WO2023128239A1 - 블록체인 기반 이력관리 시스템 - Google Patents

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WO2023128239A1
WO2023128239A1 PCT/KR2022/017436 KR2022017436W WO2023128239A1 WO 2023128239 A1 WO2023128239 A1 WO 2023128239A1 KR 2022017436 W KR2022017436 W KR 2022017436W WO 2023128239 A1 WO2023128239 A1 WO 2023128239A1
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blockchain
history
raw material
history management
product
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PCT/KR2022/017436
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김상진
김진준
박윤하
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주식회사 우경정보기술
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a blockchain-based history management system that manages history information related to product manufacturing from raw materials and product distribution through a blockchain network.
  • trust In online trading of products, trust must be formed between the side that produces and supplies the product and the side that consumes it, and if the relationship of trust is not guaranteed, anyone may suffer damage at any time due to the loss of trust.
  • Blockchain is a technology that guarantees such a trust relationship.
  • Small data, called blocks, are stored in a distributed data storage environment in a state in which chain-type links are formed based on the P2P method to manage data between large-scale nodes. It is a data forgery prevention technology based on distributed computing that no one can arbitrarily modify and anyone can view the result of change.
  • An object of the present invention is to provide a blockchain-based history management system that manages history information related to product manufacturing from raw materials and product distribution through a blockchain network.
  • a client terminal for generating raw materials and history data related to manufacturing of products using the raw materials and distribution of manufactured products Receiving the history data generated by the client terminal, converting the history data into a chaincode format, and then generating a transaction for the history data so that it is recorded in a node (block) of the Hyperledger Fabric blockchain It includes; history management server.
  • the client terminal includes a raw material producer's terminal, a raw material distributor's terminal, a raw material processor's terminal, and a product manufacturer's terminal that manufactures products using processed raw materials. , It may be at least one of terminals of a product distributor that distributes manufactured products.
  • the history data may include data related to raw material production, raw material distribution, raw material processing, product manufacturing, and product distribution.
  • the history management server may include a history data selector capable of selecting and inputting data related to raw material production, raw material distribution, raw material processing, product manufacturing, and product distribution.
  • the history management server may include a data conversion unit that converts the history data into a chaincode format.
  • the Hyperledger Fabric blockchain preferably uses Raft Algorithm as a replaceable consensus protocol.
  • history information related to product manufacturing and product distribution is stored in a distributed data storage environment to prevent data forgery and alteration, and anyone can view the result of change, thereby securing reliability for product-related history. You can do it.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a blockchain-based history management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a history management server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram conceptually illustrating a Hyperledger Fabric network.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a blockchain-based history management system according to an embodiment of the present invention.
  • the blockchain-based history management system includes a client terminal 100, a history management server 200, and a blockchain network 300.
  • the client terminal 100 refers to a terminal capable of receiving various web page data via a wired/wireless communication network according to a user's key manipulation, and includes a personal computer (PC), a laptop computer, and a personal portable information terminal (PDA). Digital Assistant) and a mobile communication terminal (Mobile Communication Terminal), etc., and a memory for storing a web browser and program for accessing a website provided by the history management server 200 via a wired or wireless communication network, It refers to a terminal equipped with a microprocessor for calculating and controlling by executing a program.
  • the client terminal 100 generates history data related to raw materials, manufacturing of products using the raw materials, and distribution of the manufactured products.
  • Historical data includes data related to raw material production, raw material distribution, raw material processing, product manufacturing, and product distribution.
  • the history data is data generated at each stage related to product history, such as product manufacturing from raw materials and product distribution. For example, in the raw material production stage, it can be the name of the raw material producer/place of production/production date, etc., and in the raw material distribution stage, it can be the name of the raw material distributor/distribution method/distribution date, etc., and the raw material processing for primary processing of the raw material.
  • Such history data can be processed as a unique identifier (Unique ID, UID) with QR codes, barcodes, RF-IDs, etc. printed/attached on the product itself or the wrapping paper/box of the product.
  • UID unique ID
  • the user accesses the history management site provided by the history management server 200 through the client terminal 100 and inputs/uploads the history data to the history management server. Send to (200).
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a history management server according to an embodiment of the present invention.
  • the history management server 200 receives history data generated by the client terminal 100, converts the received history data into a chaincode format, and then creates a transaction for the history data to create a Hyperledger Fabric blockchain. It is recorded and stored in the node (block) of Chaincode and Hyperledger Fabric blockchain will be described later with reference to FIG. 3 .
