KR20220089291A - 블록체인을 활용한 re100 에너지 거래 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따르면, 신재생 에너지의 생산에 따른 전력 생산 정보 및 판매 정보를 생성하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 상기 제1블록체인 노드; 전력 구매 정보를 생성하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 제2블록체인 노드; 및 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 상기 제1블록체인 노드 및 상기 제2블록체인 노드의 인증 절차를 수행하는 인증기관을 포함하며, 각각의 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드는 상기 전력 생산 정보 및 상기 판매 정보에 대한 제1블록체인 및 상기 전력 구매 정보에 대한 제2블록체인을 저장하고 있으며, 재생 에너지 거래 발생시 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템을 제공한다.

Description

블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템 및 방법{RE100 energy transaction system and method using blockchain}
본 발명의 일실시예는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템 및 방법 에 관한 것이다.
　RE100(Renewable Energy 100%)이란 태양광, 풍력 등 신재생에너지만을 이용하여 기업이 사용하는 전력량을 100% 충당하는 캠페인이다. 이미 해외에서는 RE100 캠페인을 시행 중이고, 구글과 애플은 신재생에너지 비중 100 % 달성에 성공했다. 이러한 흐름에 힘입어 국내에서도 진행을 시작하였고, 한국에너지공단과 한국전력공사는 '재생에너지 사용인정제도' 시범사업 계획을 공고하며 국내 기업이 참여할 수 있는 기반을 만들고 있다.
이러한 추세 속에 국내 수출제품에 대한 선진국 시장의 신재생에너지 사용 요구가 확대되고 있으며, 우리나라 수출 제조업체들이 신재생에너지를 사용했다는 것을 증명할 제도적 장치가 이제 도입되고 있다.
또한, 기존 신재생에너지 생산 및 소비 인증 제도를 대체할 수 있는 투명하고 공정한 전력 거래 시스템 구축을 위하여 기술적, 사업적, 제도적 기반 마련이 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 RE100 에너지 거래에 있어서, 신뢰성 및 보안성을 향상시킬 수 있는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
실시예에 따르면, 신재생 에너지의 생산에 따른 전력 생산 정보 및 판매 정보를 생성하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 상기 제1블록체인 노드; 전력 구매 정보를 생성하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 제2블록체인 노드; 및 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 상기 제1블록체인 노드 및 상기 제2블록체인 노드의 인증 절차를 수행하는 인증기관을 포함하며, 각각의 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드는 상기 전력 생산 정보 및 상기 판매 정보에 대한 제1블록체인 및 상기 전력 구매 정보에 대한 제2블록체인을 저장하고 있으며, 재생 에너지 거래 발생시 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템을 제공한다.
상기 인증기관은 인증된 노드에 자격 증명을 발송할 수 있다.
상기 인증기관으로부터 상기 자격 증명을 수신하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드를 관리하는 관리서버를 더 포함할 수 있다.
상기 관리서버는 상기 재생 에너지 거래 발생시 저장된 노드 정보를 이용하여 상기 재생 에너지 거래의 신뢰성을 검증할 수 있다.
상기 전력 생산 정보 및 상기 판매 정보는 발전사업자 소유자, 업종, 위치, 생산 에너지 종류, 생산 가용 총 용량, 현재 생산 판매 용량 및 단가, 생산시간, 생산 에너지 전력정보 및 계통연계정보를 포함할 수 있다.
상기 구매 정보는 소비기업 소유자, 업종, 업태, 제조품목, 위치, 구매 희망 재생 에너지 종류 및 용량, 구매 희망 단가, 구매 희망 시간 및 계기정보를 포함할 수 있다.
상기 제1블록체인 노드 및 상기 제2블록체인 노드는 상기 재생 에너지 거래 발생시 거래 정보를 생성하여 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신할 수 있다.
상기 거래 정보는 재생에너지 구매 종류, 구매량, 구매 계량기 및 사업장의 GPS 위치, 생산시간 및 구매시간을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 인증기관이 블록체인 네트워크에 참여하는 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드의 인증 절차를 수행하는 단계; 상기 제1블록체인 노드가 신재생 에너지의 생산에 따른 전력 생산 정보 및 판매 정보를 생성하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 단계; 제2블록체인 노드가 전력 구매 정보를 생성하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 단계; 및 상기 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드가 재생 에너지 거래 발생시 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 인증기관은 인증된 노드에 자격 증명을 발송할 수 있다.
