[논문 리뷰] Blockchain in Space Industry: Challenges and Solutions

Mohamed Torky, Tarek Gaber외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 02. 27.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 24인용 수 14

한 줄 요약

이 논문은 블록체인 기반의 개념적 프레임워크를 제안하여 스마트 계약을 활용해 디지털 토큰(예: 궤도, 인공위성, 소행성 등)를 통해 우주 자원을 안전하고 탈중앙화된 방식으로 관리할 수 있도록 한다. 블록체인 기술을 활용해 우주 거래를 투명하고 안전하게 추적할 수 있는 혁신적인 아키텍처를 도입하였으며, 위성 시스템에 블록체인을 통합한 오픈소스 사례로 스페이스체인을 제시한다.

ABSTRACT

Blockchain technology can play a vital role in the space industry and exploration. This magic technology can provide decentralized and secure techniques for processing and manipulating space resources as space digital tokens. Tokenizing space resources such as orbits, satellites, spacecraft, orbital debris, asteroids, and other space objects in the form of blockchain-based digital tokens will reflect plenty of various applications in the space mining industry. Moreover, Blockchain algorithms based on smart contracts can be utilized for tracking all space transactions and communications in a transparent, verifiable, and secure manner. This paper is one of the first attempts towards conceptually investigating adopting blockchain theory in the space industry based on space digital token concept. A new conceptual blockchain in space industry framework is proposed, and new models are created for introducing proposed solutions for some major challenges in the space industry and exploration. Finally, the paper is ended with discussing SpaceChain, the first open-source blockchain-based satellite network in the world as a case study of applying blockchain theory in designing and implementing satellite systems.

연구 동기 및 목표

• 블록체인 기술이 우주 산업 운영의 보안성, 투명성, 탈중앙화를 향상시키는 데 응용되는 방식을 조사하는 것.
• 궤도 오염물질 추적 및 인공위성 운영 관리와 같은 우주 자원 관리의 과제를 해결하는 것.
• 궤도, 인공위성, 소행성과 같은 우주 자산의 디지털 토큰화를 위한 개념적 블록체인 프레임워크를 제안하는 것.
• 블록체인 기반 솔루션을 통해 우주 탐사의 핵심 과제를 해결하기 위한 모델을 개발하는 것.
• 스페이스체인 사례 연구를 통해 위성 시스템에서 블록체인의 실현 가능성을 입증하는 것.

제안 방법

• 우주 자원의 탈중앙화되고 안전한 관리를 위한 새로운 개념적 블록체인-인-스페이스 프레임워크를 제안한다.
• 궤도, 인공위성, 우주 쓰레기와 같은 자산을 나타내는 데 사용되는 '우주 디지털 토큰'의 개념을 도입한다.
• 블록체인의 암호학적 보안성과 불변성 특성을 활용해 투명하고 변조 방지 가능한 방식으로 우주 거래 및 통신을 자동화하고 검증한다.
• 분산원장 기술을 활용해 우주 데이터와 운영의 신뢰도를 향상시킨다.
• 분산원장 기술을 활용해 우주 자원 할당 및 추적을 위한 관리 모델을 개발한다.
• 스페이스체인을 위성 네트워크에서 블록체인을 구현한 실제 사례로 분석하여 오픈소스 아키텍처와 탈중앙화된 운영 방식을 강조한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인 기술은 우주 자원 관리의 보안성과 투명성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 블록체인을 우주 산업 운영에 적용할 때 발생하는 주요 과제는 무엇이며, 이를 어떻게 해결할 수 있는가?
• RQ3 궤도와 인공위성과 같은 우주 자산은 어떻게 효과적으로 블록체인을 통해 토큰화할 수 있는가?
• RQ4 스마트 계약은 우주 거래의 자동화와 보안에 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 스페이스체인처럼 오픈소스 기반의 블록체인 기반 위성 네트워크는 블록체인 기술이 우주 시스템에 적용 가능한지를 얼마나 잘 입증할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 블록체인 프레임워크는 궤도, 인공위성, 소행성과 같은 다양한 우주 자산을 나타내는 디지털 토큰을 안전하고 탈중앙화되며 투명하게 관리할 수 있도록 한다.
• 스마트 계약은 우주 거래의 검증 가능하고 불변하는 추적을 가능하게 하여 중심화된 기관에 대한 의존도를 감소시킨다.
• 궤도와 소행성과 같은 우주 자원의 토큰화는 새로운 경제 모델과 우주 탐사의 투명성 향상에 기여한다.
• 스페이스체인 사례 연구는 오픈소스 기반의 탈중앙화된 네트워크 아키텍처를 통해 블록체인 기술이 위성 시스템에 실현 가능하다는 점을 입증한다.
• 이 프레임워크는 분산원장 기술을 통해 궤도 오염물질 추적 및 인공위성 조율의 핵심 과제를 해결한다.
• 본 연구는 향후 우주 산업 인프라에 블록체인을 통합하기 위한 기초 개념 모델을 수립한다.