신재생 에너지 소형 발전원 및 에너지 저장장치를 설치한 소형 발전 사업자 혹은 소비자가 직접 발전하고 전력을 판매할 수 있는 소규모 분산 자원들이 그리드에 포함된다.
그리고 전력 시장에 대한 참여가 점점 증가하고 있는 추세이다.
이에 더하여 인터넷과 무선 통신 기술이 성장하고 스마트 그리드 기술이 도입되면서 소규모 분산 자원들 간의 전력 거래 혹은 마이크로 그리드 간의 전력 거래가 가능하게 되었다.
국가 전력 회사나 민간 독점 회사가 관리하고 운영하던 전력과 에너지 거래가 개방화되고 민간화 되면서, 시장체계는 경제적인 측면에서 경쟁적이고 효율성이 높아지는 장점이 있다.
한편, 전력 거래는 금융 거래와 직결되어 있다. 따라서 전력의 물리적, 공공적 특성 때문에 시장에 개발될 때 보안성, 안정성, 신뢰성이 우선되는 체계를 만들어야 한다.
그러나 이를 충족하지 못해 시스템상의 더 큰 문제점을 야기하기도 한다. 예를들어 전력 시장을 가장 먼저 개방한 캘리포니아와 같은 경우에, 급격한 전력 시장 개방으로 전력 발전 수요 정보의 신뢰성 및 안정성에 문제가 생겨 캘리포니아 전력 위기(California Electricity Crisis)를 겪기도 했다.
또한 무선 네트워킹 기술의 발달로 전력 개인 정보가 유실되거나 해킹 당하는 사례도 있다. 이런 문제점을 해결하여 더 신뢰성 있고 효율적인 전력 시장의 구축이 필요한 실정이다.
KR 10-1791902 B KR 10-1949957 B
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 도출된 것으로, 더 신뢰성 있고 효율적인 전력 시장을 구축하기 위해 전력 시스템에 블록체인, 암호 시스템을 도입하여 전력 정보의 위변조를 막고 신뢰성을 높여서 안정적으로 전력 거래를 할 수 있는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
다시 말해 분산화된 전력 체계에서 소규모 참여자 간의 전력 거래에 참여하는 소규모 분산자원에 에너지 블록체인 하드웨어 월렛(Energy Blockchain Hardware Wallet, 이하 에너지 월렛) 디바이스를 장착하고 개인키를 생성, 보안 저장하고 공개키를 생성하여 이를 이용한 다중 전자 서명 알고리즘(Multi Digital Signature Algorithm)을 통해 전력 거래를 수행하여 안정성, 보안성 및 신뢰성을 보장할 수 있는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템은 개인키와 공개키를 생성하는 에너지 월렛 및 전력 거래량을 산출하고, 전력 거래 정보를 상기 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 전력 거래를 수행하는 전력 거래 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 상기 에너지 월렛은, 상기 생성된 개인키에 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용하여 공개키를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에너지 월렛은, 시드(seed)를 생성하고, 상기 생성된 시드 값을 기준으로 개인키를 생성하며, 상기 생성된 시드와 개인키는 보안 저장장치에 저장하고, 상기 생성된 공개키는 일반 저장 장치에 저장하는 것을 특징으로 한다.
한편, 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템에서 수행되는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법은 에너지 월렛이 개인키와 공개키를 생성하는 단계 및 전력 거래 수행부가 전력 거래량을 산출하고, 전력 거래 정보를 상기 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 전력 거래를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 상기 생성하는 단계는, 상기 생성된 개인키에 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용하여 공개키를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생성하는 단계는, 시드(seed)를 생성하는 단계, 상기 생성된 시드 값을 기준으로 개인키를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 시드와 개인키는 보안 저장장치에 저장하고, 상기 생성된 공개키는 일반 저장 장치에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 더 신뢰성 있고 효율적인 전력 시장을 구축하기 위해 전력 시스템에 블록체인, 암호 시스템을 도입하여 전력 정보의 위변조를 막고 신뢰성을 높여서 안정적으로 전력 거래를 할 수 있는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법을 제공할 수 있는 효과가 도출된다.
