KR20190076535A - 블록체인을 이용한 익명 투표 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR20190076535A
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Abstract

블록체인을 이용한 익명 투표 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인을 이용한 익명 투표 방법은, 사용자가 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송하는 단계; 및 상기 검증자가 상기 영지식 증명의 결과에 기초하여 상기 사용자의 트랜잭션을 검증하고, 상기 검증이 성공한 경우에 상기 투표의 결과를 집계하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

블록체인을 이용한 익명 투표 시스템 및 그 방법 {System and method for anonymous votes using block-chain}
본 발명은 블록체인(block-chain)을 이용한 익명 투표 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 블록체인을 이용한 투표 시스템에 영지식 증명(zero-knowledge proof)을 적용하여 익명성을 강화한 투표 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
블록체인(blockchain)이란 공공 거래 장부이며 가상 화폐로 거래할 때 발생할 수 있는 해킹을 막는 기술이다. 분산 데이터베이스의 한 형태로, 지속적으로 성장하는 데이터 기록 리스트로서 분산 노드의 운영자에 의한 임의 조작이 불가능하도록 고안되었다.
잘 알려진 블록체인의 응용사례는 암호화폐의 거래과정을 기록하는 탈중앙화된 전자장부로서 비트코인이 있다. 이 거래 기록은 의무적으로 암호화되고 블록체인 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터상에서 운영된다. 비트코인을 비롯한 대부분의 암호화폐들이 블록체인 기술 형태에 기반하고 있다.
이러한 볼록체인의 보안성과 투명성을 기반으로 블록체인을 투표 시스템에 적용하려는 시도가 있다. 하지만, 완전한 탈중앙화된 환경에서 이용되는 블록체인, 소위 말하는 퍼블릭 블록체인(Public Blockchain 혹은 Permissionless Blockchain)은 트랜적션이 모두 공개가 되기 때운에 투표에 이용할 경우 익명성이 문제가 될 수 있다.
그래서 프라이버시 보호틀 위하여 대체 식별을 위한 ID값을 사용한다. 이러한 과정에서 사용자는 자신의 ID 값을 알아야 하며, 투표에 사용된 ID 값은 트랜잭션에 공개가 되어 일회성을 보장한다. 하지만 TTP(Tmsted Third Party)가 없는 경우 실제 ID 값이 본인인지률 확인하는 것이 불가능하다는 단점이 있다. 또한, TTP가 개입하여 ID 값을 할당할 경우 TTP는 ID와 개인을 식별할 수 있다는 문제점이 있다.
이에 블록체인을 이용한 투표 시스템에서 TTP 없이 개인정보룔 드러내지 않고 투표룔 하면서 실제 본인인지를 증명할 수 있는 방법에 대한 필요성이 점차 커지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 블록체인을 이용한 익명 투표 시스템 및 그 방법을을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인을 이용한 익명 투표 방법은, 사용자가 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송하는 단계; 및 상기 검증자가 상기 영지식 증명의 결과에 기초하여 상기 사용자의 트랜잭션을 검증하고, 상기 검증이 성공한 경우에 상기 투표의 결과를 집계하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 사용자가 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송하는 단계는, 상기 사용자의 식별자를 이용하여 상기 투표의 결과를 암호화 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록체인을 이용한 익명 투표 시스템은, 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송하는 사용자; 및 상기 영지식 증명의 결과에 기초하여 상기 사용자의 트랜잭션을 검증하고, 상기 검증이 성공한 경우에 상기 투표의 결과를 집계하는 검증자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 사용자는, 상기 사용자의 식별자를 이용하여 상기 투표의 결과를 암호화 하는 것이다.
본 발명을 이용하면, TTP 없이 개인정보와 볼록체인상의 ID 값의 일치성을 증명할 수 있다. 이를 통해 블록체인의 탈중앙화 및 익명성을 확보할 수 있어서 블록체인을 기반으로 투표 시스템을 용이하게 구축할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인을 이용한 익명 투표 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 블록체인을 이용한 익명 투표 방법의 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인을 이용한 익명 투표 시스템의 구성도이다.
도 1을 참고하면 각 사용자가 좌측에 중앙에는 노드(node) 또는 마이너(miner)가 존재하고 우측에는 투표 결과(voting result)가 존재하며, 하단에는 TTP가 존재하는 것을 볼 수 있다.
종래에는 익명성을 확보하기 위해서 사용자의 개인 정보를 식별자로 전환하는 별도의 TTP가 존재하였는데, 본 발명에서는 이를 영지식 증명을 이용하여 TTP 없이도 익명성을 확보하고자 하는 방법이다.