관리 서버가 상기 인증기관으로부터 상기 자격 증명을 수신하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드를 관리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 관리서버는 상기 재생 에너지 거래 발생시 저장된 노드 정보를 이용하여 상기 재생 에너지 거래의 신뢰성을 검증하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 생산 정보 및 상기 판매 정보는 발전사업자 소유자, 업종, 위치, 생산 에너지 종류, 생산 가용 총 용량, 현재 생산 판매 용량 및 단가, 생산시간, 생산 에너지 전력정보 및 계통연계정보를 포함할 수 있다.
상기 구매 정보는 소비기업 소유자, 업종, 업태, 제조품목, 위치, 구매 희망 재생 에너지 종류 및 용량, 구매 희망 단가, 구매 희망 시간 및 계기정보를 포함할 수 있다.
상기 제1블록체인 노드 및 상기 제2블록체인 노드는 상기 재생 에너지 거래 발생시 거래 정보를 생성하여 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신할 수 있다.
상기 거래 정보는 재생에너지 구매 종류, 구매량, 구매 계량기 및 사업장의 GPS 위치, 생산시간 및 구매시간을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 전술한 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체를 제공한다.
본 발명인 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템 및 방법은 분산저장 방식을 채택하여 해킹 피해로부터 보다 안전하게 운영 가능하다
또한, 신재생에너지 발전사업자와 RE100 소비기업 간에 스마트 컨트랙트 기반 계약이 체결되어 상호 조작 및 부정행위의 가능성을 차단할 수 있다.
또한, 신재생에너지 생산/판매 정보 및 RE100 구매 정보는 15분 단위, 거래 결과는 매초 단위로 블록에 안전하게 분산 저장하여 참여 당사자 및 제3자에 의한 조작이 불가능하다.
또한, 스마트 컨트랙트 기술을 활용하여 에너지 거래 여부를 객관적으로 입증 가능하며, 사후 조작이 불가능하기에 제3자로부터 신뢰성 있는 시스템으로 인정이 가능하다.
또한, 재생에너지 생산 및 소비 당사자 간 거래의 공정성 및 보안성을 향상시킬 수 있다.
도1은 실시예에 따른 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템의 개념도이다.
도2는 실시예에 따른 제1블록 체인의 개념도이다.
도3은 실시예에 따른 제2블록 체인의 개념도이다.
도4는 실시예에 따른 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 실시예에 따른 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템의 개념도이다.
실시예에서, RE100이란 에너지 생산 또는 수요 기업이 생산에 필요한 전력의 100%를 재생 에너지로 사용하겠다는 글로벌 신재생에너지 캠페인을 의미할 수 있다.
실시예에서, 노드는 블록체인에 참여하는 컴퓨터 단말로서 스스로 PoW(Proof of Work)를 연산하거나 블록을 검증하는 기능을 하는 시스템을 의미할 수 있다.
실시예에서, 스마트 컨트랙트(Smart Contract)는 분산원장 기술에서 거래의 일정 조건을 만족시키면 당사자 간에 자동으로 거래가 체결되는 기술로 거래 조건과 내용을 등록하면 그에 해당되는 법률 및 절차 등이 자동으로 적용되어 거래 당사자에게 결과를 전송하는 과정을 의미할 수 있다.
도1을 참조하면, 실시예에 따른 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템(10)은 제1블록체인 노드(11), 제2블록체인 노드(12), 인증기관(13) 및 관리서버(14)를 포함할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 신재생 에너지의 생산에 따른 전력 생산 정보 및 판매 정보를 생성하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 전력 생산 정보 및 판매 정보를 블록체인 네트워크에 참여한 모든 노드와 공유하며, 블록체인 네트워크를 통하여 합의된 블록으로 구성되는 제1블록체인에 저장할 수 있다.
실시예에서, 제1블록체인은 데이터를 저장하는 일종의 방식으로 논리적인 의미를 가지며, 이전 접근권한 정보를 그 이전 접근권한 정보의 해시 값을 모아 해시한 값과, 새로운 접근권한을 주기위한 정보를 다시 해시하는 것을 의미할 수 있다. 이 경우 저장하려는 내용의 위변조를 막기 위한 해시를 만들고, 그것과 같이 저장되면　제1블록체인이 생성 되었음을 의미할 수 있다.
실시예에서, RE100 에너지 거래에 참여를 희망하는 발전사업자의 서버 또는 시스템이　제1블록체인을 생성하는 제1블록체인 노드(11)가 되며, 각각의 노드에는 블록체인 네트워크에 접근 권한이 인증된 자격 증명이 부여되어 있어야 한다.