다시 말해 분산화된 전력 체계에서 소규모 참여자 간의 전력 거래에 참여하는 소규모 분산자원에 에너지 블록체인 하드웨어 월렛(Energy Blockchain Hardware Wallet, 이하 에너지 월렛)디바이스를 장착하고 개인키를 생성, 보안 저장하고 공개키를 생성하여 이를 이용한 다중 전자 서명 알고리즘(Multi Digital Signature Algorithm)을 통해 전력 거래를 수행하여 안정성, 보안성 및 신뢰성을 보장할 수 있는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템 및 그 구동방법을 제공할 수 있다.
또한 블록체인을 활용한 거래이기 때문에 개인키의 관리가 가장 중요한데 개인키를 네트워크 상에 노출 시키지 않고 에너지 블록체인 하드웨어 월렛이라는 콜드 월렛(Cold wallet) 디바이스에 내장된 하드웨어 보안 저장장치에 보관함으로써 보안성을 더욱 강화시킬 수 있다.
뿐만 아니라 타원 곡선 전자 서명 알고리즘을 활용하여 단독이 아닌 다중 서명 알고리즘을 사용함으로써 거래정보의 신뢰도를 높이고 정보의 무결성 및 투명성을 보장하는 전력 거래 시스템으로 발전시킬 수 있으며 이러한 전력 거래 시스템을 시장에 도입하여 마이크로 그리드의 안정적인 확대와 전력 이용률을 향상시켜 전체적인 전력에 대한 경제성을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템의 구성을 도시한 블록도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 월렛의 세부 구성을 도시한 블록도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 타원 곡선 암호 알고리즘에서 타원 곡선 그래프의 예시도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 전자 서명 검증 과정을 설명하기 위한 예시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법의 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
일 실시예에 따른 에너지 월렛을 활용한 전자서명 전력 거래 시스템은 신 재생 에너지 발전원과 에너지 저장장치가 결합한 분산 전원(노드 A, B, C..)들 간의 전력 거래 프로세스에 에너지 블록체인 하드웨어 월렛을 장착하고 다중 전자 서명 알고리즘을 적용한다.
각각의 노드들(노드 A, B, C..및 관리자 노드)은 스마트 미터(100), 에너지 월렛(110), 전력 거래 수행부(120) 및 서명 검증부(130)를 포함한다.
스마트 미터(100)는 시간대별 사용량을 측정하여 그 정보를 송신할 수 있는 기능을 갖추고, 시간대별 요금을 알 수 있는 전자식 전력량계로 구현된다. 스마트 미터(100)는 기존 전력 미터기와 모양은 비슷하지만 LCD 디스플레이를 이용하며, 전력 사용량 실시간 체크와 전력공급자와 사용자 간 양방향 통신 등이 가능하여 전력 공급자와 사용자가 검침비용 및 에너지 절약 등의 효과를 거둘 수 있다.
에너지 월렛(110)은 개인키와 공개키를 생성한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 월렛의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
에너지 월렛(110)즉, 에너지 블록체인 하드웨어 월렛(Energy Blockchain Hardware Wallet)은 도 2 에 도시된 바와 같이 하드웨어적으로 시드 생성 모듈(Seed Generating Module), 공개키와 개인키를 생성하는 키 생성 모듈(Key Generating), 거래 확인모듈(Trading Confirm Module)을 포함하는 CPU 메인 보드와, 메모리, 디스플레이모듈, 네트워킹 모듈, 개인키(Private Key)를 저장하는 보안 저장 모듈, 전원 공급부(Power Supply)를 포함한다.
일 양상에 있어서 에너지 월렛(110)은 먼저 시드(seed)를 생성하고, 생성된 시드 값을 기준으로 개인키를 생성하며, 생성된 시드와 개인키는 보안 저장장치에 저장한다.
블록체인을 활용한 거래이기 때문에 개인키의 관리가 가장 중요한데 개인키를 네트워크 상에 노출 시키지 않고 에너지 블록체인 하드웨어 월렛이라는 콜드 월렛(Cold wallet) 디바이스에 내장된 하드웨어 보안 저장장치에 보관함으로써 보안성을 더욱 강화시킬 수 있다.
그리고 생성된 개인키에 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용하여 공개키를 생성하여, 공개키는 일반 저장 장치에 저장한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 전자 서명을 하기 위해 이용하는 개인키와 공개키의 자세한 생성과정을 설명한다.
에너지 월렛(110)에 내장된 함수를 통해서 Seed를 생성하고, 생성된 Seed를 통해 개인키를 생성한다. 수학식 1은 seed를 생성하기 위한 함수 형태예시이다.
