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[사이언스프리즘] SW생태계의 정점 ‘운영체제’
[사이언스프리즘] SW생태계의 정점 ‘운영체제’
지난 5일 중국 통신장비업체 화웨이는 베일 속에 있었던 독자 개발 운영체제 훙멍(HongMeng·鴻蒙) OS를 공개했다. 화웨이는 삼성전자에 이은 세계 2위의 스마트폰 제조사다. 3위는 애플이다. 화웨이는 이를 하모니OS(HarmonyOS)로 부른다. 한자로는 ‘큰 혼돈’인데 영어로는 ‘조화’로 번역했으니 묘하다. 화웨이의 이번 발표는 아이폰과 안드로이드가 아닌 그들만의 새로운 소프트웨어 생태계를 구성하겠다는 자주독립선언이다. 지난 5월 미국은 공공기관에 납품된 중국산 서버에 정체불명의 스파이 칩이 장착돼 있다는 것을 빌미로 중국 기업을 블랙리스트에 올렸다. 피해의 핵심은 소프트웨어였다. 화웨이는 자사 스마트폰에 탑재되는 안드로이드에 대해 더 이상 앱판매, 업데이트 등을 못 받을 상황이 됐다. 미국은 안드로이드 생태계에서의 퇴출로 위협했다. 이에 화웨이도 강공대응했다. 안드로이드를 대체할 자체 개발한 운영체제 ‘훙멍’을 공개했다. 13억 인구의 중국이 안드로이드 생태계에서 탈퇴할 수도 있다는 것을 간접적으로 시사했다. 구글 입장에서 인구 13억명의 시장을 놓친다는 것은 감내하기 어렵다. 구글은 중국에 대한 안드로이드 수출중지를 보류했다. 운영체제는 그것의 기술적 핵심성 때문에 소프트웨어 생태계 정점에 위치한다. 운영체제는 하드웨어 구동을 담당하는 등 모든 골치 아프고 어려운 일을 대신 해주는 프로그램이다. 우리는 각종 앱으로 둘러싸여 생활한다. 이메일, 일정 입력, 카톡 등 모두 소프트웨어다. 심지어 사진 앱을 이용해 점심 메뉴를 친구와 공유한다. 이들 앱은 하드웨어를 사용하며 실행된다. 휴대전화 번호를 저장하기 위해 디스크를 사용한다. 사진 앱은 이미지를 발광다이오드(LED) 화면에 표현해야 한다. 최신 아이돌의 음악은 스피커를 통해 재생된다. 우리가 사용하는 앱은 음악을 틀고, 선을 그리고, 전화번호를 디스크에 저장할 때 디스크, 화면, 스피커 등을 직접 구동하지 않는다. 운영체제에 해당 작업을 요청한다. 운영체제는 요청을 받으면 앱이 원하는 작업을 해준다. 경우에 따라서는 요청을 거절하기도 한다. 디스크에 여분 공간이 없을 경우, 현재 음악이 재생되고 있는데 또 다른 음악을 재생 요청한 경우 등이다. 각 운영체제는 각자 자신만의 언어를 갖고 있다. 앱이 작업을 요청할 때, 해당 운영체제가 알아들을 수 있는 언어로 작업을 요청해야 한다. 전화번호를 디스크에 저장하는 경우를 보자. 어떤 운영체제는 “기록바랍니다”, 어떤 운영체제는 “저장하라”고 요청해야 한다. 대부분의 개발자들은 각 운영체제별로 앱을 따로 만들 여력이 없다. 가장 많이 사용되고 널리 퍼진 운영체제 하나를 대상으로 개발에 집중한다. 때문에 앱 개발 시 최우선 결정사항이 운영체제의 선택이다.내가 수확한 채소를 어느 시장에 가서 팔아야 제값을 받고 팔 수 있을까 하는 결정이다. 당연히 큰 시장에 가서 목 좋은 곳에 자리를 잡아야 쉽게 팔수 있다. 운영체제의 선택 역시 동일하다. 마이크로소프트(MS) 창립자 빌 게이츠는 PC용 운영체제인 MS-DOS를 기반으로 마이크로소프트 왕국을 건설했다. 애플 창업자 스티브 잡스는 아이폰 운영체제의 생태계를 완전공개하고, 누구나 아이폰앱을 개발할 수 있게 했다. 이것이 오늘의 애플을 있게 한 단초다. 구글은 안드로이드 운영체제를 통해 세계 모든 사용자의 취향과 행동 빅데이터를 수집한다. 