제1블록체인에는 블록체인 네트워크에 접근을 요청한 노드에 대해 사전 공유 및 접근 합의된 자격 증명의 정보와 대조하여 접근 권한(가상화폐가 아닌 정의된 숫자 또는 문자)이 해당 노드에 있다고 가정하고,　블록체인의 저장 알고리즘을 통해 접근 권한이 저장될 수 있다.
블록　검증의 과정은 접근권한 승인의 최종 단계로 특정 노드에서 생성된 접근권한이 부여된　블록체인의 내용을 다른 노드에서 위변조 사실이 없고, 그 접근 권한을 부여해도 되는 장치에 대해서 저장했는지를 검증하는 과정을 의미할 수 있다.
제1블록체인은 거래(transaction), 검증(proof of work) 및 보상(incentive)의 일련의 과정을 수행하는데 특징을 가지며, 이 과정에서 생긴 연속된　블록을 일컬어　블록체인으로 지칭할 수 있다. 블록체인은 블록이 서로 연결된 것처럼, 이전　블록과 연관되어 저장될 수 있다.
각 제1블록체인 노드(11)는 주기적으로 자신의 전력 생산 정보 및 판매 정보를 제1블록체인에 등록할 수 있다. 실시예에서, 전력 생산 정보 및 판매 정보는 발전사업자 소유자, 업종, 위치, 생산 에너지 종류, 생산 가용 총 용량, 현재 생산 판매 용량 및 단가, 생산시간, 생산 에너지 전력정보 및 계통연계정보를 포함할 수 있다.
도2는 실시예에 따른 제1블록 체인의 개념도이다. 도2를 참조하면, 제1블록 체인은 헤더(Header)와 바디(Body)로 구분될 수 있다. 헤더는 이전 블록의 해쉬값, 블록 생성 시간, 난이도, 전력 생산 정보 및 판매 정보에 대한 해시함수의 결과값, nonce정보를 포함할 수 있다. 바디에는 전력 생산 정보 및 판매 정보가 저장될 수 있다.
또한, 제1블록체인 노드(11)는 주기적으로 각 제1블록체인 노드(11)의 전력 생산 정보 및 판매 정보를 등록받아 제1블록체인을 갱신할 수 있다.
또한, 제1블록체인 노드(11)는 주기적으로 각 제2블록체인 노드(12)의 구매 정보를 등록받아 제2블록체인을 갱신할 수 있다.
또한, 제1블록체인 노드(11)는 등록한 정보를 이용하여 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신하고 이를 연계되어 있는 모든 노드에게 제공할 수 있다. 제1블록체인 노드(11)는 제1블록체인 또는 제2블록체인이 갱신될 경우, 갱신된 블록체인을 실시간으로 다른 노드에게 제공할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 제1블록체인을 이용하여 전력 생산 정보 및 판매 정보의 무결성을 보장할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 다른 노드에 전력 생산 정보 및 판매 정보를 전송하고 블록체인 네트워크를 통하여 제1블록체인에 저장할 수 있다. 이를 통하여, 전력 생산 정보 및 판매 정보가 블록체인 네트워크에 참여하는 모든 노드에 동기화될 수 있다. 동기화된 내역은 모든 노드가 검증하고 이상이 없을 경우 합의하여 블록을 완성할 수 있다. 이 때, 제1블록체인을 생성하기 위하여 참여하는 노드는 블록체인 네트워크내의 모든 노드를 의미할 수 있다. 이러한, 절차를 통하여 블록체인 네트워크 상에서 노드 간의 데이터를 공유하여 거래 기록이 투명하게 공개됨으로써 전력 생산 정보 및 판매 정보의 무결성을 보장할 수 있다.
예를 들면,　제1블록체인 노드(11)는 다른 노드로부터 수신한 전력 생산 정보 및 판매 정보를 이용하여　블록을 생성할 수 있다.　제1블록체인 노드(11)는 특정 시점에서의 전력 생산 정보 및 판매 정보를 하나의　블록　데이터로 취합하여 블록을 생성할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 사전에 설정된 PoW 에 따라 블록을 생성할 수 있다. 즉,　제1블록체인 노드(11)는 그룹내 노드의 전력 생산 정보 "I 판매 정보를 수집한 후 이에 PoW 를 적용하고, PoW 가 해결된 경우 블록을 생성할 수 있다. 블록　생성 시기는 PoW 의 난이도에 따라 독립적이며,　블록에 따라 상이할 수 있다. 즉, PoW 의 난이도가 높은 경우 블록을 생성하는 시간이 지연될 수 있으며 이러한 경우에는 다른 노드에서 블록을 먼저 생성하는 경우가 발생할 수 있다. 또는, PoW 의 난이도가 낮은 경우에는 그룹내 노드 중 블록을 가장 먼저 생성할 수 있으며, 생성된 블록을 다른 노드로 전달할 수 있게 된다.