Figure 112020013189165-pat00001
여기서, a는 난수(random number)이고, Pk는 개인키(1≤Pk≤2256)이다.
그리고 개인키와 공개키의 생성을 위해서는 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용한다.
일 실시예에 있어서, 타원 곡선 전자 서명 알고리즘을 활용하여 단독이 아닌 다중 서명 알고리즘을 사용함으로써 거래정보의 신뢰도를 높이고 정보의 무결성 및 투명성을 보장하는 전력 거래 시스템으로 발전시킬 수 있다.
나아가 이러한 전력 거래 시스템을 시장에 도입하여 마이크로 그리드의 안정적인 확대와 전력 이용률을 향상시켜 전체적인 전력에 대한 경제성을 향상시킬 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 타원 곡선 암호 알고리즘에서 타원 곡선 그래프의 예시도이다.
타원 곡선식은 수학식 2와 같다.
Figure 112020013189165-pat00002
타원 곡선 상에서의 점 연산(Dot operation)은 덧셈 연산(Point addition)과 두배 연산(Point doubling)으로 나눌 수 있는데 여기서 덧셈 연산(Point addition)식은 다음과 같다.
P=(XP, YP), Q =(XQ, YQ), R=(XR, YR)라하면,
Figure 112020013189165-pat00003
Figure 112020013189165-pat00004
Figure 112020013189165-pat00005
이고, P+Q = R이다.
여기서, p는 타원 곡선의 범위를 정하는 소수(prime number)이다.
그리고 두 배 연산(Point doubling) 식은 다음과 같다.
P=(XP, XP), R=(XR, YR)라 하면,
Figure 112020013189165-pat00006
Figure 112020013189165-pat00007
Figure 112020013189165-pat00008
P + P = 2P = R 이다.
산출된 개인키 Pk에 위의 연산식을 적용하여 공개키 Kk를 다음과 같이 생성한다. 위에서 정의한 덧셈 연산과 두 배 연산을 조합하여 산출할 수 있다.
Kk = G ＊Pk
Kk = G + G + G + ... + G (Pk times)
G는 Generation point(XG, YG) 이다.
전력 거래 수행부(120)는 전력 거래량을 산출하고, 전력 거래 정보를 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 전력 거래를 수행한다.
블록체인 네트워크는 중앙집중기관 없이 시스템 참가자들이 공동으로 거래정보를 기록, 검증, 보관함으로써 거래정보의 신뢰성을 확보하도록 설계된 분산장부 기술이다.
블록체인은 참여자 간 공유(peer to peer) 네트워크가 집단적으로 새 블록을 검증하기 위한 프로토콜에 따라 관리된다. 그래서 만약 누군가 거래기록을 조작하려면 참여자 간 연결된 모든 블록을 새 블록 생성 이전에 조작해야 한다. 즉 일정 시간 안에 수많은 블록을 모두 조작해야 하는데, 이는 사실상 불가능하므로 보안성이 높다.
일 실시예에 있어서 블록체인 네트워크는 스마트 컨트랙트 기능을 제공한다. 스마트 계약(smart contract) 즉, 스마트 컨트랙트는 블록체인 기반으로 금융거래, 부동산 계약, 공증 등 다양한 형태의 계약을 체결하고 이행할 수 있도록 한다.
일 양상에 있어서, 전력 거래 수행부(120)는 전력 발전량 및 수요량 데이터를 분석하여 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출할 수 있다. 일 실시예에 있어서 전력 거래 수행부(120)는 스마트 미터(100)로부터 전력 사용 측정량 정보를 획득할 수 있다.
전력 거래 수행부(120)는 에너지 월렛(110)에서 공개키와 개인키를 생성하여 저장하는 초기 설정 과정이 완료되면, 스마트 미터(100)를 이용하여 분산자원 발전원 및 수요부하에서 발전량 수요량 데이터를 측정 및 저장한다.
그리고 전력 발전량 및 수요량을 분석하여 그 결과 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출한다.
전력 거래 정보를 블록체인 네트워크로 전송하고, 이 거래 정보를 가지고 에너지 월렛 디바이스에 각각 분산 자원 설비 노드들의 전력 거래 가능 여부를 확인한다.
전력 거래가 불가능할 경우에는 다시 전력 거래량을 산출하는 과정을 수행한다. 그리고 전력 거래가 가능할 시에는 참여 노드들이 에너지 월렛에 보관된 개인키를 가지고 전자서명한다.
