SPRi 소프트웨어정책연구소 : 연구보고서

RE-084

블록체인 서비스 적용을 위한 평가모델 연구

이중엽산업정책연구실 책임연구원

2020.04.20

11885

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1. 제 목 : 블록체인 활성화를 위한 기술 검토 및 적용 가이드라인 연구
2. 연구 목적 및 필요성
4차 산업혁명 시대에 도래하여 인공지능, 빅데이터, 클라우드, 사물인터넷 등의 신기술 등을 중심으로 전 세계적으로 기술 개발 및 산업분야에 현재 적용 되고 있다. 이에 더불어 4차 산업혁명의 주요 인프라로 블록체인이 급부상 하고 있다. 최근 암호 화폐 시세 하락과 무관하게 블록체인 기술은 Gartner (2018)가 2017년부터 2019년까지 3년 연속 10대 유망기술로 선정하였고, 국내 과기부 (2018)도 블록체인 기술에 대해 지금까지의 한계 극복을 통해 산업과 사회를 혁신하는 기반기술로 자리 잡을 것으로 전망하였다.
블록체인은 탈중앙화, 보안성, 투명성의 특징을 가지고 있어 4차 산업혁명의 신성장산업을 발전시키기 위한 핵심 기반 기술 역할을 수행 할 수 있다. 블록체인 기술을 활용하면, 다자간 거래 시 비용절감을 유도 할 수 있고, 데이터 활용에 있어서 편리함과 안전성을 보장 할 수 있다. 또한 IoT 기기 간 자율협업 지원을 가능하게 함으로써 4차 산업혁명 시대에 있어서 핵심적인 역할을 수행 할 수 있다. 이러한 블록체인의 특성에 따라 해외 각국은 법률 체계 개선 및 민·관 협력 서비스 개발 등으로 블록체인 기반 서비스 사례를 지속적으로 발굴 중이다. 특히 해외 각 국 정부 차원에서 산업별 활용, 국가 차원의 신뢰 확보 기반으로 블록체인을 공공분야에 선도적 도입 중에 있다. 또한 해외 주요 ICT 기업은 블록체인 원천기술 확보 및 컨소시엄 구성을 통해 물류, 의료 등 다양한 분야에서 블록체인 응용서비스의 상용화를 진행 중이다.
전 세계적으로 블록체인은 개념증명 수준을 넘어서 다양한 산업·분야와 융합하며 서비스 개발 및 실제 상용화 단계로 나아가는 상황이라고 볼 수 있다. 그러나 다양한 블록체인 기술·서비스가 등장하고 있지만 발전이 상당히 더디며 실질적으로 다양한 산업에의 확산 적용이 어려움도 나타나고 있다. 이에 따라 실제 산업에서의 블록체인 서비스 활용 시 도입 효용이 높은 분야를 확인하고 유사 사업에 대한 우선 적용을 바탕으로 성공사례를 만들어 내는 것이 중요하다고 볼 수 있다. 따라서 실제 블록체인 서비스가 도입되어 효과적 효용성을 발휘할 수 있는 산업·기능적 특성을 파악하고 공공/민간 등 속성에 따른 방향성 도출하는 것이 필요하다. 본 연구를 통해 블록체인 정책 수립 및 생태계 확산을 위한 자료로 활용할 수 있을 것이다.
이에 본 연구에서는 블록체인 기술 및 플랫폼의 특징을 고려한 서비스 효용 평가 지표를 설계하고 이를 토대로 주요 USECASE에 대한 평가를 추진함으로써 효용성 높은 사례(산업, 기술 등 속성) 발굴을 추진하였다. 이를 바탕으로 공공분야 블록체인 서비스를 심층 분석하기 위한 프레임워크를 설계하고 이를 바탕으로 추진전략 및 방향성을 수립·제시함으로써 효용성을 갖춘 서비스모델을 중심으로 효율적인 정책을 추진하고자 한다.
3. 연구의 구성 및 방법