제1블록체인 노드(11)는 블록을 생성하는 중 다른 노드로부터 블록을 수신하면 블록　생성을 중단하고, 다른 노드에 대한 검증 결과를 기다린다.　제1블록체인 노드(11)는 다른 노드의 블록이 검증된 경우에는 생성 중이던 블록을 폐기하고, 검증된 다른 노드의　블록을 이용하여 제1블록체인을 생성할 수 있다.
또한, 제1블록체인 노드(11)는 그룹내 다른 노드에서 생성한 블록을 검증할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 그룹내 다른 노드의 전력 생산 정보 및 판매 정보와, 그룹내 다른 노드에서 생성한 블록을 비교하여 비교 결과를 생성할 수 있다. 이 때,　제1블록체인 노드(11)는 그룹내 다른 노드의 전력 생산 정보 및 판매 정보와, 그룹내 다른 노드에서 생성한 블록을 비교하여 각 전력 생산 정보 및 판매 정보와 블록에 포함된 전력 생산 정보 및 판매 정보의 일치 여부에 따라 비교 결과를 생성할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 비교 결과를 다른 노드에 전송하고, 그룹내 노드의 비교 결과를 취합하여 블록을 검증할 수 있다. 즉,　제1블록체인 노드(11)는 그룹내 노드의 비교 결과가 일치하다고 결론 내려진 개수를 파악하고, 그 개수가 그룹내 노드의 적어도 50%를 초과하는지 여부를 판단하여 블록을 검증할 수 있다.
제1블록체인 노드(11)는 검증된 블록을 이전 제1블록체인에 연계하여 제1블록체인을 갱신할 수 있다. 이 때,　제1블록체인 노드(11)는 블록을 생성 시점에 따라 순차적으로 취합하여 제1블록체인을 생성할 수 있다.
또한, 제1블록체인 노드(11)는 제1블록체인에서 일정 시간이 경과한　블록을 삭제할 수 있다.　이를 통하여 시스템상에서 저장용량을 확보할 수 있다.
또한, 제1블록체인 노드(11)는 제2블록체인을 이용하여 구매 정보의 무결성을 보장할 수 있다. 구매 정보의 무결성 검증 과정은 아래에서 설명하기로 한다.
제2블록체인 노드(12)는 전력 구매 정보를 생성하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유할 수 있다.
제2블록체인 노드(12)는 구매 정보를 블록체인 네트워크에 참여한 모든 노드와 공유하며, 블록체인 네트워크를 통하여 합의된 블록으로 구성되는 제2블록체인에 저장할 수 있다.
실시예에서, 제2블록체인은 데이터를 저장하는 일종의 방식으로 논리적인 의미를 가지며, 이전 접근권한 정보를 그 이전 접근권한 정보의 해시 값을 모아 해시한 값과, 새로운 접근권한을 주기위한 정보를 다시 해시하는 것을 의미할 수 있다. 이 경우 저장하려는 내용의 위변조를 막기 위한 해시를 만들고, 그것과 같이 저장되면　제2블록체인이 생성 되었음을 의미할 수 있다.
실시예에서, RE100 에너지 거래에 참여를 희망하는 소비 기업의 서버 또는 시스템이　제2블록체인을 생성하는 제2블록체인 노드(12)가 되며, 각각의 노드에는 블록체인 네트워크에 접근 권한이 인증된 자격 증명이 부여되어 있어야 한다.
제2블록체인에는 블록체인 네트워크에 접근을 요청한 노드에 대해 사전 공유 및 접근 합의된 자격 증명의 정보와 대조하여 접근 권한(가상화폐가 아닌 정의된 숫자 또는 문자)이 해당 노드에 있다고 가정하고,　블록체인의 저장 알고리즘을 통해 접근 권한이 저장될 수 있다.
블록　검증의 과정은 접근권한 승인의 최종 단계로 특정 노드에서 생성된 접근권한이 부여된　블록체인의 내용을 다른 노드에서 위변조 사실이 없고, 그 접근 권한을 부여해도 되는 장치에 대해서 저장했는지를 검증하는 과정을 의미할 수 있다.
제2블록체인은 거래(transaction), 검증(proof of work) 및 보상(incentive)의 일련의 과정을 수행하는데 특징을 가지며, 이 과정에서 생긴 연속된　블록을 일컬어　블록체인으로 지칭할 수 있다. 블록체인은 블록이 서로 연결된 것처럼, 이전　블록과 연관되어 저장될 수 있다.