현재 스마트폰 생태계는 구글의 안드로이드와 애플의 아이폰이, PC 소프트웨어 생태계는 마이크로소프트사의 윈도와 애플의 맥운영체제가 양분하고 있다. 운영체제 주도권을 갖는 자가 소프트웨어 생태계를 지배한다. 우리나라는 운영체제 자주국인가. 우리네 삼성전자와 LG전자는 각기 타이젠과 웹OS라는 자체 운영체제를 보유하고 있다. 물론 소프트웨어 생태계 구축은 기술이 아니고 규모의 문제다. 인구 5000만명이 채 안 되는 규모로 독자적인 생태계를 갖는 것은 사실상 불가능하다. 하지만 적어도 운영체제 기술력에서는 자주독립국인 셈이다. 요즘 반도체 분야에서 부품과 소재 기술의 대일본 의존성 때문에 나라 안팎이 어수선하다. 소프트웨어의 핵심인 운영체제만큼은 나름 자체기술을 보유하고 있어 작게나마 안심이다. 원유집 카이스트 교수 컴퓨터학
2019.08.14 23:32:10
[사이언스프리즘] 태풍과 허리케인
[사이언스프리즘] 태풍과 허리케인
우리나라에는 8, 9월에 태풍이 자주 상륙하므로 본격적으로 태풍시즌에 접어들었다. 어린 시절 로봇 태권브이와 마징가 제트가 싸우면 누가 이길지 말싸움을 해보았을 것이다. 어른이 돼서는 ‘태풍’과 ‘허리케인’ 중 어느 게 더 강한지 언쟁이 있었을 법하다. 평균적인 세기나 숫자로 보면, 태풍이 허리케인보다 훨씬 강하고 발생 개수도 많다. 이는 지역에 따라 각기 다른 이름으로 불리는데 북서태평양에서는 태풍, 북중미에서는 허리케인, 인도양과 남반구에서는 사이클론이라고 부른다. 그중 ‘태풍’은 날짜 변경선 서쪽의 북서태평양에서 발생하는 수많은 ‘열대요란’(작은 규모의 저기압) 중에서 중심 부근의 최대 풍속이 초당 17m 이상인 강풍을 동반하는 열대저기압으로 발달한 것을 가리킨다. 열대저기압은 열대 해양에서 발생해서 온난전선이나 한랭전선이 만들어지지 않는 대류권 내 저기압성 순환이다. 열대저기압의 발생 원인과 형태는 중위도 지방에서 발생하는 온대저기압과 완전히 다르다. 온대저기압은 전선을 동반하고 중심을 둘러싼 등압선이 호빵 모양으로 일그러져 있는 반면 열대저기압은 전선을 동반하지 않고 등압선이 원형에 가깝다. 열대저기압은 발생 후 열대지역에 광범위하게 퍼져 있는 동풍계열의 무역풍을 따라 서쪽으로 향해 북상하며, 중위도에 진입하면서 편서풍을 만나 동쪽으로 전향한다. 그래서 우리나라에 영향을 끼치는 대부분의 태풍은 C자 형태로 이동한다. 반면 온대저기압은 중위도에서 발생하기에 편서풍의 영향을 받아 서쪽에서 동쪽으로 움직인다. 이 때문에 육상의 강수지역이 대략적으로 서해안부터 내륙으로 움직인다. 저기압을 유지시키는 에너지원도 서로 달라서 열대저기압은 수증기가 응결하면서 방출되는 잠열이 사용되고, 온대저기압은 성질이 서로 다른 공기가 만나서 상대적으로 따뜻한 공기가 상승해서 증가되는 위치에너지가 사용된다. 허리케인도 태풍과 마찬가지로 중심 부근의 최대 풍속이 초당 17m 이상인 열대저기압이다. 단지 태풍과 다른 점은 발생 지역이 북미대륙의 동쪽인 북대서양과 서쪽인 동태평양이라는 것이다. 열대 해양에서는 태풍, 허리케인, 사이클론으로 발달할 수 있는 소용돌이 모양의 구름을 거느리고 있는 열대요란이 전 지구적으로 항상 한두 개나 그 이상 발생해 있다. 연간으로 보면 수백∼수천개의 열대요란이 발생하는 셈이다. 전 지구적으로 연간 80여개의 열대저기압이 발생하는데 태풍이 30개, 허리케인이 23개(북대서양에서 9개, 동태평양에서 14개) 정도이다. 평균적인 세기를 보면 태풍이 초당 42m, 허리케인이 초당 36m 정도이다. 