서명 검증부(130)는 각 노드들의 전자 서명값과 에너지 월렛에서 생성된 공개키를 전자 서명 검증 함수에 적용하여 다중 전자 서명 검증을 수행한다.
서명 검증부(130)는 각 노드들의 전자 서명을 검증하고, 검증된 서명의 횟수가 n개 이상인지를 확인한 후, n개 이상이면, 블록체인 네트워크 상에서 전력 거래를 실행하며 정산하도록 한다.
이하, 일 실시예에 따른 서명 검증부(130)에서의 타원 곡선 전자 서명 알고리즘(ECDSA:Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)를 이용한 전자 서명 과정을 보다 상세히 설명한다.
먼저 생성된 개인키 Pk로 전자 서명 값을 생성한다.
Figure 112020013189165-pat00009
여기서
Figure 112020013189165-pat00010
는 전자 서명 함수이고,
Figure 112020013189165-pat00011
은 해쉬(hash) 함수이다. T는 거래정보이고, sigk 는 전자 서명값이다.
서명 검증부(130)는 전자 서명값(sigk)을 공개키 Kk로 검증한다.
Figure 112020013189165-pat00012
여기서
Figure 112020013189165-pat00013
는 전자서명 검증함수이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 전자 서명 검증 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 와 같이 노드1에 포함되는 에너지 월렛 은 전자 서명 함수
Figure 112020013189165-pat00014
를 이용하여 개인키P1로부터 전자서명값 sig1을 도출할 수 있다.
그리고 이를 전자 서명 검증 함수
Figure 112020013189165-pat00015
에 적용하여 True of False 결과를 도출해낸다.
노드 2의 에너지 월렛 2, 노드 3의 에너지 월렛 3,..... 노드 N의 에너지 월렛 N들에서 각각 서명 검증 값을 도출해내고, 도출된 True값이 N개 이상이 되면 전자서명을 검증할 수 있다.
전자 서명이 검증된 이후에, 블록체인 네트워크를 통해 각 노드들 간에 전력 거래 실행 및 정산이 가능하다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법의 흐름도이다.
에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템에서 수행되는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법은 먼저, 에너지 월렛이 개인키와 공개키를 생성한다.
먼저 에너지 블록체인 하드웨어 월렛 디바이스(에너지 월렛)를 초기 설정하고 분산자원 설비에 연결한다. 에너지 월렛의 디바이스의 초기 설정을 시작하면 내부 함수(function)를 통해 시드(seed)를 생성한다(S500).
그리고 생성된 시드 값을 기준으로 개인키를 생성한다(S505).
에너지 월렛에 내장된 함수를 통해서 Seed를 생성하고, 생성된 Seed를 통해 개인키를 생성한다. 아래 수학식은 seed를 생성하기 위한 함수 형태예시이다.
Figure 112020013189165-pat00016
여기서, a는 난수(random number)이고, Pk는 개인키(1≤Pk≤2256)이다.
즉, 일 양상에 있어서 에너지 월렛은 먼저 시드(seed)를 생성하고, 생성된 시드 값을 기준으로 개인키를 생성하며, 생성된 시드와 개인키는 보안 저장장치에 저장한다.
블록체인을 활용한 거래이기 때문에 개인키의 관리가 가장 중요한데 개인키를 네트워크 상에 노출 시키지 않고 에너지 블록체인 하드웨어 월렛이라는 콜드 월렛(Cold wallet) 디바이스에 내장된 하드웨어 보안 저장장치에 보관함으로써 보안성을 더욱 강화시킬 수 있다.
그리고 생성된 개인키에 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용하여 공개키를 생성하여, 공개키는 일반 저장 장치에 저장한다.
일 실시예에 있어서, 타원 곡선 전자 서명 알고리즘을 활용하여 단독이 아닌 다중 서명 알고리즘을 사용함으로써 거래정보의 신뢰도를 높이고 정보의 무결성 및 투명성을 보장하는 전력 거래 시스템으로 발전시킬 수 있다.
나아가 이러한 전력 거래 시스템을 시장에 도입하여 마이크로 그리드의 안정적인 확대와 전력 이용률을 향상시켜 전체적인 전력에 대한 경제성을 향상시킬 수 있다.
생성된 개인키에 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용하여 공개키를 생성한다(S510).
타원 곡선식은 다음 식과 같다.