각 제2블록체인 노드(12)는 주기적으로 자신의 구매 정보를 제2블록체인에 등록할 수 있다. 실시예에서, 구매 정보는 소비기업 소유자, 업종, 업태, 제조품목, 위치, 구매 희망 재생 에너지 종류 및 용량, 구매 희망 단가, 구매 희망 시간 및 계기정보를 포함할 수 있다.
도3은 실시예에 따른 제2블록 체인의 개념도이다. 도3을 참조하면, 제2블록 체인은 헤더(Header)와 바디(Body)로 구분될 수 있다. 헤더는 이전 블록의 해쉬값, 블록 생성 시간, 난이도, 구매 정보에 대한 해시함수의 결과값, nonce정보를 포함할 수 있다. 바디에는 구매 정보가 저장될 수 있다.
또한, 제2블록체인 노드(12)는 주기적으로 각 제2블록체인 노드(12)의 구매 정보를 등록받아 제2블록체인을 갱신할 수 있다.
또한, 제2블록체인 노드(12)는 주기적으로 각 제1블록체인 노드(11)의 전력 생산 정보 및 판매 정보를 등록받아 제1블록체인을 갱신할 수 있다.
또한, 제2블록체인 노드(12)는 등록한 정보를 이용하여 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신하고 이를 연계되어 있는 모든 노드에게 제공할 수 있다. 제2블록체인 노드(12)는 제1블록체인 또는 제2블록체인이 갱신될 경우, 갱신된 블록체인을 실시간으로 다른 노드에게 제공할 수 있다.
제2블록체인 노드(12)는 제2블록체인을 이용하여 구매 정보의 무결성을 보장할 수 있다.
제2블록체인 노드(12)는 다른 노드에 구매 정보를 전송하고 블록체인 네트워크를 통하여 제2블록체인에 저장할 수 있다. 이를 통하여, 구매 정보가 블록체인 네트워크에 참여하는 모든 노드에 동기화될 수 있다. 동기화된 내역은 모든 노드가 검증하고 이상이 없을 경우 합의하여 블록을 완성할 수 있다. 이 때, 제2블록체인을 생성하기 위하여 참여하는 노드는 블록체인 네트워크내의 모든 노드를 의미할 수 있다. 이러한, 절차를 통하여 블록체인 네트워크 상에서 노드 간의 데이터를 공유하여 거래 기록이 투명하게 공개됨으로써 구매 정보의 무결성을 보장할 수 있다.
예를 들면,　제2블록체인 노드(12)는 다른 노드로부터 수신한 구매 정보를 이용하여　블록을 생성할 수 있다.　제2블록체인 노드(12)는 특정 시점에서의 구매 정보를 하나의　블록　데이터로 취합하여 블록을 생성할 수 있다.
제2블록체인 노드(12)는 사전에 설정된 PoW 에 따라 블록을 생성할 수 있다. 즉,　제2블록체인 노드(12)는 그룹내 노드의 구매 정보를 수집한 후 이에 PoW 를 적용하고, PoW 가 해결된 경우 블록을 생성할 수 있다. 블록　생성 시기는 PoW 의 난이도에 따라 독립적이며,　블록에 따라 상이할 수 있다. 즉, PoW 의 난이도가 높은 경우 블록을 생성하는 시간이 지연될 수 있으며 이러한 경우에는 다른 노드에서 블록을 먼저 생성하는 경우가 발생할 수 있다. 또는, PoW 의 난이도가 낮은 경우에는 그룹내 노드 중 블록을 가장 먼저 생성할 수 있으며, 생성된 블록을 다른 노드로 전달할 수 있게 된다.
제2블록체인 노드(12)는 블록을 생성하는 중 다른 노드로부터 블록을 수신하면 블록　생성을 중단하고, 다른 노드에 대한 검증 결과를 기다린다.　제2블록체인 노드(12)는 다른 노드의 블록이 검증된 경우에는 생성 중이던 블록을 폐기하고, 검증된 다른 노드의　블록을 이용하여 제2블록체인을 생성할 수 있다.
또한, 제2블록체인 노드(12)는 그룹내 다른 노드에서 생성한 블록을 검증할 수 있다.
제2블록체인 노드(12)는 그룹내 다른 노드의 구매 정보와, 그룹내 다른 노드에서 생성한 블록을 비교하여 비교 결과를 생성할 수 있다. 이 때,　제2블록체인 노드(12)는 그룹내 다른 노드의 구매 정보와, 그룹내 다른 노드에서 생성한 블록을 비교하여 각 전력 생산 정보 및 판매 정보와 블록에 포함된 전력 생산 정보 및 판매 정보의 일치 여부에 따라 비교 결과를 생성할 수 있다.
