KR20230114367A - 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법 및 시스템 - Google Patents

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KR20230114367A
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Abstract

본 발명은 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법 및 시스템을 개시한다. 본 발명에 따르면, 작업자 단말기가 공사현장에서 수집된 품질관리 활동의 결과에 해당하는 품질관리 정보 생성을 요청하는 경우, 작업자 권한 검증, 외부플랫폼과 연계한 품질 적합성 검증, 최신 블록 생성 및 위변조 방지 여부를 판단하는 블록체인 서버; 및 품질 적합성 검증이 완료된 품질관리 정보의 원본 데이터를 저장하는 오프체인 데이터베이스를 포함하되, 상기 품질관리 정보는 상기 공사현장에서 단일 시간 또는 미리 설정된 시간 간격으로 수집되는 사진, 동영상, 센서 데이터, BIM, 문서기록을 포함하며, 상기 블록체인 서버는 증강현실 기반 이미지 매칭, 촬영위치/시간, 작업 간 조건에 따른 작업 절차 준수 여부 및 센서 데이터에 따른 품질관리 규정 충족 여부에 따라 품질 적합성 검증이 완료되는 경우, 상기 원본 데이터를 상기 오프체인 데이터베이스에 저장하고, 블록체인 서버 내부의 블록체인 DB에 상기 품질관리 정보의 해시 및 url을 저장하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템이 제공된다.

Description

블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법 및 시스템{Blockchain-based construction quality management method and system}
본 발명은 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
건축물의 시공 불량은 물리적 결함으로 인한 시설물 붕괴 등 사고 발생, 하자보수 및 재작업, 하자발생 및 처리 지연으로 인한 정신적-물질적 피해 등 사회적 문제를 발생시키므로 시공과정에서 철저한 품질관리가 필요하다.
연간 40만 개 이상의 현장에 대한 점검은 정부기관 주도하에 수직 구조적 방식의 문서 기반의 열람을 통한 사후 점검이고, 이 또한 인적, 행정력 한계가 있어 전체 현장의 1/3만 이루어지고 있다. 이는 시공자의 자발적인 품질관리가 이루어지지 않는 원인으로 작용한다.
문서 기반의 시공과정 기록 및 품질평가는 문서화 과정에서의 인적요인에 의한 정보의 부정확 또는 손실이 발생하고, 품질정보 관리기능도 부족하여 이력관리 및 증거자료 수집이 미흡하다.
한편, 블록체인 기술의 ‘스마트 컨트랙트’를 건설분야(하도급 기성, 자재 납품과 공급, 부동산 거래 등)에 적용하여 거래의 투명성, 안정성, 보안성을 확보하려는 시도가 있다.
그러나 기존의 건설분야에서 블록체인을 활용한 기술은 계약 업무에서 금전거래 과정의 투명성 확보와 데이터 공유 및 추적 관리가 대부분이고, 품질과 관련된 분야에 적용한 기술은 없는 실정이다.
건설산업은 명확한 위계의 주체들이 참여하므로 공유/비공유 대상 정보의 구분이 명확하여 네트워크 참여자의 식별 및 참여 주체 간 정보 접근의 위계가 요구된다.
그러나 기존 블록체인을 사용한 기술은 네트워크 참여자 간 정보의 분산저장을 통한 위변조 방지에 초점이 있고, 정보 열람 주체의 권한에 관한 고려는 미흡한 문제점이 있다.
또한, 기존 블록체인 기술에서 작업자 레벨에서 품질관리 정보를 입력한 경우, 블록을 생성하기에 앞서 품질 적합성을 판단하기 위한 방안이 제공되지 않고 있는 실정이다.