  • the history management server 200 may be a server that provides product history and registration services such as manufacturing/distribution of products using blockchain technology, web pages, app pages, programs, or applications.
  • the history management server 200 may be a server that prevents crime or fraud due to forgery or alteration by distributing and storing product history data in each node of a blockchain.
  • the history management server 200 may be implemented as a computer capable of accessing a remote server or terminal through a network.
  • the computer may include, for example, a laptop, a desktop, a laptop, and the like equipped with a navigation system and a web browser.
  • the history management server 200 allows product-related history data transmitted from the client terminal 100 to be distributed and stored in the consortium blockchain. That is, the history management server 200 receives history data from each client terminal 100 in charge of each step of raw material production, raw material distribution, raw material processing, product manufacturing, and product distribution, and converts the received history data into a chain code. (chaincode) format, it can be recorded and stored in nodes (blocks) of the Hyperledger Fabric blockchain.
  • chaincode chaincode
  • the history management server 200 may include a blockchain network management unit 210, a transaction generation and registration unit 220, a history data selection unit 230, and a data conversion unit 240.
  • the blockchain network management unit 210 may be a component that manages a connection state between nodes of a hyperledger fabric-based blockchain network.
  • a group or organization that constitutes a Hyperledger Fabric network ordering service nodes, CA (Certificate Authority), consortium, channel, channel setting It may be a configuration that manages nodes of configuration, ledger, peer, and client application, and also expands a network formed between nodes.
  • CA Certificate Authority
  • the blockchain network management unit 210 may perform transaction verification on product-related history data encrypted with the user's public key to prevent external intrusion and exposure.
  • the transaction generating and registering unit 220 may be configured to distribute and store corresponding information in a plurality of nodes that are allocated to each product-related history data transmitted from the client terminal 100 and generated.
  • the transaction generation and registration unit 220 generates a transaction for history data generated in each step related to product history, such as product manufacturing/distribution, and the blockchain network described below generates a block each time a transaction is generated to obtain a block Creates and stores hash values, timestamps, encryption key storage values, and transaction hash values.
  • the history data selection unit 230 allows the user of each client terminal 100 in charge of each step related to product history, such as product manufacturing/distribution, to select a category desired to be recorded and stored in the blockchain network.
  • the category may be raw material production history management, raw material distribution history management, raw material processing history management, product manufacturing history management, product distribution history management, and the like. Of course, this category is an example, and if an intermediate production stage or intermediate distribution stage is added, the corresponding category may be further added.
  • the data conversion unit 240 converts the history data transmitted from the client terminal 100 into a transaction format suitable for a chaincode suitable for a blockchain network.
  • the history data may include general information such as job name, product name, and product code for each process task (hereinafter referred to as process data) and information of a data inputter.
  • the data conversion unit 240 derives a certificate and a private key of the data inputter through the data inputter's information. And for each process data, the data is converted into a usable form in the chaincode, and the syntax including the verification hash derived using the ECC (Elliptic curve cryptography) algorithm using the private key and process data of the data inputter in addition to the basic information. convert Finally, it creates a transaction including the certificate of the data inputter, the data suitable for the chaincode format of each process, and the hash for verification.
  • ECC Elliptic curve cryptography
  • FIG. 3 is a diagram conceptually illustrating a Hyperledger Fabric network.
  • the Hyperledger Fabric network is a blockchain network that prevents forgery and falsification of historical information, and proves and verifies originality and integrity security.
  • the fabric is a private blockchain, and has several additional functions such as selective use of consensus algorithms that conventional public blockchains do not have or do not need, control of authority to participate in the network, and use of channels and multi-ledgers.
  • the structural characteristics of the Hyperledger Fabric network are as follows.
  • the ledger can be disclosed only to authorized people using channels.
  • Hyperledger Fabric basically provides a single node method called SOLO (Single Ordering Service Node) and a CFT (Crash Tolerance Fault) based consensus protocol called Kafka method.
  • CFT Crash Fault Tolerance
  • Kafka method a property of Kafka's method, refers to the property of reaching a correct consensus even if some system components do not operate.
  • the Byzantine fault tolerance (BFT) system which is mainly used in existing public blockchains, is more complex and slower than the CFT system because it considers not only functional problems of system components but also malicious attacks.
  • private blockchains Unlike public blockchains that do not require permission from a specific entity to participate in the network, private blockchains require only relatively trusted participants to participate in the network after receiving approval from the manager, so malicious actors can attack. The probability is considered very small. Therefore, faster and simpler consensus protocols than BFT-based consensus protocols are also considered acceptable for private blockchains.