제2블록체인 노드(12)는 비교 결과를 다른 노드에 전송하고, 그룹내 노드의 비교 결과를 취합하여 블록을 검증할 수 있다. 즉,　제2블록체인 노드(12)는 그룹내 노드의 비교 결과가 일치하다고 결론 내려진 개수를 파악하고, 그 개수가 그룹내 노드의 적어도 50%를 초과하는지 여부를 판단하여 블록을 검증할 수 있다.
제2블록체인 노드(12)는 검증된 블록을 이전 제2블록체인에 연계하여 제2블록체인을 갱신할 수 있다. 이 때,　제2블록체인 노드(12)는 블록을 생성 시점에 따라 순차적으로 취합하여 제2블록체인을 생성할 수 있다.
또한, 제2블록체인 노드(12)는 제2블록체인에서 일정 시간이 경과한　블록을 삭제할 수 있다.　이를 통하여 시스템상에서 저장용량을 확보할 수 있다.
또한, 제2블록체인 노드(12)는 제1블록체인을 이용하여 전력 생산 정보 및 판매 정보의 무결성을 보장할 수 있다. 전력 생산 정보 및 판매 정보의 무결성 검증 과정은 제1블록체인 노드(11)의 전력 생산 정보 및 판매 정보의 무결성 검증 과정과 동일하며 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 각각의 제1블록체인 노드(11) 및 제2블록체인 노드(12)는 전력 생산 정보 및 판매 정보에 대한 제1블록체인 및 전력 구매 정보에 대한 제2블록체인을 저장하고 있으며, 재생 에너지 거래 발생시 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신할 수 있다.
제1블록체인 노드(11) 및 제2블록체인 노드(12)는 재생 에너지 거래 발생시 거래 정보를 생성하여 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신할 수 있다. 실시예에서, 거래 정보는 재생에너지 구매 종류, 구매량, 구매 계량기 및 사업장의 GPS 위치, 생산시간 및 구매시간을 포함할 수 있다.
제1블록체인 노드(11) 및 제2블록체인 노드(12)는 제1블록체인 노드(11)와 제2블록체인 노드(12)간의 거래 정보를 수신하여 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신할 수 있다. 제1블록체인 노드(11)와 제2블록체인 노드(12)는 재생 에너지 거래 발생시 거래 정보를 제1블록체인 및 제2블록체인에 등록할 수 있으며, 제1블록체인 노드(11)는 등록된 거래 정보를 이용하여 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신할 수 있다. 제1블록체인 노드(11)는 재생 에너지 거래가 이루어진 경우 또는 거래가 이루어지지 않은 경우라 하더라도 해당되는 거래 정보를 수신하여 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신할 수 있다.
인증 기관(13)은 블록체인 네트워크에 참여하는 제1블록체인 노드(11) 및 제2블록체인 노드(12)의 인증 절차를 수행할 수 있다.
실시예에서, 인증 기관(13)은 노드 및 거래 사실을 공정하게 관리, 보증할 수 있는 공신력을 가지며, 인증 시스템을 안전하게 구축, 관리할 수 있는 기관을 의미할 수 있다. 인증 절차 과정에서, 제1블록체인 노드(11) 및 제2블록체인 노드(12)는 전자서명 키 쌍을 생성하고, 인증 기관(13)으로부터 전자서명 검증 키를 위탁받아 인증서 형태로 생성할 수 있다. 생성된 인증서는 전자서명 키 소유자에 대한 정보를 포함할 수 있다.
인증 기관(13)은 인증 체계 상의 정보 이용자들에 의한 전자서명 검증 키를 제공하며, 여러가지 공인인증 서비스 요청이 있을 때 이를 신뢰할 수 있는 방법에 따라 제공할 수 있다.
인증 기관(13)은 인증된 노드에 자격 증명을 발송할 수 있다.
재생 에너지 발전사업자 및 RE100 소비 기업은 계량장치를 포함하여 인증 기관(13)으로부터 정당한 자격의 기기인지 여부에 대하여, 사전에 인증을 획득하여 RE100 에너지 거래의 블록체인 네트워크에 참여할 노드로써 자격을 사전에 획득하여야 한다. RE100 에너지 거래 참여자가 정상 자격을 획득하였다면 RE100 에너지 거래 및 추적 시스템은 스마트 컨트랙트 기능을 활용하여 참여자에게 자격 증명을 발송하여 거래 참여 자격 여부와 관련된 객관적 증빙을 확보할 수 있다.