KR 공개특허공보 10-2020-0061166
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 수동적인 품질관리 방식을 각 주체의 자발적 품질관리로 전환할 수 있는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법 및 시스템을 제안하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템으로서, 작업자 단말기가 공사현장에서 수집된 품질관리 활동의 결과에 해당하는 품질관리 정보 생성을 요청하는 경우, 작업자 권한 검증, 외부플랫폼과 연계한 품질 적합성 검증, 최신 블록 생성 및 위변조 방지 여부를 판단하는 블록체인 서버 및 품질 적합성 검증이 완료된 품질관리 정보의 원본 데이터를 저장하는 오프체인 데이터베이스를 포함하되, 상기 품질관리 정보는 상기 공사현장에서 단일 시간 또는 미리 설정된 시간 간격으로 수집되는 사진, 동영상, 센서 데이터, BIM, 문서기록을 포함하며, 상기 블록체인 서버는 증강현실 기반 이미지 매칭, 촬영위치/시간, 작업 간 조건에 따른 작업 절차 준수 여부 및 센서 데이터에 따른 품질관리 규정 충족 여부에 따라 품질 적합성 검증이 완료되는 경우, 상기 원본 데이터를 상기 오프체인 데이터베이스에 저장하고, 블록체인 서버 내부의 블록체인 DB에 상기 품질관리 정보의 해시 및 url을 저장하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템이 제공된다.
상기 블록체인 서버는, 상기 작업자 권한 검증을 수행하고, 체인코드를 시뮬레이션하여 보증 허가된 정보 생성 요청을 반환하는 엔도싱 피어(Endorsing Peer); 및 상기 시뮬레이션에 따른 트랜잭션 실행 결과값 및 디지털 인증서와 자신이 속한 채널에서 발생한 모든 트랜잭션을 수신하여 최신 블록을 생성하는 오더러(Orderer)를 포함할 수 있다.
상기 작업자 단말기에서 설행되는 분산 어플리케이션은 상기 엔도싱 피어에 설치된 체인코드의 업데이트 함수 호출을 요청하고, 상기 엔도싱 피어는 상기 체인코드의 업데이트 함수를 호출하여 체인코드에 들어가는 트랜잭션의 입력값을 바탕으로 체인코드를 시뮬레이션하고 보증 정책에 따른 보증 조건을 확인하며 상기 시뮬레이션에 따른 트랜잭션 실행 결과값이 정상적이고 상기 보증 조건을 충족하면 상기 트랜잭션 실행 결과값과 상기 엔도싱 피어의 디지털 인증서를 상기 분산 어플리케이션으로 전달할 수 있다.
상기 블록체인 서버는, 상기 최신 블록을 검증하는 복수의 커미팅 피어(Commiting Peer)를 포함하되, 상기 복수의 커미팅 피어는 시공사 측 서버, 점검기관 측 서버, 협력사 측 서버 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 커미팅 피어는 상기 최신 블록에 포함된 하나 이상의 트랜잭션 실행 결과값이 정상적인지, 상기 하나 이상의 트랜잭션 실행 결과값이 보증 정책에 부합하는지 여부를 판단하고, 문제가 없는 경우, 자신의 로컬 저장소에 저장된 블록체인에 상기 최신 블록을 추가하고 World State 데이터베이스를 업데이트할 수 있다.
상기 품질관리 정보에 상기 서로 다른 시간에 촬영된 복수의 사진이 포함되는 경우, 상기 복수의 사진의 위치가 미리 설정된 범위 이내인지 여부, 촬영 시간이 미리 설정된 시간이 경과된 것인지 여부를 통해 품질 적합성 검증이 수행될 수 있다.
상기 블록체인 서버는 접근 권한이 서로 다르게 부여되는 복수의 채널별로 제공될 수 있다.