  • CA Certificate Authority
  • the elements constituting the Hyperledger Fabric network are as follows.
  • One or more of the above elements can exist in the network, and each element can be added to expand the network.
  • consortium is 'a group of people or companies that agree to cooperate together'.
  • Hyperledger Fabric when organizations form a consortium, those organizations can share transaction details. Therefore, a consortium in Hyperledger Fabric can be seen as a 'group that cooperates by sharing transaction details with a common goal'.
  • Several consortiums can exist in one network, and which groups form which consortium is defined in the network configuration.
  • Channel is a communication mechanism between groups within a consortium, which is very important in Hyperledger Fabric.
  • Channels enable data isolation and confidentiality, and channel-specific ledgers are accessible only to consortium members with permission to use the channel.
  • Channel configuration exists separately from network configuration, and channel configuration information contains all information necessary for channel operation, such as authority information of peers who can access the channel.
  • Channel setting information is contained in a block and recorded in a ledger.
  • a channel exists in a network, but since there is no overlapping configuration between network configuration and channel configuration, even if the network configuration is changed, the channel configuration is not directly affected. Since it maintains privacy and enables efficient data sharing, channels are an important function that provides advantages that public blockchains do not have. Channels used by several consortia may exist in one network.
  • a ledger is an 'immutable state database'.
  • Hyperledger Fabric one channel has one ledger. Nodes that physically host this ledger are called peers, and multiple peers within a channel have copies of a ledger. Since updates of the ledger are made through consensus among several peers, consistency can be maintained.
  • Peer is an entity that physically hosts Ledger and stores Chaincode (smart contract of Hyperledger Fabric). A peer can receive an identity assigned by a CA and participate in a channel. Meanwhile, in Hyperledger Fabric, transactions occur in the following order.
  • the client application generates a transaction proposal through the SDK.
  • Nodes (endorsing peers) specified in the endorsement policy of the chaincode execute the chaincode.
  • the result value is delivered to the ordering service.
  • the ordering service creates blocks in the order of arrival and delivers them to all peers in the channel.
  • Each peer adds a block to the chain of the channel and updates the state of the ledger.
  • the blockchain-based history management system of the present invention records and stores history data generated at each stage related to product history, such as product manufacturing/distribution, using the Hyperledger Fabric network operated as described above.
  • history information related to product manufacturing and product distribution is stored in a distributed data storage environment to prevent data forgery and falsification, and anyone can view the result of change. reliability can be ensured.
  • the computing device TN100 of FIG. 4 may be a hardware configuration of a client terminal, a history management server, and a blockchain network constituting the blockchain-based history management system described in this specification.
  • the computing device TN100 may include at least one processor TN110, a transceiver TN120, and a memory TN130.
  • the computing device TN100 may further include a storage device TN140, an input interface device TN150, and an output interface device TN160. Elements included in the computing device TN100 may communicate with each other by being connected by a bus TN170.
  • the processor TN110 may execute program commands stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140.
  • the processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • Processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, methods, and the like described in relation to embodiments of the present invention.
  • the processor TN110 may control each component of the computing device TN100.
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110.
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory TN130 may include at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • the transmitting/receiving device TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal.
  • the transmitting/receiving device TN120 may perform communication by being connected to a network.
  • the present invention may be implemented as a computer program.
  • the present invention can be combined with hardware and implemented as a computer program stored in a computer-readable recording medium.
  • Methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of programs readable by various computer means and recorded on computer-readable recording media.
  • the recording medium may include program commands, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or those known and usable to those skilled in computer software.
  • recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CDROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of the program command may include a high-level language that can be executed by a computer using an interpreter, as well as a machine language generated by a compiler.
  • These hardware devices may be configured to act as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

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Abstract

원재료로부터의 상품 제조 및 상품 유통과 관련된 이력 정보를 블록체인 네트워크로 관리하는 블록체인 기반 이력관리 시스템이 개시된다. 개시된 블록체인 기반 이력관리 시스템은, 원재료와, 원재료를 이용한 상품의 제조 및 제조된 상품의 유통과 관련된 이력 데이터를 생성하는 클라이언트 단말기; 상기 클라이언트 단말기에서 생성된 이력 데이터를 전달받고, 상기 이력 데이터를 체인코드(chaincode) 포맷으로 변환한 후, 상기 이력 데이터에 대한 트랜잭션을 생성하여 하이퍼레저 패브릭 블록체인의 노드(블록)에 기록되도록 하는 이력관리 서버;를 포함한다.