Figure 112020013189165-pat00017
타원 곡선 상에서의 점 연산(Dot operation)은 덧셈 연산(Point addition)과 두배 연산(Point doubling)으로 나눌 수 있는데 여기서 덧셈 연산(Point addition)식은 다음과 같다.
P=(XP, YP), Q =(XQ, YQ), R=(XR, YR)라하면,
Figure 112020013189165-pat00018
Figure 112020013189165-pat00019
Figure 112020013189165-pat00020
이고, P+Q = R이다.
여기서, p는 타원 곡선의 범위를 정하는 소수(prime number)이다.
그리고 두 배 연산(Point doubling) 식은 다음과 같다.
P=(XP, XP), R=(XR, YR)라 하면,
Figure 112020013189165-pat00021
Figure 112020013189165-pat00022
Figure 112020013189165-pat00023
P + P = 2P = R 이다.
산출된 개인키 Pk에 위의 연산식을 적용하여 공개키 Kk를 다음과 같이 생성한다. 위에서 정의한 덧셈 연산과 두배 연산을 조합하여 산출할 수 있다.
Kk = G ＊Pk
Kk = G + G + G + ... + G (Pk times)
G는 Generation point(XG, YG) 이다.
이후에 생성된 시드와 개인키는 보안 저장장치(hardware security module)에 저장하고(S515), 생성된 공개키는 데이터베이스와 같은 일반 저장 장치에 저장한다(S520).
이후에 전력 거래 수행부는 전력 거래량을 산출하고, 전력 거래 정보를 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 전력 거래를 수행한다.
일 실시예에 있어서 블록체인 네트워크는 스마트 컨트랙트 기능을 제공한다. 스마트 계약(smart contract) 즉, 스마트 컨트랙트는 블록체인 기반으로 금융거래, 부동산 계약, 공증 등 다양한 형태의 계약을 체결하고 이행할 수 있도록 한다.
일 양상에 있어서, 전력 거래 수행부는 전력 발전량 및 수요량 데이터를 분석하여 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출할 수 있다. 일 실시예에 있어서 전력 거래 수행부는 스마트 미터로부터 전력 사용 측정량 정보를 획득할 수 있다.
전력 거래 수행부(120)는 에너지 월렛에서 공개키와 개인키를 생성하여 저장하는 초기 설정 과정이 완료되면, 스마트 미터(100)를 이용하여 분산자원 발전원 및 수요부하에서 발전량 수요량 데이터를 측정 및 저장한다(S525).
그리고 전력 발전량 및 수요량을 분석하여(S530) 그 결과 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출한다(S535).
전력 거래 정보를 블록체인 네트워크로 전송하고(S540), 이 거래 정보를 가지고 에너지 월렛 디바이스에 각각 분산 자원 설비 노드들의 전력 거래 가능 여부를 확인한다(S545).
전력 거래가 불가능할 경우에는 다시 전력 거래량을 산출하는 과정을 수행한다. 그리고 전력 거래가 가능할 시에는 참여 노드들이 에너지 월렛에 보관된 개인키를 가지고 전자서명한다(S550).
서명 검증부는 각 노드들의 전자 서명값과 에너지 월렛에서 생성된 공개키를 전자 서명 검증 함수에 적용하여 다중 전자 서명 검증을 수행한다(S555).
서명 검증부는 각 노드들의 전자 서명을 검증하고, 검증된 서명의 횟수가 n개 이상인지를 확인한 후(S560), n개 이상이면, 전력 거래 정보를 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 블록체인 네트워크 상에서 전력 거래를 실행하며 정산하도록 한다(S565).
일 실시예에 따른 서명 검증부에서의 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)를 이용한 전자 서명 과정을 보다 상세히 설명하면, 먼저 생성된 개인키 Pk로 전자 서명 값을 생성한다.
Figure 112020013189165-pat00024
여기서
Figure 112020013189165-pat00025
는 전자 서명 함수이고,
Figure 112020013189165-pat00026
은 해쉬(hash) 함수이다. T는 거래정보이고, sigk 는 전자 서명값이다.
서명 검증부(130)는 전자 서명값(sigk)을 공개키 Kk로 검증한다.
Figure 112020013189165-pat00027
여기서
Figure 112020013189165-pat00028
는 전자서명 검증함수이다.
도 4 와 같이 노드1에 포함되는 에너지 월렛 1은 전자 서명 함수
Figure 112020013189165-pat00029
를 이용하여 개인키 PA로부터 전자서명 값 sigA을 도출할 수 있다.
