[논문 리뷰] Traceability Decentralization in Supply Chain Management Using Blockchain Technologies

Thomas Sermpinis, Christos Sermpinis|arXiv (Cornell University)|2018. 10. 22.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 2인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 데이터 무결성과 투명성을 향상시키고 단일 장애 지점(단일 실패 지점)을 제거하기 위해 공급망을 위한 블록체인 기반 탈중앙화 추적 시스템을 제안한다. 블록체인의 변하지 않는 성질과 분산 아키텍처를 활용하여 저자들은 감사 가능성과 위변조에 대한 저항성에서 기존의 중심화된 시스템을 능가하는 모델을 설계하고 평가한다.

ABSTRACT

With the increase of web users and applications with real time requests, the ability to identify, track and trace elements of a product as it moves in the supply chain is deemed necessary, and for many industries is even mandated by national or international regulations. Traceability presupposes the integrity and transparency of data that is saved and shared. This is a problem for current technologies, as there are many examples with tampered data and database vulnerabilities that resulted in serious implications and data loss. A solution to this problem can be the decentralization of the system, which will remove the central point of failure. To that effect, blockchain or DLT technologies, an emergent technology that enables the decentralization of a network can be used, by implementing a trustless model to achieve it. Blockchains are tamperproof and transparent, which means that by exploiting blockchain characteristics, traceability can be improved. A model that describes the decentralization process of the supply chain traceability part has been developed for this paper and is later evaluated and compared with the traditional system.

연구 동기 및 목표

• 규제 요구 증가와 데이터 무결성 리스크로 인해 공급망에서 신뢰할 수 있고 위변조 방지 기능을 갖춘 제품 추적의 필수적인 필요성을 해결한다.
• 현재 중심화된 시스템의 한계를 특정한다. 이는 데이터 위변조에 취약하고 단일 장애 지점이 존재하기 때문이다.
• 데이터 투명성과 불변성을 보장하기 위해 블록체인 기술을 활용한 탈중앙화 추적 모델을 제안한다.
• 기존 중심화된 시스템과의 비교를 통해 제안된 모델이 보안성과 신뢰성 향상에 기여함을 입증한다.

제안 방법

• 중앙 기관에 의존하지 않도록 공급망 추적의 탈중앙화를 위해 블록체인 기반 아키텍처를 설계한다.
• 분산 원장 기술(DLT)을 활용하여 데이터가 다수의 노드에 걸쳐 암호학적으로 보호되고 시간이 기록되도록 보장한다.
• 공동체 합의 기반 메커니즘과 암호학적 해시를 통해 데이터 무결성을 강제하는 신뢰 없는 모델을 구현한다.
• 모든 공급망 단계에서 제품의 실시간 추적과 검증 가능한 기록을 가능하게 하기 위해 시스템을 구성한다.
• 불변 기록을 사용하여 승인된 이해관계자가 전체 제품 이동 경로를 감사할 수 있도록 하여 종단 간 투명성을 확보한다.
• 추적 성능의 정성적 및 구조적 분석을 통해 제안된 모델을 기존 중심화된 시스템과 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인 기술은 공급망 추적 시스템의 탈중앙화와 무결성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 공급망 내 중심화된 시스템과 블록체인 기반 추적 모델 간의 핵심 아키텍처적 차이점은 무엇인가?
• RQ3 탈중앙화는 공급망 시스템에서 데이터 위변조 및 단일 장애 지점의 위험을 어느 정도 감소시킬 수 있는가?
• RQ4 제안된 블록체인 모델은 기존 시스템과 비교해 투명성과 감사 가능성 측면에서 어떻게 향상되는가?
• RQ5 규제 산업에서 제품 추적에 분산 원장 기술을 사용할 경우의 구조적 및 운영적 이점은 무엇인가?

주요 결과

• 제안된 블록체인 기반 모델은 분산된 네트워크에 데이터를 분산시켜 단일 장애 지점(단일 실패 지점)을 성공적으로 제거한다.
• 블록체인 기록의 불변성 덕분에 데이터 무결성이 크게 향상되어 무단 변경을 방지한다.
• 시스템은 종단 간 투명성을 제공하여 이해관계자가 실시간으로 전체 제품 이동 경로를 검증할 수 있다.
• 탈중앙화 아키텍처는 중심 기관에 의존하지 않고도 공급망 참가자 간 감사 가능성과 신뢰를 향상시킨다.
• 기존 중심화된 데이터베이스와 비교해 데이터 유출 및 조작에 대한 저항력이 뛰어나다는 점에서 뛰어난 내구성을 입증한다.
• 평가 결과 블록체인 기반 추적은 규제 기준 준수를 위한 더 안정적이고 신뢰할 수 있는 기반을 제공한다는 점이 확인되었다.