Description

블록체인 기반 이력관리 시스템
본 발명은 원재료로부터의 상품 제조 및 상품 유통과 관련된 이력 정보를 블록체인 네트워크로 관리하는 블록체인 기반 이력관리 시스템에 관한 것이다.
인터넷이 활성화되기 전에는 상품을 생산하여 오프라인으로 거래하는 것이 대부분이어서 실물을 보고 상품을 구매하는 것이 주류를 이루었다. 그러나 최근에는 인터넷의 발달로 온라인으로 상품을 거래하는 일이 오프라인 보다 더 늘어나는 추세이다.
온라인에서 상품을 거래함에 있어서, 상품을 생산하고 공급하는 측과 소비하는 측 사이에 신뢰가 형성되어 있어야 하며, 신뢰관계가 보장되지 않으면 누구나 언제든지 신뢰의 훼손으로 인해서 피해를 보는 경우가 발생하게 된다.
블록체인은 이러한 신뢰관계를 보장해 주는 기술로, 대규모의 노드들 사이에서 관리 대상 데이터를 블록이라고 하는 소규모 데이터들이 P2P 방식을 기반으로 체인 형태의 연결고리를 형성한 상태로 분산 데이터 저장환경에 저장되어 누구도 임의로 수정할 수 없고 누구나 변경의 결과를 열람할 수 있는 분산 컴퓨팅 기반의 데이터 위변조 방지 기술이다.
이러한 블록체인 기술의 응용분야는 산업 전반에 산재해 있으며, 상품의 유통을 관리하는 과정에도 응용될 수 있다.
본 발명은 원재료로부터의 상품 제조 및 상품 유통과 관련된 이력 정보를 블록체인 네트워크로 관리하는 블록체인 기반 이력관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템은,
원재료와, 원재료를 이용한 상품의 제조 및 제조된 상품의 유통과 관련된 이력 데이터를 생성하는 클라이언트 단말기; 상기 클라이언트 단말기에서 생성된 이력 데이터를 전달받고, 상기 이력 데이터를 체인코드(chaincode) 포맷으로 변환한 후, 상기 이력 데이터에 대한 트랜잭션을 생성하여 하이퍼레저 패브릭 블록체인의 노드(블록)에 기록되도록 하는 이력관리 서버;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템에 있어서, 상기 클라이언트 단말기는, 원재료 생산자의 단말기, 원재료 유통자의 단말기, 원재료 가공자의 단말기, 가공된 원재료를 이용하여 상품을 제조하는 상품 제조자의 단말기, 제조된 상품을 유통하는 상품 유통자의 단말기 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템에 있어서, 상기 이력 데이터는, 원재료 생산, 원재료 유통, 원재료 가공, 상품 제조, 상품 유통과 관련된 데이터를 포함할수 있다. 상기 이력관리 서버는, 상기 원재료 생산, 원재료 유통, 원재료 가공, 상품 제조, 상품 유통과 관련된 데이터를 선택 입력할 수 있는 이력 데이터 선택부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템에 있어서, 상기 이력관리 서버는, 상기 이력 데이터를 체인코드(chaincode) 포맷으로 변환하는 데이터 변환부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템에 있어서, 상기 하이퍼레저 패브릭 블록체인은, 교체 가능한 합의 프로토콜로서 Raft Algorithm을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상품 제조 및 상품 유통과 관련된 이력 정보가 분산 데이터 저장환경에 저장되어 데이터 위변조가 방지되고, 누구나 변경의 결과를 열람할 수 있게 되어, 상품 관련 이력에 대해 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템이 도시된 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이력관리 서버가 도시된 블록도이다.
도 3은 하이퍼레저 패브릭 네트워크가 개념적으로 예시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 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 발명에서, '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. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템이 도시된 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 이력관리 시스템은, 클라이언트 단말기(100), 이력관리 서버(200), 블록체인 네트워크(300)를 포함한다.
클라이언트 단말기(100)는 사용자의 키 조작에 따라 유무선 통신망을 경유하여 각종 웹 페이지 데이터를 수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북, 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있으며, 유무선 통신망을 경유하여 이력관리 서버(200)가 제공하는 웹 사이트에 접속하기 위한 웹 브라우저와 프로그램을 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하고 있는 단말기를 의미한다.