관리 서버(14)는 인증 기관(13)으로부터 자격 증명을 수신하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드를 관리할 수 있다. 실시예에서, 관리 서버(14)는 제3의 중립기관으로, 예를 들면 한국전력거래소를 의미할 수 있다.
또한, 관리 서버(14)는 재생 에너지 거래 발생시 저장된 노드 정보를 이용하여 재생 에너지 거래의 신뢰성을 검증할 수 있다.
인증 기관(13)으로부터 공인 인증된 노드(생산자, 소비자)들의 기본 정보(소유자, 사업장GPS위치, 업종, 업태, 계기정보 등)들은 최초 관리 서버(14)에 데이터베이스로 저장되어 관리된다. 이는 노드들의 블록체인 생성, 재생에너지 거래 발생 등 필요 시, 관리 서버(14)에 접속하여 노드의 정보를 비교하여 정보의 신뢰성을 검증할 수 있다. 이 때, 노드들의 기본 정보가 변경될 때마다 인증 기관(13)으로부터 공인 인증 및 관리 서버(14)의 데이터베이스가 갱신되어야 한다. 이러한 기본 정보를 데이터 베이스화하여 필요 시에만 비교하여 검증함으로써 블록체인의 용량, 처리 시간 및 속도 등을 줄일 수 있다.
도4는 실시예에 따른 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법의 순서도이다.
도4를 참조하면, 먼저 인증기관은 블록체인 네트워크에 참여하는 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드의 인증 절차를 수행한다. 인증기관은 RE100 에너지 거래에 참여를 희망하는 발전 사업자인 제1블록체인 노드와 RE100 소비 기업인 제2블록체인 노드의 인증을 수행한다. 인증기관은 인증된 노드에 자격 증명을 발송한다(S401).
다음으로, 인증된 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드의 정보는 관리 서버에 저장될 수 있다. 관리 서버는 재생 에너지 거래가 이루어질 때 마다 저장된 정보와 비교하여 거래 정보의 신뢰성을 검증한다(S402).
다음으로, 제1블록체인 노드는 신재생 에너지의 생산에 따른 전력 생산 정보 및 판매 정보를 포함하는 제1블록체인을 생성하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유한다(S403).
한편, 제2블록체인 노드는 전력 구매 정보를 포함하는 제1블록체인을 생성하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유한다(S404).
다음으로, 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드는 재생 에너지 거래 발생시 제1블록체인 및 제2블록체인을 갱신한다(S405).
실시예에 따른 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템에서, RE100 에너지 거래 및 추적은 크게 생산/판매, 구매/소비, 거래 체결의 3단계로 구분하고, RE100 에너지 거래에 참여하고자 하는 생산자 및 소비자(노드)는 신뢰성을 보장할 수 있는 제3의 방법을 통해 기기인증을 획득하여 인가된 노드만 신재생에너지 발전사업자 및 소비자로써 블록체인 노드로써 동작할 수 있다.
먼저, 생산/판매 단계에서, 신재생에너지 발전사업자가 RE100 에너지 거래 및 추적 시스템에 각종 항목을 입력시 스마트 컨트랙트(SmartContract) 기능을 적용하여 시스템에서 사전 정의된 거래 입력 조건(발전사업자 정보, 재생에너지 종류, 생산 에너지량, 단가, 위치 등)을 발전사업자가 입력 시 자동으로 거래 접수증이 발전사업자에게 발급되고, 이 접수증은 공신력을 갖게 되어 정상적으로 거래 접수를 완료했는지 여부에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 입력한 생산/판매 정보가 사후 조작되지 않도록 검증된 블록을 기존 블록체인에 추가하고 이를 참여하고 있는 수많은 노드에게 분산 관리하여 다수 노드들 중 일부가 해킹 또는 위변조 되더라도 나머지 노드가 원본을 보관하고 있어 생산/판매 정보 조작은 불가하도록 구성하였다.
구매/소비 단계에서는, RE100 소비기업이 RE100 에너지 거래 및 추적 시스템에 각종 항목을 입력 시 스마트 컨트랙트 기능을 적용하여 거래 시스템에서 사전 정의된 거래 입력 조건(소비기업 정보, 구매 희망 재생에너지 종류, 구매 에너지량, 단가, 위치 등)을 입력 시 자동으로 거래 접수증이 RE100 소비기업에게 발급되고, 이 접수증은 공신력을 갖게 되어 정상적으로 거래 접수를 완료했는지 여부에 대한 공신력을 확보할 수 있다.