상기 블록체인 서버는, 분산 어플리케이션을 이용하여 인증서가 업로드되는 경우, 상기 인증서를 SHA-256기반 알고리즘을 이용하여 해시화하고, HMac 인증을 통해 상기 오프체인 데이터베이스에 저장된 해시와 상기 블록체인 DB에 저장된 해시를 비교하여 원본 데이터의 무결성을 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법으로서, 작업자 단말기가 공사현장에 수집된 품질관리 활동의 결과에 해당하는 품질관리 정보 생성 요청을 수신하는 단계; 작업자의 권한을 검증하는 단계; 외부플랫폼과 연계에서 상기 품질관리 정보의 적합성을 검증하는 단계; 품질 적합성 검증이 완료된 품질관리 정보의 원본 데이터를 오프체인 데이터베이스에 저장하는 단계; 체인코드에 들어가는 트랜잭션의 입력값을 바탕으로 체인코드를 시뮬레이션하고 보증 정책에 따른 보증 조건을 확인하는 단계; 및 상기 시뮬레이션에 따른 트랜잭션 실행 결과값이 정상적이고 상기 보증 조건을 충족하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 품질관리 정보는 상기 공사현장에서 단일 시간 또는 미리 설정된 시간 간격으로 수집되는 사진, 동영상, 센서 데이터, BIM, 문서기록을 포함하며, 상기 품질 적합성 검증은 증강현실 기반 이미지 매칭, 촬영위치/시간, 작업 간 조건에 따른 작업 절차 준수 여부 및 센서 데이터에 따른 품질관리 규정 충족 여부를 판단하여 수행되며, 상기 원본 데이터는 상기 오프체인 데이터베이스에 저장되고, 내부 블록체인 DB에 상기 품질관리 정보의 해시 및 url이 저장되는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공된다.
본 발명에 따르면, 각 주체의 자발적 품질관리를 통해 참여자의 품질의식을 높일 수 있으며, 신뢰할만한 품질관리 활동 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 품질관리 과정의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 블록체인 네트워크 시스템의 프레임워크를 도시한 도면이다.
도 4는 최근 대한민국 행정안전부에서 점검한 부실 사례를 기준으로 품질확보를 위해 작업단계별로 핵심적으로 확인이 필요한 사항을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 실시예에 따른 블록체인 네트워크에서 품질관리 정보를 업데이트하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 외부 인증서와 연계한 서류 위변조 검증 과정을 나타낸 도면이다.
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 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 네트워크를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 블록체인 네트워크는 시공사 단말기(100), 작업자 단말기(102), 점검기관 단말기(104) 및 상기한 단말기(100 내지 104)들과 네트워크를 통해 연결되는 블록체인 서버(106)를 포함하며, 블록체인 서버(106)는 오프체인 데이터베이스(off-chain DB, 108)에 연결된다.
여기서, 시공사는 발주자로부터 의뢰를 받아 공사를 진행하는 주체이며, 작업자는 시공사로부터 발주받아 공사를 진행하는 다수의 협력사의 직원이고, 점검기관은 공사를 관리감독하는 정부기관일 수 있다.
그밖에, 블록체인 네트워크에는 자재/장비업체, 시험/인증기관 및 감리자도 포함할 수 있다.
여기서, 각 단말기(100 내지 104)는 이하에서 설명하는 분산 어플리케이션의 실행이 가능하며, 네트워크를 통해 블록체인 서버(106)에 연결될 수 있는 컴퓨팅 기기를 포함할 수 있다.
또한, 네트워크는 이동통신망, 인터넷망 및 WiFi를 통해 근거리 통신망을 모두 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 블록체인 서버(106)는 상기한 단말기에 설치된 분산 어플리케이션을 통해 품질관리 정보 생성 요청이 있는 경우, 사용자 검증(작업자 권한 검증), 외부플랫폼과 연계한 품질 적합성 검증, 최신 블록 생성 및 위변조 방지 여부를 판단하는 복수의 피어를 포함한다.
블록체인 서버(106)는 작업자 단말기(102)를 통해 공사현장에 있는 작업자가 직접 입력한 품질관리 정보의 적합성을 외부플랫폼과 연계하여 판단하고, 품질 적합성 검증 결과를 시공사 단말기(100) 및 점검기관 단말기(104)에 통지한다.
또한, 품질 적합성 검증이 완료된 품질관리 정보에 대한 핵심 데이터는 분산체인 서버(106)에 포함되는 복수의 피어에 분산 저장된다.
여기서, 복수의 피어는 정부기관, 시공사, 협력사 측의 서버를 포함할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 품질관리 과정의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 시공사 단말기(100)는 공사현장에 직접 투입되어 작업하는 작업자의 작업자 단말기(102)로 품질관리를 요청한다(단계 200).
작업자 단말기(102)는 공사현장에서 수집된 품질관리 활동의 결과에 해당하는 품질관리 정보를 생성하여 블록체인 서버(106)에 품질관리 정보 생성을 요청한다(단계 202).