클라이언트 단말기(100)는 원재료와, 원재료를 이용한 상품의 제조 및 제조된 상품의 유통과 관련된 이력 데이터를 생성한다. 이력 데이터는 원재료 생산, 원재료 유통, 원재료 가공, 상품 제조, 상품 유통과 관련된 데이터를 포함한다. 이력 데이터는 원재료로부터의 상품 제조 및 상품 유통 등의 상품 이력과 관련된 각각의 단계에서 생성된 데이터이다. 예를 들어, 원재료 생산 단계에서는 원재료 생산자 명칭/생산지/생산 일자 등이 될 수 있고, 원재료 유통 단계에서는 원재료 유통자 명칭/유통수단/유통 일자 등이 될 수 있으며, 원재료를 1차 가공하는 원재료 가공자 명칭/가공 장소/가공 일자 등이 될 수 있으며, 상품 제조 단계에서는 상품 제조자 명칭/제조 장소/제조 일자 등이 될 수 있다. 이러한 이력 데이터는 상품 자체 또는 상품의 포장지/포장박스 등에 인쇄/부착된 QR 코드, 바코드, RF-ID 등으로 고유 식별자(Unique ID, UID) 처리될 수 있다.
상품 제조/유통 등 상품 이력과 관련된 각각의 단계에서, 해당 사용자는 클라이언트 단말기(100)를 통해 이력관리 서버(200)가 제공하는 이력관리 사이트에 접속하여 이력 데이터를 입력/업로드 방식으로 이력관리 서버(200)로 전송한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이력관리 서버가 도시된 블록도이다.
이력관리 서버(200)는 클라이언트 단말기(100)에서 생성된 이력 데이터를 수신하고, 수신된 이력 데이터를 체인코드(chaincode) 포맷으로 변환한 후, 이력 데이터에 대한 트랜잭션을 생성하여 하이퍼레저 패브릭 블록체인의 노드(블록)에 기록 저장한다. 체인코드와 하이퍼레저 패브릭 블록체인에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
이력관리 서버(200)는 블록체인 기술을 이용한 상품의 제조/유통 등 상품 이력 및 등록 서비스 웹 페이지(Web page), 앱 페이지(App page), 프로그램 또는 애플리케이션을 제공하는 서버일 수 있다.
이력관리 서버(200)는 상품의 이력 데이터를 블록체인의 각 노드에 분산저장함으로써 위변조로 인한 범죄나 사기 등을 방지할 수 있도록 하는 서버일 수 있다.
이력관리 서버(200)는 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다.
이력관리 서버(200)는 클라이언트 단말기(100)에서 전송된 상품 관련 이력 데이터가 컨소시엄 블록체인에 분산저장되도록 한다. 즉, 이력관리 서버(200)는 원재료 생산, 원재료 유통, 원재료 가공, 상품 제조, 상품 유통의 각 단계를 담당하는 각각의 클라이언트 단말기(100)로부터 이력 데이터를 수신하고, 수신된 이력 데이터를 체인코드(chaincode) 포맷으로 변환한 후, 하이퍼레저 패브릭 블록체인의 노드(블록)에 기록 저장되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 이력관리 서버(200)는 블록체인 네트워크 관리부(210), 트랜잭션 생성 및 등록부(220), 이력 데이터 선택부(230), 데이터 변환부(240)를 포함할 수 있다.
블록체인 네트워크 관리부(210)는 하이퍼레저 패브릭 기반의 블록체인 네트워크의 노드들 간의 연결 상태를 관리하는 구성일 수 있다.
일 예로, 하이퍼레져 패브릭 네트워크를 구성하는 요소인 그룹 또는 조직Group or organization), 오더링 서비스 노드들 (Ordering service nodes), CA(Certificate Authority), 컨소시엄(Consortium), 채널(Channel), 채널 설정(Channel configuration), 장부(Ledger), 피어(Peer) 및 클라이언트 어플리케이션(Client application)의 노드를 관리하고 또한 노드들 간에 이루어진 네트워크를 확장시키는 구성일 수 있다.
블록체인 네트워크 관리부(210)는 외부 침입 및 노출 방지를 위하여 사용자의 공개키로 암호화된 상품 관련 이력 데이터에 대한 트랙잭션 검증을 수행할 수도 있다.
트랜잭션 생성 및 등록부(220)는 클라이언트 단말기(100)에서 전송된 상품 관련 이력 데이터 각각에 할당되어 생성된 복수의 노드에 해당 정보들을 분산하여 저장되도록 하는 구성일 수 있다.
