[논문 리뷰] Sovereign-by-Design A Reference Architecture for AI and Blockchain Enabled Systems

Esposito, Matteo, Lodovica Marchesi외 2명|arXiv (Cornell University)|2026. 02. 05.

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한 줄 요약

논문은 디지털 주권을 1급 건축 속성으로 다루는 Sovereign Reference Architecture (SRA)를 제안하며, self-sovereign identity, blockchain-based trust, sovereign data governance, 및 GenAI governance를 통합하여 감사 가능하고 관할권 인지 AI-enabled 시스템을 가능하게 한다.

ABSTRACT

Digital sovereignty has emerged as a central concern for modern software-intensive systems, driven by the dominance of non-sovereign cloud infrastructures, the rapid adoption of Generative AI, and increasingly stringent regulatory requirements. While existing initiatives address governance, compliance, and security in isolation, they provide limited guidance on how sovereignty can be operationalized at the architectural level. In this paper, we argue that sovereignty must be treated as a first-class architectural property rather than a purely regulatory objective. We introduce a Sovereign Reference Architecture that integrates self-sovereign identity, blockchain-based trust and auditability, sovereign data governance, and Generative AI deployed under explicit architectural control. The architecture explicitly captures the dual role of Generative AI as both a source of governance risk and an enabler of compliance, accountability, and continuous assurance when properly constrained. By framing sovereignty as an architectural quality attribute, our work bridges regulatory intent and concrete system design, offering a coherent foundation for building auditable, evolvable, and jurisdiction-aware AI-enabled systems. The proposed reference architecture provides a principled starting point for future research and practice at the intersection of software architecture, Generative AI, and digital sovereignty.

연구 동기 및 목표

• 주권은 규제일 뿐이 아니라 건축적 목표가 되어야 한다고 주장한다.
• 정체성, 데이터, AI 및 공급망 전반에 걸친 주권 제약을 강제하는 계층적 건축 참조 모델(SRA)을 정의한다.
• 거버넌스 및 출처에 대한 변조 방지 신뢰 기초를 블록체인 기술이 제공하는 방식을 보여준다.
• 생성형 AI가 적절히 제약될 때 주권에 대해 이중 위험이자 촉진자로 작용한다는 것을 설명한다.
• 아키텍처를 EU 주권 프레임워크와 실무 및 연구에 대한 실용적 시사점에 매핑한다.

제안 방법

• 계층화된 건축 모델(SSI, 블록체인 신뢰/감사, 주권 데이터, 주권 AI, 애플리케이션)을 제안한다.
• 계층 전반에 걸친 변조 방지 출처 및 거버넌스가 블록체인 백본에 의해 고정되어 있는 방식을 설명한다.
• 주권을 실현하기 위한 (예: DIDs, VCs, 정책-코드로서의 정책, 모델 레지스트리) 건축 제약 및 메커니즘을 개략적으로 제시한다.
• 주권 환경 내 GenAI 리스크 및 건축적 완화책을 논의한다.
• SRA를 EU 정책 프레임워크(EU Cloud Sovereignty Framework) 및 거버넌스 메커니즘과 연계한다.

Figure 1. Simplified Overview of the Proposed Reference Architecture

실험 결과

연구 질문

• RQ1 AI-enabled 시스템에서 주권을 건축적 속성으로 운영화할 수 있는가?
• RQ2 자가 주권 신원, 신뢰, 데이터 거버넌스 및 GenAI 거버넌스를 구현하기 위해 어떤 건축 계층과 제약이 필요한가?
• RQ3 블록체인 기반 출처가 신원, 데이터, AI 생명주기에 대한 책임성과 수명주기 보장을 어떻게 뒷받침할 수 있는가?
• RQ4 GenAI-enabled 아키텍처에서 주권, 비용, 확장성, 편의성 간의 trade-off는 무엇인가?
• RQ5 제안된 SRA가 EU 및 국제 주권 이니셔티브 및 표준과 어떻게 정렬될 수 있는가?

주요 결과

• 주권은 구성요소의 배포, 진화 및 검증을 제어하는 건축적 제약을 통해 가장 잘 달성된다.
• 블록체인은 계층 간 책임성, 출처, 수명주기 보장을 위한 기본적 건축 메커니즘으로 작용한다.
• GenAI는 건축에 의해 지역성, 관찰 가능성, 거버넌스 경계가 부과되어야 하는 1급 건축적 관심사로 다뤄져야 한다.
• SRA는 주권, 보안, 책임 요구사항을 건축적 결정 및 트레이드오프에 원칙적으로 옮길 수 있는 방법을 제공한다.
• EU Cloud Sovereignty Framework 및 관련 표준에 매핑함으로써 EU 맥락에서 아키텍처를 구현할 수 있다.