또한, 입력한 구매 희망 정보가 사후 조작되지 않도록 검증된 블록을 기존 블록체인에 추가하고 이를 참여하고 있는 수많은 노드에게 분산 관리하여 다수 노드들 중 일부가 해킹 또는 위변도 되더라도 나머지 노드가 원본을 보관하고 있기에 구매 희망 정보 조작은 불가하도록 구성하였다.
마지막으로, 거래체결 단계에서 발전사업자와 소비기업 참여자간에 스마트 컨트랙트 방식을 통해 생산/판매 정보 조건과 구매 희망 정보 조건이 부합되면 자동으로 RE100 에너지 거래가 체결되고 그 결과를 당사자들에게 통보되도록 하였다. 이는 블록체인 노드들의 분산원장에 분산 기록하여 외부로부터의 해킹 발생 시에도 위변조를 방지할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 `매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는　기록매체　내지 저장매체도 들 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템
11: 제1블록체인 노드
12: 제2블록체인 노드
13: 인증기관
14: 관리서버

Claims (17)

  1. 신재생 에너지의 생산에 따른 전력 생산 정보 및 판매 정보를 생성하여 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 상기 제1블록체인 노드;
    전력 구매 정보를 생성하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 제2블록체인 노드; 및
    상기 블록체인 네트워크에 참여하는 상기 제1블록체인 노드 및 상기 제2블록체인 노드의 인증 절차를 수행하는 인증기관을 포함하며,
    각각의 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드는 상기 전력 생산 정보 및 상기 판매 정보에 대한 제1블록체인 및 상기 전력 구매 정보에 대한 제2블록체인을 저장하고 있으며, 재생 에너지 거래 발생시 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인증기관은 인증된 노드에 자격 증명을 발송하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인증기관으로부터 상기 자격 증명을 수신하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드를 관리하는 관리서버를 더포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관리서버는 상기 재생 에너지 거래 발생시 저장된 노드 정보를 이용하여 상기 재생 에너지 거래의 신뢰성을 검증하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 생산 정보 및 상기 판매 정보는 발전사업자 소유자, 업종, 위치, 생산 에너지 종류, 생산 가용 총 용량, 현재 생산 판매 용량 및 단가, 생산시간, 생산 에너지 전력정보 및 계통연계정보를 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구매 정보는 소비기업 소유자, 업종, 업태, 제조품목, 위치, 구매 희망 재생 에너지 종류 및 용량, 구매 희망 단가, 구매 희망 시간 및 계기정보를 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1블록체인 노드 및 상기 제2블록체인 노드는 상기 재생 에너지 거래 발생시 거래 정보를 생성하여 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 거래 정보는 재생에너지 구매 종류, 구매량, 구매 계량기 및 사업장의 GPS 위치, 생산시간 및 구매시간을 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 시스템.
  9. 인증기관이 블록체인 네트워크에 참여하는 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드의 인증 절차를 수행하는 단계;
    상기 제1블록체인 노드가 신재생 에너지의 생산에 따른 전력 생산 정보 및 판매 정보를 생성하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 단계;
    제2블록체인 노드가 전력 구매 정보를 생성하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드와 공유하는 단계; 및
    상기 제1블록체인 노드 및 제2블록체인 노드가 재생 에너지 거래 발생시 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신하는 단계를 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인증기관은 인증된 노드에 자격 증명을 발송하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    관리 서버가 상기 인증기관으로부터 상기 자격 증명을 수신하여 상기 블록체인 네트워크에 참여하는 노드를 관리하는 단계를 더 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 관리서버는 상기 재생 에너지 거래 발생시 저장된 노드 정보를 이용하여 상기 재생 에너지 거래의 신뢰성을 검증하는 단계를 더 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 전력 생산 정보 및 상기 판매 정보는 발전사업자 소유자, 업종, 위치, 생산 에너지 종류, 생산 가용 총 용량, 현재 생산 판매 용량 및 단가, 생산시간, 생산 에너지 전력정보 및 계통연계정보를 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 구매 정보는 소비기업 소유자, 업종, 업태, 제조품목, 위치, 구매 희망 재생 에너지 종류 및 용량, 구매 희망 단가, 구매 희망 시간 및 계기정보를 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제1블록체인 노드 및 상기 제2블록체인 노드는 상기 재생 에너지 거래 발생시 거래 정보를 생성하여 상기 제1블록체인 및 상기 제2블록체인을 갱신하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 거래 정보는 재생에너지 구매 종류, 구매량, 구매 계량기 및 사업장의 GPS 위치, 생산시간 및 구매시간을 포함하는 블록체인을 활용한 RE100 에너지 거래 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체.
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