트랜잭션 생성 및 등록부(220)는 상품 제조/유통 등 상품 이력과 관련된 각각의 단계에서 생성된 이력 데이터에 대한 트랜잭션을 생성하고, 후술하는 블록체인 네트워크는 트랜잭션이 생성될 때 마다의 블록을 생성하여 블록의 해시값, 타임스탬프, 암호화 키 저장값, 트랜잭션 해시값을 생성하여 저장한다.
이력 데이터 선택부(230)는 상품 제조/유통 등 상품 이력과 관련된 각각의 단계를 담당하는 각각의 클라이언트 단말기(100)의 사용자가 블록체인 네트워크에 기록 저장되기를 원하는 카테고리를 선택할 수 있도록 한다. 카테고리는 원재료 생산 이력 관리, 원재료 유통 이력 관리, 원재료 가공 이력 관리, 상품 제조 이력 관리, 상품 유통 이력 관리 등이 될 수 있다. 물론, 이러한 카테고리는 일 예이며, 중간 생산 단계 또는 중간 유통 단계가 추가될 경우, 해당 카테고리를 더 추가할 수도 있다.
데이터 변환부(240)는 클라이언트 단말기(100)에서 전송된 이력 데이터를 블록체인 네트워크에 적합한 체인코드(chaincode)에 맞는 트랜잭션 포맷으로 변환한다
예를 들어, 이력데이터는 각 프로세스 작업에 대한 작업명, 제품명, 제품 코드 등 일반적인 정보 (이하 프로세스 데이터)와 데이터 입력자의 정보를 포함할 수 있다. 데이터 변환부(240)는 데이터 입력자의 정보를 통해 데이터 입력자의 인증서와 개인 키를 도출한다. 그리고 각 프로세스 데이터에 대해 체인코드에서 사용가능한 형태로 데이터를 변환 처리하고 기본 정보 외에 데이터 입력자의 개인키와 프로세스 데이터를 이용해 ECC(Elliptic curve cryptography) 알고리즘을 사용하여 도출한 검증용 해시를 포함한 구문으로 변환한다. 마지막으로 데이터 입력자의 인증서와 각 프로세스의 체인코드 포맷에 맞는 데이터와 검증용 해시를 포함한 트랜잭션을 생성한다.
다음, 도 3을 참조하여 하이퍼레저 패브릭 네트워크에 대해 설명한다. 도 3은 하이퍼레저 패브릭 네트워크가 개념적으로 예시된 도면이다.
하이퍼레저 패브릭 네트워크는 이력 정보에 대한 위변조를 방지하고, 원본증명, 무결성 보안성을 증명 및 검증하기 위한 블록체인 네트워크이다.
여기서, 패브릭은 프라이빗 블록체인으로, 종래의 퍼블릭 블록체인은 가지지 않는 또는 필요없는 합의 알고리즘의 선택적 사용, 네트워크 참여 권한 통제, 채널 및 멀티 장부 사용 등의 추가적인 여러 기능들을 가진다.
하이퍼레저 패브릭 네트워크의 구조적 특징은 다음과 같다.
첫째, 허가형 블록체인으로서 허가 받은 참여자만 네트워크에 참여할 수 있다.
둘째, 스마트 컨트랙트에 일반 프로그래밍 언어 사용이 가능하다.
셋째, 스마트 컨트랙트를 일부 노드만 실행하므로 다수의 거래를 병렬적으로 빠르게 처리할 수 있다.
넷째, 채널을 이용해 허가받은 사람들에게만 장부(ledger)를 공개할 수 있다.
다섯째, 교체 가능한 합의 프로토콜을 사용할 수 있다(SOLO, Kafka, PBFT, Raft Algorithm 등)
여섯째, 허가형 블록체인으로써 네트워크 참여자의 신원을 확인할 수 있기 때문에 문제 발생시 책임소재를 분명히 할 수 있다.
한편, 하이퍼레저 패브릭(Hyperledger Fabric)은 기본적으로 SOLO(Single Ordering Service Node)라는 싱글 노드 방식과 Kafka 방식이라는 CFT(Crash fault tolerance) 기반 합의 프로토콜을 제공한다. Kafka 방식이 가지는 성질인 CFT(Crash fault tolerance)란 일부 시스템 구성 요소들이 작동하지 않더라도 올바른 합의에 도달할 수 있는 성질을 말한다. 기존 퍼블릭 블록체인에서 주로 사용되는 BFT(Byzantine fault tolerance) 시스템은 시스템 구성요소의 기능적 문제뿐 아니라 악의적인 공격(Malicious attack)까지 고려하므로 CFT 시스템과 비교했을 때 더욱 복잡하며 느리다.