연구소는 지난해「공공서비스 분야 블록체인 기술 활용 확산 방안(2018)」 연구 추진을 통해 산업별 블록체인 서비스 평가를 위한 지표 개발 및 USECASE 상세화 등을 추진하여 전문가 기반 평가 수행하였다. 이 연구는 해외 공공분야 블록체인 사례를 중심으로 분석되었다. 블록체인 특성상 민간과 공공의 구분보다는 서비스 모델별로 확인하는 것을 고려하여 산업별 사례로 범위 확대하고 금융, 보험, 물류·유통, 교육, 제조, 에너지 등 주요 산업별로 블록체인 적용 현황 조사되었다. 또한, 기존 평가지표는 포괄적 형태의 서비스모델에 대해서 평가에 한정된 부분이 있어 이에 대한 개선도 고려하였다.
이를 반영하여 본 연구에서는 영향/가치 평가 지표, 컨설팅 방법론 등도 포함하여 개별 서비스 모델에 대한 평가를 지원할 수 있는 서비스 모델 구성을 살펴보았다. 블록체인 서비스 효용 평가에 있어 신뢰성을 갖춘 평가지표 산출을 위해서는 정량적 서비스 평가 방법 구축 필요하므로 공공 및 민간, 산업별 차별성을 고려한 전문가위원회 구성 및 AHP 기반 지표 가중치 산출 등 정량적 방법론 활용도 포함하였다.
이에 따라, 본 연구는 블록체인 효용성 도출을 위한 지표 조사·분석 및 고도화와 USECASE 발굴 및 상세화의 2개 Track을 중심으로 구성되며, 이후 지표에 대한 가중치 평가(AHP)를 반영하여 주요 사례를 분석하고 결과를 제시하였다.
연구의 구성
4. 주요 연구 내용 및 결과
먼저 지표 조사·분석 및 설계는 「문헌조사 기반 평가모델 확인」, 「평가지표 설계」, 「평가지표 검증」 등 3단계로 구분하여 논문, 보고서 등 다양한 문헌 등 자료를 활용하여 지표 초안을 설계하고, 전문가위원회 운영을 통한 검증 단계를 거쳐 최종 평가지표체계를 도출하였다. 이와 함께 유즈케이스 발굴 및 상세화도 병행하였다. 「국내외 사례 탐색」, 「주요 유스케이스 선정」, 「유스케이스 상세화」 등 3단계로 구분하여 진행했다. 이를 위해 국내외 공공/민간 USECASE 사례 조사를 통해 90개 이상을 발굴하고 전문가위원회를 통해 사례를 검증하였다. 또한 상세화 구성항목 등에 다양한 자문의견 수렴하였다. 블록체인 사례의 다수는 상세 내용에 대한 접근이 제한되어 있어 상세 사례의 구성에 대해서도 위원회 및 전문가의 도움을 구하였다. 이후 최종적으로 도출된 지표에 대한 AHP 평가를 추진하여 가중치를 도출하였다. 이를 바탕으로 상세화된 20개 사례에 대해 효용성 평가를 진행하였다. 본 연구는 이를 기반으로 정책고객의 needs 등을 고려하여 최종보고서를 제시하였다.
1) 블록체인 서비스 효용 평가지표 초안 도출
최종 도출한 지표는 맥킨지, 세계경제포럼 등 보고서에서 제시한 블록체인의 특성과 공공서비스 및 사업평가 지표에 대한 연구 보고서를 토대로 전문가 자문을 통해 도출하였다. 이를 통해 블록체인의 특성을 반영하기 위한 지표로 구축 필요성과 도입 적합성의 두 가지를 고려하였다. 구축 필요성은 탈중앙화 필요성, 가치사슬 협력 정도 및 스마트 컨트랙트 활용에 대한 부분을 포함했다. 이와 함께 현재 기술 수준으로 도입이 가능한지를 보기 위해 도입 적합성에서 오라클 이슈, 자산의 디지털화 수준 및 QoS(Quality of Service)에 대해 검토하도록 하였다. 또한 전반적인 사업의 효용 평가를 위한 서비스 평가지표도 함께 고려되었다. 여기에는 수용성 및 파급효과가 포함된다. 수용성에는 기술의 지속가능성, 기관·법제도 수용성 및 사용자의 수용도를 포함했다. 파급효과 부분을 공공과 민간으로 구분함으로써 지표의 활용도를 높였다. 공공 파급효과는 신시장 창출, 산업 육성 기여 및 사회적 효용 증대로 정리했다. 기업 파급효과에서는 장기적 부가가치, 비용절감 및 투자가치를 평가하도록 선정하였다. 각 지표에 대한 정의 및 참조내용은 아래와 같다.