여기서, 품질관리 정보는 공사현장에서 촬영한 사진, 동영상, 센서 데이터, BIM, 문서기록 등을 포함할 수 있다. 여기서, 품질관리 정보는 단일 시간에서 뿐만 아니라, 미리 설정된 시간 간격으로 수집된 정보를 포함할 수 있다.
블록체인 서버(106)는 품질관리 정보 생성을 요청한 작업자 단말기(102)의 신원을 검증하는 사용자 검증을 수행하고(단계 204), 사용자 검증이 완료되는 경우, 작업자 단말기(102)로부터 품질관리 정보를 수신하여 품질 적합성을 검증한다(단계 206).
단계 206에서 품질 적합성 검증은 딥러닝 기반으로 이미지 분석을 수행하는 외부플랫폼과 연계하여 수행될 수 있고, 품질 적합성 검증이 완료된 경우, 품질관리 정보를 오프체인 데이터베이스(108)에 저장한다(단계 208).
오프체인 데이터베이스(108)에 저장되는 정보는 사진 또는 동영상과 같은 대용량 데이터의 원본 데이터이며, 대용량 데이터의 해시(hash) 및 url와 같은 핵심 데이터는 블록체인 서버(106) 내부의 블록체인 DB(On-Chain) 내에 저장된다.
블록체인 서버(106)는 미리 설정된 합의 알고리즘에 따라 품질관리 정보를 포함하는 최신 블록을 생성하고(단계 210), 최신 블록을 점검기관 단말기(104)로 전송한다(단계 212).
점검기관 단말기(104)는 미리 설정된 합의 알고리즘에 따라 생성된 최신 블록을 검증하고(단계 214), 검증 결과를 블록체인 서버(106)로 전송한다(단계 216).
이후, 블록체인 서버(106)는 시공사 단말기(100) 및 점검기관 단말기(104)로 품질관리 업데이트 알람을 전달한다(단계 218).
본 실시예에 따른 점검기관 단말기(104)는 필요한 경우, 블록체인 서버(106)에 접속하여 품질수준 평가 정보를 열람할 수 있다(단계 220).
본 실시예에 따른 블록체인 시스템의 아키텍쳐는 프론트엔드(Front end), 백엔드(Back end), 스토리지(Storage)를 포함할 수 있다.
프론트엔드는 품질관리 정보를 작성 및 생성하기 위해 각 단말기에 설치되는 분산 어플리케이션으로 정의될 수 있다.
백엔드는 체인코드 부분에서 사용자의 신원 확인 및 채널을 분류하여 품질관리 정보 생성 주체가 신뢰성 있는 참여자인지, 생성된 정보가 허위인지 여부를 확인한다.
스토리지는 블록체인 서버(106) 내부의 블록체인 DB와 상기한 오프체인 데이터베이스(108)를 포함할 수 있고, 블록체인 DB에는 블록체인 네트워크에서 검증이 완료된 품질관리 정보가 분산 저장된다.
대용량 데이터의 경우, 블록체인 DB에는 해시(hash) 및 url만 저장되고, 대용량 원본 데이터는 오프체인 데이터베이스(108)에 저장된다.
블록체인 네트워크에 포함된 모든 피어는 동일한 정보를 분산 저장하며 이를 사전에 구성된 합의 방법에 따라 검증 및 승인해야 하므로 합의 알고리즘이 요구된다.
도 3은 본 실시예에 따른 블록체인 네트워크 시스템의 프레임워크를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 프레임워크에서, 사용자 채널 구성은 하이퍼레저(Hyperledger) 채널 분리와 MSP(membership service provider) 기능으로 정의되며, 블록체인 네트워크 참여자의 데이터 공유 및 분산원장 접근권한을 구분하여 정보 활용의 위계 구조를 설정한다.
도 3에서는 분산원장이 제1 채널과 제2 채널로 구분된 경우를 예시적으로 도시한다.
본 실시예에 따르면, 블록 생성 및 품질관리 정보의 검증은 사전에 허가된 네트워크 참여자(신뢰할 수 있는 구성원)에게만 부여된다.