여기서 영지식 증명이란 어떠한 비밀을 알고 있음을 증명하고자 하는 증명자(Prover)가 검증자(Verifier)에게 자신이 사실을 알고 있음을 증명함에 있어 비밀을 공개하지 않고 증명해내는 방법을 말한다.
이를 위해서 증명자는 정해진 집합 내에서 임의로 선정된 난수에 대한 증거를 계산하여 검증자에게 제시한다. 여기에서 증거는 정당한 증명자만이 알고 있는 비밀 정보를 알고 있다는 사실을 증명자에게 입증시키는 방법이다. 검증자는 증거를 이용하여 여러 개의 질문을 증명자에게 제시한다. 증명자는 검증자가 제시하는 모든 질문에 대답함으로써 정당한 클라이언트임을 확인시킨다. 이때 대답의 내용은 증명자의 비밀 정보를 유출할 수 있는 어떤 정보도 포함되지 않아야 한다.
종래의 블록체인 기반 투표 시스템에서 투표권자는 자신이 발생시킨 트랜적션에 개인 정보를 대신할 수 있는 별도의 식별자(ID 값)을 포함시켰다. 이를 위해서 TTP가 개인 정보에 1:1로 대응되는 식별자를 사용자인 투표권자에게 제공했다.
도 1을 참고하면 본 발명에서는 이를 개선하여 TTP에서 제공하는 식별자 대신 개인 정보(예를들어, 공인인증서, 주민등록번호 등)로부터 영지식 증명을 통해 출력된 증거를 포함시킨다. 검증자는 증거로부터 어떠한 개인정보도 추론할 수 없으며，투표권자 본인이 투표했다는 사실만을 검증할 수 있다.
투표에 대한 트랜잭션을 발생시키는 증명자는 영지식 증명을 통한 증거는 공개하되. 투표 내용에 대해서는 TTP로부터 받은 키로 암호화한다. 트랜젝션을 검증하는 과정에서 검증자는 영지식 증명을 통해 해당 사람이 투표를 수행했다는 사실 외에 투표 정보는 암호화되어 있기 때운에 어떠한 정보도 알 수 없다. 트랜잭션이 저장된 블록체인을 통해 TTP는 투표 집계는 가능하지만, 투표 정보가 누구로부터 왔는지의 매핑은 불가능하다.
이를 통해서 트랜잭션이 모두 공개되는 퍼블릭 블록체인에서 익명성을 확보할 수 있다. 즉 종래에는 단순히 개인 정보를 대신할 수 있는 ID 값을 트랜잭션에 포함시켜서 익명성을 보장하였다. 이를 위해서 TTP가 개인 정보를 ID 값에 매핑시켜야 할 필요가 있거나, TTP가 없을 경우 ID 값으로부터 개인이 맞는지의 여부를 판단할 수 없다는 단점이 있었다. 하지만 본 발명에서는 영지식 증명을 통해 TTP 없이도 개인 정보를 드러내지 않고 익명성을 보장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 블록체인을 이용한 익명 투표 방법의 순서도이다.
도 2를 참고하면 우선, 사용자는 개인 정보나 개인 정보를 대신할 식별자가 아닌 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송한다(S1100). 이 과정에서 사용자는 투표의 결과를 식별자를 이용하여 암호화 할 수 있다(S1200).
검증자는 영지식 증명의 결과에 기초하여 사용자의 투표가 정당한지 인증한다(S1300). 사용자의 투표가 정당한 경우에 한하여 투표 결과를 집계한다(S1400). 이를 통해 TTP 없이도 개인 정보를 드러내지 않고 익명성을 보장하면서 투표를 수행할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 사용자가 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송하는 단계; 및
    상기 검증자가 상기 영지식 증명의 결과에 기초하여 상기 사용자의 트랜잭션을 검증하고, 상기 검증이 성공한 경우에 상기 투표의 결과를 집계하는 단계를 포함하는,
    블록체인을 이용한 익명 투표 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자가 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송하는 단계는,
    상기 사용자의 식별자를 이용하여 상기 투표의 결과를 암호화 하는 단계를 포함하는,
    블록체인을 이용한 익명 투표 방법.
  3. 개인 정보를 이용한 영지식 증명의 결과와 투표의 결과를 검증자에게 전송하는 사용자; 및
    상기 영지식 증명의 결과에 기초하여 상기 사용자의 트랜잭션을 검증하고, 상기 검증이 성공한 경우에 상기 투표의 결과를 집계하는 검증자를 포함하는,
    블록체인을 이용한 익명 투표 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사용자는,
    상기 사용자의 식별자를 이용하여 상기 투표의 결과를 암호화 하는 것인,
    블록체인을 이용한 익명 투표 시스템.
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