AHP 평가를 위한 지표 초안 및 정의

AHP 평가를 위한 지표 초안 및 정의에 대해서 구분, 대지표 세부지표, 지표정의(레버런스 활용 또는 커스터마이징)의 순서로 구성된 표
구분	대지표		세부지표	지표 정의(레퍼런스 활용 또는 커스터마이징)
블록체인 특성 지표	구축필요성		탈중앙화 필요성	● 해당 서비스의 탈중앙화(분산화) 필요성 수준
			협력모델수준 (개방 및 참여유도 수준)	● 기관/기업 간 협력 모델 수준 또는 개방 수준(보완설명 : 다양한 서비스(노드) 간 연계 가능성이 높은가?, 가치사슬 간 연계 복잡성이 높은가?, 참여기관별로 구축에 따른 추가적인 이점이 있는가?)
			스마트컨트랙트 활용성 및 무결성/신뢰성 수준	● 해당 서비스에서의 스마트컨트랙트 활용 수준 ● 데이터 무결성을 보장하고 보안성 향상을 통해 데이터 신뢰성을 확보하는 수준 ● 데이터 신뢰 확보 등 적절한 서비스 모델 구현을 위한 기술적(스마트컨트랙트 등) 및 제도적 보완 여부
	도입 적합성		오라클 문제 해결/회피 가능성 (Oracle problem)	● 오라클 이슈 수준(해결 대안의 유무)(보완설명 : 오라클 이슈를 해결하기 위한 대안이 있는가? 오라클 문제 발생 가능성이 낮은가?) 오프체인(Off-chain) 상의 데이터를 신뢰하지 못하는 상황에서 온체인(On-chain) 상으로 가져올 때 발생하는 문제
			자산 디지털화 수준	● 자산 디지털화(digitalization)의 필요 수준(보완설명 : 기존에 얼마나 디지털화가 되어 있는 모델인가?)
			QoS 보장 수준	● 거래 처리 속도의 안정적 지원 여부(보완설명 : 성능 요구수준을 충족하는가?) TPS가 무조건 높을 필요는 없으며 제시하는 수준을 충족하는지에 대한 여부 중요
서비스 평가 지표	수용성		기술 지속가능성	● 핵심기술의 표준화 수준 및 발전가능성, 대체가능성, 신뢰성 등을 포함하는 지속가능성 수준
			기관 및 법제도 수용성	● 해당 서비스 관할 정부/지자체에서의 서비스 거부 또는 부정적 대응 가능성 및 법제도 제약
			사용자 수용도	● 해당 서비스에 대한 사용자(국민)의 거부 또는 부정적 인식 가능성 ● 사용자가 서비스를 선호하는 정도 또는 사용자에게 서비스가 유용한(useful) 정도
	파급 효과	공공	新시장 창출 가능성	● 해당 서비스를 통해 새로운 시장이 확보·창출될 가능성
			산업 육성 기여도	● 해당 서비스가 기존 산업의 확장에 기여하는 정도
			사회적 효용 증대 가능성	● 서비스 이용을 통해 절감되는 사회적 비용 (ex. 이력추적을 통한 이력 관리/감독비용 절감, 에너지 거래 플랫폼 활성화를 통한 불법 거래 피해 비용 감소)
		민간	장기적 부가가치	● 고객 및 시장에서 인지하는 효용 증대 기대 수준
			장기적 비용절감	● 제품 및 서비스 제공 시 요구되는 비용 절감 기대 수준
			전략적 투자가치	● 단기적으로 성과가 불확실하나 장기적으로는 잠재적 기대가치 향상이 예상되는 정도(현재 생태계 조성 수준)