품질 적합성 검증과 분산원장의 열람 과정에서 하이퍼레저 합의 알고리즘을 이용해 작성자 또는 열람자의 권한을 확인하여 저장된 데이터의 신뢰성을 보장하고 허가되지 않은 사용자의 원장접근을 방지한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 시공사는 협력사에 상응하는 제2 채널(CH.2)의 분산원장의 열람이 가능하지만, 협력사는 시공사의 제1 채널(CH.1)의 열람이 불가능한 데이터 위계를 구성할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 최신 블록 생성 및 위변조 방지 여부를 판단하는 블록체인 서버가 채널별로 독립적으로 제공될 수 있다.
점검기관, 발주자, 감리자에게는 제1 채널과 제2 채널의 접근 권한을 부여하여 블록체인 서버(106)에 기록된 시공사와 협력사의 품질수준 평가 정보를 열람할 수 있다.
품질관리 정보는 블록체인 네트워크 과부하를 막기 위해 Kafka 기반으로 블록을 생성하고, 사진, 동영상, 센서 데이터, BIM, 문서기록 등의 대용량 데이터(원본 데이터)는 블록체인 외부의 오프체인 데이터베이스(108)에 저장하고 해당 데이터의 해시와 url와 같은 핵심 데이터만 블록체인 서버(106) 내부의 블록체인 DB(온체인, On-Chain)에 저장한다.
품질 적합성 검증에서, 외부플랫폼과 연계하여 작업단계별로 핵심적으로 확인이 필요한 사항을 사전에 정의하고, 작업자 레벨에서 입력한 품질관리 정보의 적합성을 검증한다.
여기서, 외부플랫폼은 작업자가 단일 시간 또는 미리 설정된 시간 간격으로 촬영한 사진을 분석하여 품질 관련 규정 및 절차 준수 여부를 판단한다.
도 4는 최근 대한민국 행정안전부에서 점검한 부실 사례를 기준으로 품질확보를 위해 작업단계별로 핵심적으로 확인이 필요한 사항을 예시적으로 나타낸 것이다.
예를 들어, 흙막이 철골 자재 누락/측면 완충재 설치 유무 관련하여 시공 후 사진의 촬영한 경우, 증강현실(AR) 기반 이미지 매칭을 통해 철골 자재가 누락되었는지, 설치가 정확히 되었는지 판별하여 품질 적합성을 검증하고, 블록체인 네트워크는 품질 적합성 정보의 핵심 데이터를 분산저장한다.
또한, 되메우기 규정 준수 여부와 같이 소정 시간 간격으로 서로 다른 사진(콘크리트 타설 후 사진 및 되메우기 작업 전 사진)이 입력되는 경우, 이미지 분석을 통해 촬영위치가 미리 설정된 범위 이내인지, 타설 후 7일이 경과되었는지 여부를 판별하여 품질 적합성을 검증하고, 품질 적합성 정보의 핵심 데이터가 블록체인 네트워크에 분산저장된다.
상기한 과정은 사진정보(촬영위치/시간) 및 작업 간 조건(시간/순서) 확인을 통한 절차 준수 여부의 판별 과정으로 정의될 수 있다.
콘크리트 공시체 강도의 경우, 서로 다른 시간에서의 센서 데이터(측정값)를 확인하여 품질관리 규정 충족 여부 판별할 수 있다.
그리고, 외부 인증서와 연계하여 서류 위변조 내용의 확인을 포함할 수 있다.
상기한 과정은 이미지 분석을 수행하는 외부플랫폼에서 수행될 수 있으나, 방수 공사 작업 절차의 경우, 소정 시간 간격으로 사진이 촬영되었다고 하더라도 블록체인의 타임스탬프 기능을 통해 외부플랫폼이 아닌 블록체인 서버 자체적으로 절차 준수 여부를 판별할 수 있을 것이다.
본 실시예에 따르면, 신뢰할 수 있는 참여자만 블록체인 네트워크에 참여하는 프라이빗 블록체인 네트워크이기 때문에 블록 생성 시, 유효성 검증 합의 알고리즘은 CFT(Crash fault tolerance) 시스템을 사용한다.