네트워크에 참여하기 위해 특정 주체의 승인(Permission)이 필요하지 않은 퍼블릭 블록체인들과는 달리 프라이빗 블록체인에는 비교적 신뢰할 수 있는 참여자만 관리자의 승인을 받고 네트워크에 참여하게 되므로 악의적인 주체(Malicious actors)의 공격 확률이 매우 작을 것으로 간주된다. 따라서, 프라이빗 블록체인에서는 BFT 기반 합의 프로토콜보다 더 빠르고 간단한 합의 프로토콜 또한 허용 가능한 범위로 간주된다.
패브릭을 사용하는 조직은 지원하는 합의 방식을 사용하거나 직접 구현할 수 있는데, 이렇게 합의 방식을 선택할 수 있는 특성을 패브릭에서는 '교체 가능한 합의 프로토콜(Pluggable consensus)을 지원한다'고 한다.
프라이빗 블록체인에서는 어떤 네트워크 참여자가 어떤 권한을 가지는지 관리하는 것이 매우 중요한데, 그룹 별로 네트워크의 자원에 접근할 수 있는 권한은 관리자에 의해 정해져 Network Configuration에 저장된다. 또한, 이를 위해 참여자의 ID와 권한을 관리할 주체가 필요하므로, Certificate Authority(이하 CA)가 필요하다. 간단히 말해 CA는 디지털 증명서(Digital certificate)를 발급하는 기관이다. 패브릭 네트워크에 참여하는 그룹들은 모두 개별 CA를 이용하게 된다.
도 3을 참조하면, 하이퍼레져 패브릭 네트워크를 구성하는 요소는 다음과 같다.
- 그룹 또는 조직(Group or organization)
- 오더링 서비스 노드들 (Ordering service nodes)
- CA(Certificate Authority)
- 컨소시엄(Consortium)
- 채널(Channel)
- 채널 설정(Channel configuration)
- 장부(Ledger)
- 피어(Peer)
- 클라이언트 어플리케이션(Client application)
위의 요소들은 모두 하나 또는 여러 개가 네트워크에 존재할 수 있으며, 각 요소들은 추가되어 네트워크를 확장할 수 있다.
여기서, 컨소시엄(Consortium)의 사전적 정의는 '함께 협력하기로 동의한 사람 또는 회사의 집단'이다. 하이퍼레져 패브릭에서는 조직들이 하나의 컨소시엄을 구성하면 그 조직들은 트랜잭션 내역을 공유할 수 있다. 따라서, 하이퍼레져 패브릭안의 컨소시엄은 '공동의 목표를 가지고 트랜잭션 내역을 공유하며 협력하는 집단'이라고 볼 수 있겠다. 하나의 네트워크에는 여러 컨소시엄이 존재할 수 있으며 어떤 그룹들이 어떤 컨소시엄을 이루는지는 네트워크 설정 안에 정의된다.
다음으로, 채널(Channel)은 하이퍼레져 패브릭에서 매우 중요한 컨소시엄 내 그룹간 커뮤니케이션 메커니즘이다. 채널은 데이터 분리(data isolation)와 기밀화를 가능케 하며, 채널용 장부(channel-specific ledger)는 채널 사용 허가를 받은 컨소시엄 멤버들만이 접근 가능하다. 네트워크 설정(Network Configuration)과 별개로 채널 설정(Channel configuration)이 존재하여, 채널 설정 정보에는 채널(Channel)에 접근할 수 있는 피어(peer)의 권한 정보 등 채널 운영에 필요한 모든 정보를 담고 있다.
채널 설정 정보는 블록에 담겨 장부에 기록된다. 채널(Channel)은 네트워크 안에 존재하지만 네트워크 설정(Network configuration)과 채널 설정 사이 중복되는 설정이 없으므로, 네트워크 설정이 변경되어도 채널 설정에 직접적인 영향은 없다. 프라이버시(Privacy)를 유지하며 효율적인 데이터 공유(data sharing)가 가능하게 만들기 때문에 채널은 퍼블릭 블록체인(Public blockchain)은 가지지 못하는 장점을 제공하는 중요한 기능이다. 하나의 네트워크 안에는 여러 컨소시엄들이 사용하는 채널들이 존재할 수 있다.