2) AHP를 통한 블록체인 서비스 효용 지표 가중치 설정
본 연구는 앞서 문헌 검토 및 를 통해 도출한 총 15개(파급효과는 공공(3), 민간(3)으로 구분하여 선정)의 평가요소들을 중심으로 AHP이론을 바탕으로 각 평가요소별 우선순위 도출을 위한 의사결정 관련 분석을 진행하였다. 이를 위해 학술적 연구를 진행했거나 실제 프로젝트를 진행한 경험이 있는 전문가 집단으로 선정하였고, 패널의 구성은 기술/사업평가/정책·제도/비즈니스 모델 등의 분야를 고려하여 11명으로 최종 정리하였다. AHP 분석 결과 대지표 중 블록체인 특성 지표에 대한 가중치 총합이 61.8%로 블록체인 관련 제품/서비스의 효용성 평가 간 블록체인 도입 적합성과 구축 필요성 측면에 대한 검토가 중요한 것으로 나타났다. 블록체인 도입 적합성에 대한 지표가 가장 높은 가중치를 부여받았다. 블록체인 특성 지표 중 도입 적합성이 47.5%로 가장 중요한 것으로 나타났으며, 수용성(15.8%), 구축 필요성(14.3%) 순으로 분석되었다.

세부 지표별 가중치 산정 결과

세부 지표 별 가중치 산정 결과에 대해서 구분, 대지표, 가중치, 세부지표, 자중치, 일관성지수(CI < 0.1)의 순서로 구성된 표
구분	대지표	가중치	세부지표		가중치	일관성지수(CI < 0.1)
블록체인특성	구축필요성	14.3%	탈중앙화 필요성		38.8%	CI = 0.006
			협력모델수준 (개방 및 참여유도 수준)		48.3%
			스마트컨트랙트 활용성 및무결성/신뢰성 수준		12.9%
	도입적합성	47.5%	오라클 문제 해결/회피 가능성		50.0%	CI = 0.012
			자산 디지털화 수준		24.1%
			QoS보장 수준		25.9%
서비스평가 지표	수용성	15.8%	기술 지속 가능성		52.3%	CI = 0.028
			기관 및 법제도 수용성		31.7%
			사용자 수용도		16.1%
	파급효과	22.4%	공공	신시장 창출 가능성	47.0%	CI = 0.003
				산업 육성 기여도	27.9%
				사회적 효용 증대 가능성	25.1%
			기업	장기적 부가가치	12.5%	CI = 0.002
				장기적 비용절감	60.3%
				전략적 투자가치	27.3%

3) 델파이를 활용한 블록체인 서비스 효용 평가
본 연구에서는 AHP를 통해 도출된 블록체인 서비스 평가지표를 실제 사례에 적용하여 블록체인 기술의 특성을 잘 구현할 수 있는 효용이 높은 서비스를 확인하는데 목적이 있다. 이를 위해 앞서 도출된 지표를 적용할 수 있도록 전체 조사된 서비스 사례 90여개에 대해 전문가 자문 및 내부 연구진 평가를 통해 주요 사례를 20개 선정하였다. 선정된 20개에 대해서는 각각 개요, 서비스 프로세스, AS-IS/TO-BE 모형 및 기대효과 등을 통해 상세화하여 제공했다. 이후 전문가 패널을 통해 3차에 걸쳐 합의를 도출하였다.
평가를 위한 USECASE 선정 과정
4) 블록체인 서비스 효용 평가 결과
본 연구에서는 도입적합성이 가장 높은 가중치를 가진 것으로 조사되었다. 이는 오라클 문제, 자산의 디지털화 수준 및 QoS에 연계되는데 실질적으로는 해당 서비스에서 요구되는 기술이나 환경이 충분히 성숙되었는가를 판단하는 근거가 된다. 블록체인 기술 자체가 아직 완전히 성숙되었다고 보기 어렵고 현재 시장이나 비즈니스 환경도 변화가 필요한 부분이라는 점이 고려되었다고 볼 수 있다. 실제로 각 부문별 상위 5개 서비스도 대부분 도입 적합성이 높은 특성을 보유하고 있다. 특히 각 부문에서 가장 높게 평가된 블록체인 기반 해외 송금과 p2p 전력거래는 블록체인의 기술적인 특징인 P2P 거래와 밀접한 연관을 가지고 있으며 동시에 사업성 및 부가가치에 대해서도 검증 된 서비스라고 평가되었다. 그 외에도 저작권 보호 및 전자투표, 부동산종합공부, 투자 연계 및 상품권 거래 등 신뢰도가 중요한 서비스에 대해서도 역시 효용성이 높을 것으로 예측되었다.