본 실시예에 따른 합의 알고리즘에서는, 보증 정책(Endorsement policy)를 통한 트랜잭션 요청 권한 확인 및 체인코드 실행을 통한 read/write set의 반환 및 클라이언트 SDK(Software Development Kit)로의 전송 과정이 수행된다.
클라이언트 SDK를 통한 엔도싱 피어(Endorsing peer)의 서명 여부 확인 후 Kafka 또는 Raft 기반 오더링 서비스를 통해 요청된 트랜잭션의 시간 순서대로의 배열 및 블록이 생성된다.
커미팅 피어(Committing peer)들에게 생성된 블록이 전달되고, 커미팅 피어는 endorsement policy 준수 여부, world state 값의 read-set 버전의 확인 후 유효성 여부에 따라 블록 내 트랜잭션에 valid/invalid 값 태그 후 채널 내 체인에 블록을 분산저장한다.
Valid 값이 붙은 트랜잭션의 경우 write-set이 블록체인 서버(106) 내부의 state DB에 입력된다.
트랜잭션 검증 시 유효 블록을 판단하기 위한 기준은 다음과 같다.
- 품질관리 정보 생성 요청자가 전자 서명을 완료
- 동일한 블록은 분산원장에 중복으로 기록될 수 없음
- 이전 블록이 반드시 생성 원장 헤더(header)로 지정되어야 함
도 5는 본 실시예에 따른 블록체인 네트워크에서 품질관리 정보를 업데이트하는 과정을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 블록체인 네트워크는 하이퍼레저 패브릭 기반 분산원장 시스템으로 정의될 수 있다.
도 5에서, 작업자 A는 블록체인 네트워크의 엔도싱 피어(Endorsing Peer.1)에 연결되어 있으며, 작업자 A의 단말기(102)와 엔도싱 피어, 제2 피어(Peer.2) 제3 피어(Peer.3) 및 오더러(Orderer)는 동일한 채널에 속하는 것으로 가정한다.
여기서, 엔도싱 피어는 분산 어플리케이션이 피어에게 트랜잭션을 제출할 때 해당 트랜잭션에 대한 보정 여부를 판단하고 자신의 아이덴티티(Identity)로 서명을 해주는 피어로 정의된다.
도 5를 참조하여 작업자 A의 품질관리 정보가 블록으로 생성되는 과정을 설명한다.
작업자 A는 사진, 동영상, 센서 데이터, 문서 작성 등을 입력하는 품질관리 행위를 작업자 단말기(102)를 통해 수행하여 품질관리 정보 생성 요청을 전송한다(단계 500).
작업자 단말기(102)에서 실행되는 SDK를 포함하는 분산 어플리케이션(DApp)은 품질관리 정보 생성 요청 중 유의미한 데이터(품질관리 정보)를 블록체인 서버(106)로 전송한다(단계 502).
단계 502는 체인코드와 연결된 블록체인 네트워크에 데이터를 저장하는 것을 요청하는 것이며, 작업자 단말기(102)의 인증서를 이용해서 사용자 인증이 수행된 후 작업자 단말기(102)와 엔도싱 피어가 연결되는 과정을 포함한다.
상기와 같은 연결 이후, 작업자 단말기(102)의 분산 어플리케이션은 엔도싱 피어에 설치된 체인코드의 업데이트 함수 호출을 요청하고(단계 504), 엔도싱 피어는 요청받은 체인코드의 업데이트 함수를 호출한다(단계 506).
엔도싱 피어는 체인코드에 들어가는 트랜잭션의 입력값을 바탕으로 체인코드를 시뮬레이션하고 보증 정책에 따른 보증 조건을 확인하며 시뮬레이션에 따른 트랜잭션 실행 결과값이 정상적이고 엔도싱 피어의 보증 조건을 충족하면 트랜잭션 실행 결과값(Read/Write Set)과 함께 엔도싱 피어의 디지털 인증서를 분산 어플리케이션으로 전달한다(단계 508).
단계 508은 보증 허가된 정보 생성 요청을 반환하는 과정이다.