블록체인에서 장부(Ledger)란 '변경 불가능한 상태 데이터 베이스(immutable state database)'이다. 하이퍼레져 패브릭에서는 한 채널이 한 장부를 가진다. 이 장부를 물리적으로 호스팅 하는 노드들은 피어(Peer)라고 불리며, 한 채널 안의 여러 피어들이 한 장부의 복사본을 가진다. 장부의 업데이트는 여러 피어들의 합의(Consensus)를 통해 이루어지기 때문에 일관성을 유지할 수 있다. 피어(Peer)는 장부(Ledger)를 물리적으로 호스팅하고 Chaincode(하이퍼레져 패브릭의 smart contract)를 저장하고 있는 독립체(entity)이다. 피어(Peer)는 CA로부터 Identity를 배정 받고 채널에 참여할 수 있다. 한편, 하이퍼레저 패브릭에서는 아래와 같은 순으로 트랜잭션이 일어난다.
① 클라이언트 어플리케이션에서 SDK를 통해 트랜잭션 제안(transaction proposal)을 발생시킨다.
② 체인코드의 보증 정책(endorsing policy)에 명시된 노드들(endorsing peers)은 체인코드를 실행한다.
③ 각 결과값은 클라이언트 어플리케이션에 전달된다.
④ 결과값이 보증 정책을 만족시키면, 결과값은 오더링 서비스(ordering service)에 전달된다.
⑤ 오더링 서비스는 먼저 도착한 순으로 블록을 만들어 채널의 모든 피어(peer)들에게 전달한다.
⑥ 모든 피어는 도착한 블록이 보증 정책을 만족시키는지, 장부 상태(ledger state)가 트랜잭션이 일어나는 동안 바뀌지 않았는지 확인한다.
⑦ 각 피어들은 블록을 채널의 체인에 덧붙이며, 장부의 상태를 업데이트 한다.
본 발명의 블록체인 기반 이력관리 시스템은 상기와 같이 구동되는 하이퍼레저 패브릭 네트워크를 이용하여 상품 제조/유통 등 상품 이력과 관련된 각각의 단계에서 생성된 이력 데이터를 기록 저장한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 상품 제조 및 상품 유통과 관련된 이력 정보가 분산 데이터 저장환경에 저장되어 데이터 위변조가 방지되고, 누구나 변경의 결과를 열람할 수 있게 되어, 상품 관련 이력에 대해 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 4의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 블록체인 기반 이력관리 시스템을 구성하는 클라이언트 단말기, 이력관리 서버, 블록체인 네트워크의 하드웨어적인 구성일 수 있다.
도 4의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 본 발명은 하드웨어와 결합되어, 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다.
이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
[부호의 설명]
100 : 클라이언트 단말기
200 : 이력관리 서버
210 : 블록체인 네트워크 관리부
220 : 트랜잭션 생성 및 등록부
230 : 이력 데이터 선택부
240 : 데이터 변환부
300 : 블록체인 네트워크

Claims (5)

  1. 원재료와, 원재료를 이용한 상품의 제조 및 제조된 상품의 유통과 관련된 이력 데이터를 생성하는 클라이언트 단말기;
    상기 클라이언트 단말기에서 생성된 이력 데이터를 전달받고, 상기 이력 데이터를 체인코드(chaincode) 포맷으로 변환한 후, 상기 이력 데이터에 대한 트랜잭션을 생성하여 하이퍼레저 패브릭 블록체인의 노드(블록)에 기록되도록 하는 이력관리 서버;
    를 포함하는 블록체인 기반 이력관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 클라이언트 단말기는,
    원재료 생산자의 단말기, 원재료 유통자의 단말기, 원재료 가공자의 단말기, 가공된 원재료를 이용하여 상품을 제조하는 상품 제조자의 단말기, 제조된 상품을 유통하는 상품 유통자의 단말기 중 적어도 어느 하나인, 블록체인 기반 이력관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이력 데이터는, 원재료 생산, 원재료 유통, 원재료 가공, 상품 제조, 상품 유통과 관련된 데이터를 포함하며,
    상기 이력관리 서버는,
    상기 원재료 생산, 원재료 유통, 원재료 가공, 상품 제조, 상품 유통과 관련된 데이터를 선택 입력할 수 있는 이력 데이터 선택부를 포함하는, 블록체인 기반 이력관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 이력관리 서버는,
    상기 이력 데이터를 체인코드(chaincode) 포맷으로 변환하는 데이터 변환부를 포함하는, 블록체인 기반 이력관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 하이퍼레저 패브릭 블록체인은,
    교체 가능한 합의 프로토콜로서 Raft Algorithm을 이용하는, 블록체인 기반 이력관리 시스템.
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