델파이 조사에 대한 AHP 가중치 부여 결과

델파이 조사에 대한 AHP 가중치 부여 결과에 대해서 순위, 서비스 명, 구축 필요성, 모임 적합성, 수용성, 파급효과, 합계로 구성된 표
순위	서비스 명	구축 필요성	도입 적합성	수용성	파급효과	합계
공공	블록체인 기술 적용 통관 시스템	10.81	35.92	11.95	16.94	75.6
	전기차 폐배터리 유통 이력 관리 서비스	9.37	31.13	10.35	14.68	65.5
	블록체인 클라우드 기반 부동산종합공부시스템	11.2	37.2	12.37	17.54	78.3
	블록체인 기반 재외공관 공증발급	9.35	31.06	10.33	14.65	65.4
	P2P 전력거래 서비스 플랫폼	12.03	39.97	13.29	18.85	84.1
	블록체인 기반 전자투표 서비스	11.37	37.77	12.56	17.81	79.5
	블록체인 기반 저작권 보호 서비스	10.81	35.92	11.95	16.94	75.6
	블록체인 기반 상품권 거래 서비스	11.14	37.00	12.31	17.45	77.9
	카풀블록체인	10.71	35.57	11.83	16.78	74.9
	블록체인 기반 교육 서비스	8.69	28.88	9.61	13.62	60.8
민간	농수산물 유통이력 추적/인증 시스템	10.13	33.64	11.19	15.86	70.8
	블록체인 기반 주행정보 이력관리 및 중고차 거래 서비스	10.92	36.26	12.06	17.1	76.3
	블록체인 플랫폼 기반 근로계약 서비스	9.22	30.62	10.18	14.44	64.5
	블록체인 기반 해외송금 시스템	12.03	39.95	13.29	18.84	84.1
	다이아몬드 생산과정 및 거래이력추적서비스	10.64	35.35	11.76	16.67	74.4
	블록체인 기반 동영상 스트리밍 서비스	9.79	32.51	10.81	15.33	68.4
	블록체인 기반 투자 연계 서비스	10.18	33.81	11.25	15.95	71.2
	항공기 연착 보험	10.04	33.33	11.09	15.72	70.2
	블록체인 기반 광고 마케팅 서비스	9.49	31.53	10.49	14.87	66.4
	블록체인 기반 화물 추적 관리 서비스	10.69	35.51	11.81	16.74	74.8