분산 어플리케이션은 시뮬레이션 결과값과 제1 엔도싱 피어의 디지털 인증서를 오더러로 전송하고(단계 510), 오더러는 자신이 속한 네트워크(정부 점검기관, 시공사, 협력사, 시스템 관리자 측 단말기)에서 발생한 모든 트랜잭션을 수신한다(단계 512).
오더러는 수신한 트랜잭션을 순서에 맞게 정렬하여 최신 블록을 생성하고, 생성한 최신 블록을 자신이 속한 모든 채널의 피어로 전송한다(단계 514).
단계 514에서 최신 블록을 수신하는 피어가 커미팅 피어이며, 엔도싱 피어, 제2 피어 및 제3 피어를 포함할 수 있다.
다음으로 Gossip 프로토콜을 통해 최신 블록을 받은 커미팅 피어들은 블록에 포함된 트랜잭션 실행 결과값이 정상적인지, 각각의 트랜잭션 실행 결과값이 보증 정책에 부합하는지 등의 검증 작업을 수행한 후(단계 516), 문제가 없을 시 자신의 로컬 저장소에 저장된 블록체인에 최신 블록을 추가하고 World State 데이터베이스를 업데이트한다(단계 518).
여기서, 블록체인 네트워크에 포함되는 모든 피어가 커미팅 피어의 역할을 하며, 커미팅 피어의 엔도싱 기능을 활성화하면 엔도싱 피어의 역할도 함께 수행하게 된다.
역으로, 품질관리 정보 열람 주체가 분산원장에서 데이터를 열람하기 위한 과정은 단계 500 내지 506까지는 동일하지만, 열람 주체가 요청하는 체인코드 함수가 업데이트(Update)에서 쿼리(Query)로 바뀌고, 엔도싱 피어는 요청받은 체인코드의 쿼리 함수를 실행하여 자신의 로컬 저장소에 저장된 분산원장의 품질관리 데이터를 분산 어플리케이션에 전달한다.
도 6은 본 실시예에 따른 외부 인증서와 연계한 서류 위변조 검증 과정을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 분산 어플리케이션(DApp)을 이용한 인증서의 업로드가 수행되고, 이를 SHA-256기반 알고리즘을 이용하여 해시화한다.
다음으로 HMac(keyed-hash message authentication code) 오프체인 데이터베이스(108)에 저장된 해시와 블록체인 DB에 저장된 해시를 비교하여 원본 데이터의 무결성을 확인한다.
전술한 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법은, 단말기에 기본적으로 설치된 애플리케이션(이는 단말기에 기본적으로 탑재된 플랫폼이나 운영체제 등에 포함된 프로그램을 포함할 수 있음)에 의해 실행될 수 있다. 이러한 의미에서, 전술한 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법은 단말기에 기본적으로 설치되거나 사용자에 의해 직접 설치된 애플리케이션(즉, 프로그램)으로 구현되고 단말기 등의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템으로서,
    작업자 단말기가 공사현장에서 수집된 품질관리 활동의 결과에 해당하는 품질관리 정보 생성을 요청하는 경우, 작업자 권한 검증, 외부플랫폼과 연계한 품질 적합성 검증, 최신 블록 생성 및 위변조 방지 여부를 판단하는 블록체인 서버; 및
    품질 적합성 검증이 완료된 품질관리 정보의 원본 데이터를 저장하는 오프체인 데이터베이스를 포함하되,
    상기 품질관리 정보는 상기 공사현장에서 단일 시간 또는 미리 설정된 시간 간격으로 수집되는 사진, 동영상, 센서 데이터, BIM, 문서기록을 포함하며,
    상기 블록체인 서버는 증강현실 기반 이미지 매칭, 촬영위치/시간, 작업 간 조건에 따른 작업 절차 준수 여부 및 센서 데이터에 따른 품질관리 규정 충족 여부에 따라 품질 적합성 검증이 완료되는 경우, 상기 원본 데이터를 상기 오프체인 데이터베이스에 저장하고, 블록체인 서버 내부의 블록체인 DB에 상기 품질관리 정보의 해시 및 url을 저장하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블록체인 서버는,
    상기 작업자 권한 검증을 수행하고, 체인코드를 시뮬레이션하여 보증 허가된 정보 생성 요청을 반환하는 엔도싱 피어(Endorsing Peer); 및