그리고 이를 전자 서명 검증 함수
Figure 112020013189165-pat00030
에 적용하여 True of False 결과를 도출해낸다.
노드 2 의 에너지 월렛2, 노드 3의 에너지월렛3,.....노드N의 에너지 월렛 N들에서 각각 서명 검증 값을 도출해내고, 도출된 True값이 N개 이상이되면 전자서명을 검증할 수 있다.
전자 서명이 검증된 이후에, 블록체인 네트워크를 통해 각 노드들 간에 전력 거래 실행 및 정산이 가능하다.
전술한 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 스마트 미터 110 : 에너지 월렛
120 : 전력 거래 수행부 130 : 서명 검증부

Claims (10)

  1. 개인키와 공개키를 생성하는 에너지 월렛; 및
    전력 거래량을 산출하고, 전력 거래 정보를 상기 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 전력 거래를 수행하는 전력 거래 수행부;를 포함하고,
    상기 전력 거래 수행부는,
    전력 발전량 및 수요량 데이터를 분석하여 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출하는 것을 특징으로 하며,
    상기 전력 거래 수행부는 에너지 월렛에서 공개키와 개인키를 생성하여 저장하는 설정 과정이 완료되면, 스마트 미터를 이용하여 분산자원 발전원 및 수요부하에서 전력 발전량 및 수요량 데이터를 측정 및 저장하고, 분석하여 그 결과 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출하고,
    상기 에너지 월렛은,
    시드(seed)를 생성하는 시드 생성 모듈(Seed Generating Module), 상기 생성된 시드 값을 기준으로 공개키와 개인키를 생성하는 키 생성 모듈(Key Generating), 상기 생성된 시드와 개인키(Private Key)를 저장하는 보안 저장 장치를 포함하고, 상기 생성된 공개키는 일반 저장 장치에 저장하는 것을 특징으로 하며,
    상기 보안 저장 장치는
    콜드 월렛(Cold wallet) 디바이스에 내장된 하드웨어 보안 저장장치인 것을 더 특징으로 하는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 월렛은,
    상기 생성된 개인키에 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용하여 공개키를 생성하는 것을 특징으로 하는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    전자 서명값과 상기 생성된 공개키를 전자 서명 검증 함수에 적용하여 다중 전자 서명 검증을 수행하는 서명 검증부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템.
  6. 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 시스템에서 수행되는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법에 있어서,
    에너지 월렛이 개인키와 공개키를 생성하는 단계; 및
    전력 거래 수행부가 전력 거래량을 산출하고, 전력 거래 정보를 상기 에너지 월렛에서 생성된 개인키와 공개키를 이용하여 블록체인 네트워크로 전송하여 전력 거래를 수행하는 단계;를 포함하고,
    상기 전력 거래를 수행하는 단계는,
    전력 발전량 및 수요량 데이터를 분석하여 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출하는 것을 특징으로 하며,
    상기 전력 거래를 수행하는 단계는, 에너지 월렛에서 공개키와 개인키를 생성하여 저장하는 설정 과정이 완료되면, 스마트 미터를 이용하여 분산자원 발전원 및 수요부하에서 전력 발전량 및 수요량 데이터를 측정 및 저장하고, 분석하여 그 결과 잉여 전력량과 저장량 값을 바탕으로 전력 거래량을 산출하고,
    상기 생성하는 단계는,
    시드 생성 모듈(Seed Generating Module)에서 시드(seed)를 생성하는 단계, 키 생성 모듈(Key Generating)에서 상기 생성된 시드 값을 기준으로 공개키와 개인키를 생성하는 단계, 상기 생성된 시드와 개인키(Private Key)를 저장하는 보안 저장 장치에 저장하고, 상기 생성된 공개키는 일반 저장 장치에 저장하는 것을 특징으로 하며,
    상기 보안 저장 장치는
    콜드 월렛(Cold wallet) 디바이스에 내장된 하드웨어 보안 저장장치인 것을 특징으로 하는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 생성된 개인키에 타원 곡선 암호 알고리즘(Elliptic Curve Cryptography)을 적용하여 공개키를 생성하는 것을 특징으로 하는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법.
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서,
    서명 검증부가 전자 서명값과 상기 생성된 공개키를 전자 서명 검증 함수에 적용하여 다중 전자 서명 검증을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 월렛을 활용한 다중 전자서명 전력거래 방법.
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