5) IPO(Input-Process-Output) 논리모형의 연계
본 연구에서는 이를 위해 블록체인 특성에 기반하여 새로운 효용을 창출할 수 있는 enabler로서의 가치를 살펴보았다. 이에 따라 탈중앙화, 협력모델수준 등의 구축필요성을 포함하여 오라클 문제나 자산의 디지털화 등 도입적합성 측면이 검토되어야 함을 확인하였다.
도출한 지표는 실제로 도입 및 효과 검토를 위한 절차적인 프로세스로 대입해볼 수 있다. 공공부문 사업평가의 경우, Input → Process → Output → Outcome의 논리모델(Logic model)을 기반으로 하고 있다. 이를 도출한 평가지표에 적용해보면 효용검토를 위한 모델을 보다 명확히 할 수 있다.
본 연구에서 살펴본 구축필요성과 도입적합성은 각각 필요조건과 충분조건으로 상호보완적인 지표가 된다. 먼저 적용하고자하는 비즈니스에 ‘구축필요성’의 지표를 대입하여 해당 요건이 필요한지를 먼저 파악하여 ‘왜’블록체인을 도입해야 하는지를 검토해야 한다. 이후 서비스나 사업 환경이‘구축용이성’의 지표에 맞춰 적절하게 구성되었는지 혹은 보완할 수 있는지 확인해야 한다. 현재 수용성에서 살펴보고 있는 기술의 표준화를 포함하여 기관·법제 수용성이나 사용자 수용성 등은 이런 최적화를 위한 기반이 될 것이다. 도출된 지표와 IPO 관점을 보완하면 현재 시범사업이나 기술 도입 검토 및 전주기 관리에 보다 체계적인 관리 방안을 수립할 수 있을 것으로 기대된다.
5. 정책 제언 및 시사점
‘블록체인 기술 발전 전략(‘18.6. 과기부)’을 통해 확보한 모멘텀을 디지털 전환 패러다임으로 연계하여 산업의 중장기적 경쟁력을 확보하는 방향으로 시각을 돌려야 할 것으로 본다. 이를 위해 블록체인 시범사업을 통해 발굴한 핵심 비즈니스 모델들이 상용화 단계로 확장될 수 있도록 지속지원체계를 갖추는 것도 필요하다. 본 연구에서는 도출한 지표를 보다 체계적으로 활용하기 위한 방안으로 기존 IPO(Input-Process-Output-Outcome) 논리 모형에 연계하여 제시하는 부분도 진행하였다. Output과 Outcome으로 이루어지는 성과체계와 함께 Feedback을 통해 다년도 사업으로 지속되는 사업성 검토는 단·중·장기적으로 그 효과를 평가하며 관련 프로젝트를 선정하고 지속해나가는 지표가 될 것으로 본다. 또한 블록체인 생태계의 장기적인 발전을 위해 건전한 거버넌스 구현이 필수이므로 중장기적인 블록체인 생태계 확산을 위한 블록체인 거버넌스에 관심을 기울여야 할 것이다.
블록체인은 빠르게 발전하고 있지만 아직 초기시장이라는 점을 고려해야 한다. 주요 핵심기술과의 융합관점에서 블록체인 기술 확산을 살펴보며 부처간 협력을 통한 공공선도의 노력도 여전히 필요할 것이다. 범부처 차원으로 발표된 디지털정부혁신 계획은 이러한 통합 연계의 좋은 기회가 될 것이다. ‘블록체인 + 산업·경제 디지털 전환 비전’을 통해 역량이 집중되면 국내 생태계의 경쟁력 확보가 한층 원활할 것으로 기대한다.

- 제1장 서론
- 제1절 연구의 배경 및 목적
- 제2절 연구 방법 및 구성
- 1. 연구 방법
- 2. 연구 구성
- 제2장 이론적 배경
- 제1절 블록체인 기술의 특징
- 제2절 서비스 평가모델
- 제3절 계층적 의사결정 방법(AHP)
- 제4절 델파이 기법
- 제3장 AHP를 이용한 평가지표 도출
- 제1절 자료 수집
- 1. 문헌 연구 종합 검토
- 2. 블록체인 서비스 효용 평가지표 초안 도출
- 제2절 AHP를 통한 평가지표 가중치 설정
- 1. AHP 연구 단계
- 2. 전문가 선정
- 3. AHP 분석 결과 및 고찰
- 제4장 델파이를 활용한 블록체인 서비스 효용 평가
- 제1절 델파이 연구단계 및 서비스 조사
- 1. 델파이 연구 단계
- 2. 블록체인 서비스 조사
- 제2절 델파이 연구 결과
- 1. 델파이 도출 결과
- 2. IPO 관점의 평가지표 응용
- 제5장 결론
- 1. 연구의 주요 내용
- 2. 정책적 시사점