[논문 리뷰] Fusing Blockchain and AI with Metaverse: A Survey

Qinglin Yang, Yetong Zhao외 4명|arXiv (Cornell University)|2022. 01. 10.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 8

한 줄 요약

이 종합 논문은 메타버스 내 블록체인과 인공지능(AI)의 통합을 조사하며, 디지털 경제를 위한 탈중앙화되고 안전하며 고성능의 생태계를 제안한다. 메타버스 구성 요소, 디지털 통화, AI 기반 가상 응용 프로그램, 블록체인 기반 시스템 등 분야별 최신 연구를 종합하여, 개방적이고 공정하며 이성적인 디지털 세계를 구축하기 위한 핵심 과제와 향후 연구 방향을 규명한다.

ABSTRACT

Metaverse as the latest buzzword has attracted great attention from both industry and academia. Metaverse seamlessly integrates the real world with the virtual world and allows avatars to carry out rich activities including creation, display, entertainment, social networking, and trading. Thus, it is promising to build an exciting digital world and to transform a better physical world through the exploration of the metaverse. In this survey, we dive into the metaverse by discussing how Blockchain and Artificial Intelligence (AI) fuse with it through investigating the state-of-the-art studies across the metaverse components, digital currencies, AI applications in the virtual world, and blockchain-empowered technologies. Further exploitation and interdisciplinary research on the fusion of AI and Blockchain towards metaverse will definitely require collaboration from both academia and industries. We wish that our survey can help researchers, engineers, and educators build an open, fair, and rational future metaverse.

연구 동기 및 목표

• 디지털 통화, 가상 경제, 탈중앙화 애플리케이션과 같은 핵심 구성 요소를 포함한 블록체인, AI, 메타버스 기술 간 통합의 현재 상태를 분석하기.
• 통합된, 개방적이고 공정한 메타버스의 발전을 저해하는 확장성, 거버넌스, 보안 및 프라이버시 분야의 핵심 과제를 규명하기.
• 미래의 메타버스 애플리케이션에서 요구하는 고처리량, 저지연성 요구 사항을 충족시키지 못하는 기존 블록체인 플랫폼과 합의 기반 구조의 한계를 분석하기.
• 가상 환경 내에서 지능형 콘텐츠 생성, 아바타 행동 모델링, 실시간 상호작용을 가능하게 하는 AI의 역할을 탐색하기.
• 시스템적 과제를 해결하고 지속 가능한 탈중앙화된 미래의 메타버스를 설계하기 위해 학계와 산업 간의 다학제적 협력을 촉진하기.

제안 방법

• 블록체인, AI, 메타버스 시스템 분야의 최근 문헌과 기술 발전을 종합적으로 조사하기.
• NFT 마켓, 탈중앙화 금융(DeFi), Axie Infinity와 같은 가상 세계 플랫폼을 포함한 기존의 블록체인 기반 응용 프로그램을 분류하고 분석하기.
• 메타버스가 요구하는 고용량, 저지연성 거래를 지원하는 데 있어 현재의 합의 기반 구조(PoW, PoS 등)의 성능과 한계를 평가하기.
• 메타버스 워크로드에 최적화된 신규 블록체인 플랫폼과 합의 알고리즘의 필요성을 제안하며, 저지연성, 고처리량, 오프라인 거래 지원을 강조하기.
• 메타버스에서 디지털 신원, 가상 자산, 사용자 데이터를 보호하기 위한 맞춤형 암호 기법과 프라이버시 보존 메커니즘을 조사하기.
• 대규모 메타버스 생태계의 거버넌스 모델을 검토하며, 기업 협업 유도와 규제 준수를 위한 인센티브를 포함하여 시장 조작과 사기 방지를 위한 조치를 고려하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인과 AI를 효과적으로 융합하여 메타버스 내에서 안전하고 확장성 있고 지능적인 디지털 경제를 가능하게 하기 위한 방법은 무엇인가요?
• RQ2 기존의 블록체인 플랫폼과 합의 기반 구조는 메타버스가 요구하는 고처리량 및 저지연성 거래를 충족시키는데 있어 어떤 주요 기술적 한계를 지니고 있나요?
• RQ3 AI는 메타버스 내에서 지능형 콘텐츠 생성, 아바타 행동 모델링, 실시간 상호작용을 통해 사용자 경험을 어떻게 향상시킬 수 있나요?
• RQ4 공정성 확보, 시장 조작 방지, 사용자 프라이버시 유지에 기여하기 위해 필요한 거버넌스 및 규제 프레임워크는 무엇인가요?
• RQ5 메타버스에서 디지털 자산, 신원, 거래 기록을 보호하기 위해 어떤 새로운 암호 기법과 프라이버시 보존 메커니즘이 필요할까요?

주요 결과

• PoW 및 PoS와 같은 기존의 블록체인 플랫폼과 합의 기반 구조는 고지연성, 저처리량, 높은 계산 비용으로 인해 메타버스에 부적합하다.
• 메타버스는 저지연성 거래 처리, 고처리량, 오프라인 결제 지원 기능을 갖춘 새로운 블록체인 플랫폼이 필요하다.
• AI는 딥러닝과 군집 기법을 활용한 실시간 제스처 및 음성에서 운동으로의 매핑, 아바타의 감정 표현, 동적 콘텐츠 생성을 포함한 고도화된 가상 세계 응용 프로그램을 가능하게 한다.
• Axie Infinity를 예로 들 수 있는 현재의 디지털 통화 및 NFT 기반 경제는 탈중앙화된 가상 경제의 실현 가능성을 보여주지만, 일부 법적 규제 및 접근성 문제에 직면해 있다.
• 메타버스의 보안과 프라이버시는 디지털 자산, 사용자 신원, 거래 기록을 도용, 사기 및 무단 접근으로부터 보호하기 위한 특수한 암호 기법이 필요하다.
• 통합된 메타버스의 거버넌스는 주요 기업과 규제 기관 간의 협력이 필요하며, 공정한 규칙 수립, 독점적 통제 방지, 뇌물 및 시장 조작 위험 완화를 위해 노력해야 한다.