[논문 리뷰] ARCHANGEL: Trusted Archives of Digital Public Documents

John Collomosse, Tu Bui외 7명|arXiv (Cornell University)|2018. 04. 23.

Digital and Cyber Forensics참고 문헌 4인용 수 7

한 줄 요약

ARCHANGEL은 분산원장기술(DLT)을 활용해 디지털 공공문서의 장기적 무결성과 기원을 암호학적으로 보장하는 탈중앙화된 블록체인 기반 플랫폼을 제안한다. 문서 내용 증거를 암호학적으로 블록체인에 고정시켜, 기관의 신뢰도가 아닌 암호학적 검증에 기반한 신뢰 모델로 전환한다. 이 플랫폼은 이더리움 기반 프로토타입으로 개발되어, 기록물 보관소에서 위변조 방지 가능한 감사 기록을 가능하게 하며, 장기적인 보존 기간 동안 파일 포맷이 노후화되더라도 문서의 진위성과 기원을 검증할 수 있도록 한다.

ABSTRACT

We present ARCHANGEL; a de-centralised platform for ensuring the long-term integrity of digital documents stored within public archives. Document integrity is fundamental to public trust in archives. Yet currently that trust is built upon institutional reputation --- trust at face value in a centralised authority, like a national government archive or University. ARCHANGEL proposes a shift to a technological underscoring of that trust, using distributed ledger technology (DLT) to cryptographically guarantee the provenance, immutability and so the integrity of archived documents. We describe the ARCHANGEL architecture, and report on a prototype of that architecture build over the Ethereum infrastructure. We report early evaluation and feedback of ARCHANGEL from stakeholders in the research data archives space.

연구 동기 및 목표

• 디지털 전환의 가속화와 기관에 대한 신뢰도 감소라는 맥락에서 디지털 공공문서의 장기적 무결성과 신뢰성을 확보하는 데 도전하는 것.
• 중앙집중화된 기관의 명성에 의존하는 것을, 분산원장기술(DLT) 기반의 암호학적으로 검증 가능한 탈중앙화된 신뢰 모델로 대체하는 것.
• 공공 기록소가 파일 포맷이 노후화된 이후에도 수십 년 또는 수백 년에 걸쳐 문서의 진위성과 기원을 검증할 수 있도록 플랫폼을 개발하는 것.
• 국가 및 국제 기록소 간의 협업과 내구성을 확보하는 데 기여하는 DLT 기반 아카이빙 시스템의 프로토타입을 개발하고 평가하는 것.
• 블록체인이 기록 관리 과정의 감사 기록을 지원하고, 개방된 검증을 통해 기록 관리 관행에 대한 신뢰를 제고하는 방식으로 어떻게 활용될 수 있는지 탐색하는 것.

제안 방법

• 승인된 기록소 운영자 또는 자동화된 프로세스가 문서 내용의 암호학적 해시값(내용 증거)을 포함한 블록을 기록하는 허가된 블록체인 모델을 사용한다.
• 표준 이진 해싱(예: SHA-256)을 사용해 내용 증거를 생성하며, 향후에는 PDF, 이미지, 영상 등 특정 문서 유형에 특화된 해싱 기법을 도입할 수 있다.
• 이더리움의 스마트 컨tracts를 활용해 내용 증거를 블록체인에 기록하는 경로를 제공함으로써, 보안성과 감사 가능한 거래 기록을 보장한다.
• 각 블록이 이전 블록의 해시를 포함하도록 암호학적으로 블록을 연결함으로써 불변성을 확보하고, 장기적으로 데이터의 무결성을 강화한다.
• 다양한 기록소가 동일한 DLT에 기여하고 상호 검증할 수 있는 다중 기록소 모델(Cross-AMI)을 설계하여 공동 신뢰 및 공조 검증을 가능하게 한다.
• 버전 관리 추적성을 확보하고 최상의 기원 모델링 관행과의 호환성을 확보하기 위해 W3C PROV 표준을 통합한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 분산원장기술은 어떻게 디지털 공공문서의 장기적 무결성과 기원을 암호학적으로 보장할 수 있는가?
• RQ2 기록 기관에 탈중앙화된 신뢰 모델을 도입할 경우 실질적 영향과 이해관계자들의 인식은 어떠한가?
• RQ3 블록체인 기반의 내용 증거는 기존 기록 관리 워크플로우에 어떻게 통합되어 검증 가능한 기록 관리 및 감사 기록을 지원할 수 있는가?
• RQ4 다중 기관 및 다국적 환경에서 장기적인 디지털 보존을 위해 블록체인을 사용할 경우 발생하는 기술적 및 운영적 과제는 무엇인가?
• RQ5 기관의 명성에만 의존하지 않고, 블록체인 기술이 어떻게 기록 기관의 투명성과 신뢰를 제고할 수 있는가?

주요 결과

• ARCHANGEL 프로토타입은 이더리움 블록체인에 성공적으로 구현되어, DLT를 활용해 장기적 무결성을 확보하는 데 실현 가능성을 입증했다.
• 연구 데이터 관리 분야의 이해관계자들은 플랫폼에 높은 관심을 보였으며, 특히 투명성, 감사 가능성, 공동 신뢰 구축 잠재력에 주목했다.
• 기록사들은 블록체인이 기록 관리 작업의 자동화된 검증 가능한 로깅을 가능하게 하여 위변조 방지 감사 기록을 제공함으로써 기관의 책임성 향상을 도모할 수 있음을 강조했다.
• 플랫폼은 여러 기록소가 공동으로 DLT를 유지하고 검증할 수 있는 협업 모델을 지원하여 단일 기관에 대한 의존도를 낮추고 위변조에 대한 내구성을 높였다.
• 초기 피드백에 따르면, 정치적으로 불안정한 지역에 위치한 기록소들 역시 공동 검증과 장기적 공공 기록 보존을 가능하게 하여 위험에 노출된 기록소들을 지원할 수 있을 것으로 보인다.
• 향후에는 특정 미디어 유형(예: 이미지, 영상)에 특화된 해싱 기법 도입과 스마트 컨트랙트를 통한 검색 및 검증 기능 통합을 통해 지속 가능한 사용자 자금 기반 유지 보수 모델을 구현할 수 있는 기회를 발견했다.