[논문 리뷰] Deployment of a Blockchain-Based Self-Sovereign Identity

Quinten Stokkink, Johan Pouwelse|arXiv (Cornell University)|2018. 06. 05.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 9인용 수 14

한 줄 요약

이 논문은 네덜란드 시민이 여권 수준의 법적 유효성을 지닌 디지털 신원을 소유하고 통제할 수 있도록 허용하는 허가가 없는 블록체인 기반 자기주권 신원(SI) 시스템을 제안한다. 일반화된 블록체인 독립적 신원 진술 모델을 활용하여 1초 미만의 신원 진술 생성 및 검증을 실현함으로써, 중앙 집중적 제어나 벤더 종속성 없이도 신뢰성, 위조 탐지 및 상호운용성을 확보한다.

ABSTRACT

Digital identity is unsolved: after many years of research there is still no trusted communication over the Internet. To provide identity within the context of mutual distrust, this paper presents a blockchain-based digital identity solution. Without depending upon a single trusted third party, the proposed solution achieves passport-level legally valid identity. This solution for making identities Self-Sovereign, builds on a generic provable claim model for which attestations of truth from third parties need to be collected. The claim model is then shown to be both blockchain structure and proof method agnostic. Four different implementations in support of these two claim model properties are shown to offer sub-second performance for claim creation and claim verification. Through the properties of Self-Sovereign Identity, legally valid status and acceptable performance, our solution is considered to be fit for adoption by the general public.

연구 동기 및 목표

• 중앙 기관에 의존하지 않고 개인이 자신의 신원을 소유하고 통제할 수 있도록 하여 오랫동안 지속된 디지털 신원 위기를 해결하기 위해.
• 네덜란드 정부가 승인한 여권 수준의 생체 인증을 갖춘 법적으로 유효한 디지털 신원을 제공하기 위해.
• 블록체인을 활용해 신뢰성 있고 불가역적인 증명을 제공함으로써 기관 간 상호 신뢰가 필요 없이도 신원 진술에 대한 신뢰를 확보하기 위해.
• 블록체인 아키텍처와 증명 방법에 관계없이 적용 가능한 신원 진술 모델을 통해 고성능과 상호운용성을 확보하기 위해.
• 열린 등록을 가능하게 하고 벤더 종속성을 방지하여 진정으로 자기주권을 실현하고 네트워크 수준의 조작이나 하드 포크에 저항할 수 있도록 하기 위해.

제안 방법

• 저자들은 제3자가 신원 속성에 대한 진실성에 대해 디지털로 서명한 증명을 발급하는 일반화된 검증 가능한 신원 진술 모델을 제안한다. 이러한 증명은 블록체인에 저장된다.
• 시스템은 블록체인 아키텍처와 증명 방법에 관계없이 적용 가능하도록 설계되어, 다양한 분산장부 기술 및 양자 증명 시스템과의 통합이 가능하다.
• 신원 진술 생성 및 검증은 네 가지의 별도 구현체를 통해 최적화되었으며, 이 중 ClaimChain 모델 기반 구현도 포함되어 있으며, 현대 하드웨어에서 모두 100ms 이내 성능을 달성했다.
• 블록체인 합의 기반으로 증명서의 취소가 지원되어, 전 세계 네트워크 상태에서 취소된 진술을 효율적으로 탐지할 수 있다.
• 사용자가 잘못된 증명을 제출할 수 없도록 하여, 잘못된 증명은 불가역적인 스냅샷을 통해 사용자와 연결되어 감지될 수 있다.
• 모든 데이터 교환에 사용자 동의를 요구함으로써 실시간 검증을 지원하며, 이로써 메시지 흐름이 사용자 통제 하에 유지된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 자기주권 신원 시스템이 중앙 신뢰 기관에 의존하지 않고도 법적 유효성과 고성능을 동시에 달성할 수 있는가?
• RQ2 블록체인 기반 시스템이 사용자가 속성을 위조하여 주장하는 것을 방지하면서도 사용자 통제와 프라이버시를 유지할 수 있는가?
• RQ3 보안성과 효율성을 유지하면서도 특정 블록체인 아키텍처나 증명 메커니즘에 종속되지 않는 신원 진술 모델을 얼마나까지 독립적으로 만들 수 있는가?
• RQ4 분산형 신원 시스템이 실시간으로 검증 가능한 신원 진술을 제공할 수 있는가? 특히 대중적 채택에 적합한 1초 이내 성능을 확보할 수 있는가?
• RQ5 허가가 없는 분산형 환경에서 신원 증명서의 취소를 효율적이고 안전하게 관리할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 신원 진술 모델의 네 가지 구현체 모두 현대 하드웨어에서 신원 진술 생성 및 검증에 100ms 이내 성능을 달성하여 실제 대중적 활용에 적합하다.
• 모든 구현체에서 신원 진술 생성 속도가 검증 속도보다 느리며, 이는 진술이 드물게 생성되고 자주 검증되기 때문에 바람직한 특성이다.
• 시스템은 열린 등록을 지원하여 누구나 허가 없이 참여할 수 있으며, 벤더 종속성이나 중앙 집중적 통제의 위험을 제거한다.
• 신뢰성 있고 불가역적인 신원 데이터 스냅샷을 통해 위조 진술을 탐지할 수 있으며, 이는 법적 고소에 활용될 수 있다.
• 블록체인 합의 기반으로 증명서 취소가 효율적으로 탐지되어 신원 위조 조사에 신뢰할 수 있는 감사 로그를 제공한다.
• 이 시스템은 정부 승인을 받은 법적 유효성을 지닌 세계 최초의 허가가 없는 분산형 디지털 여권 솔루션으로, 에스토니아의 모델을 따르고 있다.