    상기 시뮬레이션에 따른 트랜잭션 실행 결과값 및 디지털 인증서와 자신이 속한 채널에서 발생한 모든 트랜잭션을 수신하여 최신 블록을 생성하는 오더러(Orderer)를 포함하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작업자 단말기에서 설행되는 분산 어플리케이션은 상기 엔도싱 피어에 설치된 체인코드의 업데이트 함수 호출을 요청하고,
    상기 엔도싱 피어는 상기 체인코드의 업데이트 함수를 호출하여 체인코드에 들어가는 트랜잭션의 입력값을 바탕으로 체인코드를 시뮬레이션하고 보증 정책에 따른 보증 조건을 확인하며 상기 시뮬레이션에 따른 트랜잭션 실행 결과값이 정상적이고 상기 보증 조건을 충족하면 상기 트랜잭션 실행 결과값과 상기 엔도싱 피어의 디지털 인증서를 상기 분산 어플리케이션으로 전달하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 블록체인 서버는,
    상기 최신 블록을 검증하는 복수의 커미팅 피어(Commiting Peer)를 포함하되,
    상기 복수의 커미팅 피어는 시공사 측 서버, 점검기관 측 서버, 협력사 측 서버 중 적어도 하나를 포함하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 커미팅 피어는 상기 최신 블록에 포함된 하나 이상의 트랜잭션 실행 결과값이 정상적인지, 상기 하나 이상의 트랜잭션 실행 결과값이 보증 정책에 부합하는지 여부를 판단하고, 문제가 없는 경우, 자신의 로컬 저장소에 저장된 블록체인에 상기 최신 블록을 추가하고 World State 데이터베이스를 업데이트하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 품질관리 정보에 상기 서로 다른 시간에 촬영된 복수의 사진이 포함되는 경우, 상기 복수의 사진의 위치가 미리 설정된 범위 이내인지 여부, 촬영 시간이 미리 설정된 시간이 경과된 것인지 여부를 통해 품질 적합성 검증이 수행되는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블록체인 서버는 접근 권한이 서로 다르게 부여되는 복수의 채널별로 제공되는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 블록체인 서버는, 분산 어플리케이션을 이용하여 인증서가 업로드되는 경우, 상기 인증서를 SHA-256기반 알고리즘을 이용하여 해시화하고, HMac 인증을 통해 상기 오프체인 데이터베이스에 저장된 해시와 상기 블록체인 DB에 저장된 해시를 비교하여 원본 데이터의 무결성을 확인하는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템.
  9. 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법으로서,
    작업자 단말기가 공사현장에 수집된 품질관리 활동의 결과에 해당하는 품질관리 정보 생성 요청을 수신하는 단계;
    작업자의 권한을 검증하는 단계;
    외부플랫폼과 연계에서 상기 품질관리 정보의 적합성을 검증하는 단계;
    품질 적합성 검증이 완료된 품질관리 정보의 원본 데이터를 오프체인 데이터베이스에 저장하는 단계;
    체인코드에 들어가는 트랜잭션의 입력값을 바탕으로 체인코드를 시뮬레이션하고 보증 정책에 따른 보증 조건을 확인하는 단계; 및
    상기 시뮬레이션에 따른 트랜잭션 실행 결과값이 정상적이고 상기 보증 조건을 충족하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 품질관리 정보는 상기 공사현장에서 단일 시간 또는 미리 설정된 시간 간격으로 수집되는 사진, 동영상, 센서 데이터, BIM, 문서기록을 포함하며,
    상기 품질 적합성 검증은 증강현실 기반 이미지 매칭, 촬영위치/시간, 작업 간 조건에 따른 작업 절차 준수 여부 및 센서 데이터에 따른 품질관리 규정 충족 여부를 판단하여 수행되며, 상기 원본 데이터는 상기 오프체인 데이터베이스에 저장되고, 내부 블록체인 DB에 상기 품질관리 정보의 해시 및 url이 저장되는 블록체인 기반 건설공사 품질관리 방법.
  10. 제9항에 따른 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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