북대서양에서 발달하는 허리케인은 내륙에 진입하면 거의 전부 미국 내 어느 지역이든 피해를 입힌다. 반면 여러 국가로 이뤄진 동아시아에서는 태풍이 발생해도 특정 국가에 상륙하지 않을 가능성이 크다. 북서태평양 태풍의 길목에 위치한 필리핀이나 대만에도 태풍이 영향을 끼칠 확률은 30%를 넘지 않는다. 태풍이 우리나라에 영향을 끼칠 확률도 10% 혹은 그 이하여서 태풍에 대한 긴장도는 미국과는 비교가 되지 않을 정도로 약하다. 그러나 태풍의 피해는 적지 않아서 우리나라는 매년 1조원 정도(국가 예산의 0.2%)의 피해를 입는다. 미국의 허리케인에 의한 연간 피해액은 167억달러(약 20조원)로 국가 예산의 0.5%에 이르는 것으로 보고돼 있다. 지난달에는 태풍 ‘다나스’가 우리나라에 상륙해 제주와 남부지역에 많은 비를 뿌리고 큰 피해를 끼쳤다. 이번 우리나라에 영향을 끼친 태풍 ‘프란시스코’는 상대적으로 약했지만 적지 않은 피해를 끼쳤다. 태풍은 초가을로 갈수록 더욱 강해진다. 지금 발달하고 있는 태풍 ‘레끼마’와 ‘크로사’가 우리나라를 비껴가기를 바란다. 우리나라에 영향을 끼칠 태풍에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 기상청에서는 태풍 예보의 정확성을 높여야 할 것이고, 재해를 대비하는 관계 기관과 온 국민은 태풍에 대한 긴장의 끈을 놓지 말아야 할 것이다. 특별히 태풍 예보의 정확성을 높이기 위한 연구에 투자를 소홀히 해서는 안 될 것이다. 허창회 서울대 교수 대기과학
2019.08.07 23:40:08
[사이언스프리즘] 반도체의 시작과 끝
[사이언스프리즘] 반도체의 시작과 끝
흔히 4차 산업혁명의 핵심은 빅데이터, 인공지능(AI), 클라우드 컴퓨팅으로 표현된다. 그런데 빅데이터를 저장하기 위해서는 반도체 메모리가 필요하고, AI를 처리하기 위해서는 그래픽 프로세서(GPU)와 같은 병렬 연산 기능을 가진 프로세서 반도체가 필요하다. 또한 클라우드 컴퓨팅의 핵심 인프라인 데이터 센터에는 반도체가 대규모로 배치돼 있다. 이렇듯 반도체는 모든 정보기술(IT) 제품의 핵심 부품으로 그 적용 분야가 매우 광범위하다. 최근 일본 정부가 반도체 핵심 소재·부품인 포토레지스트, 고순도 불화수소 등의 수출규제로 우리나라 반도체 산업 전반에 대한 경고등이 켜지면서 반도체에 관심이 쏠리고 있다. 반도체는 지난해 우리나라 전체 수출의 20.9%, 국내총생산(GDP)의 7.8%를 차지했다. 그럼 반도체는 무엇으로 이루어지고, 어떻게 만들어지는가. 반도체 내부는 조 단위의 트랜지스터로 이루어져 있고, 이 트랜지스터는 원자 단위로 매우 작다. 그리고 반도체 구조는 3차원(3D) 건축물 형태를 띠며, 실리콘으로 이루어진 반도체 속에는 3차원 구조의 트랜지스터뿐만 아니라 금속 배선과 절연물이 주요 구조물로 돼 있다. 여기서 트랜지스터는 디지털 전류의 전환을 가능케 하는 구조물이라고 할 수 있는데, 트랜지스터 스위치를 금속 배선으로 서로 연결해 그룹을 이루면 덧셈과 곱셈 같은 계산 기능을 수행할 수 있다. 이렇게 해 연산이 모이면 AI가 계산도 할 수 있고, 트랜지스터와 전자를 가두는 축전기를 연결하면 데이터를 저장하는 메모리도 된다. 반도체 표면의 금속과 절연물의 두께는 원자 10개 정도를 쌓는 나노미터(㎚, 10억분의 1m)이다. 주어진 반도체 공간에 수많은 트랜지스터를 쌓기 위해서는 이와 같이 원자를 3차원적으로 건축하는 기술이 필요한데, 그 구조물의 난도는 100층짜리 고층 빌딩을 짓는 것과 같다. 한마디로 반도체 공정은 원자 수준의 박막 균일도를 지니고 있으므로 ‘공학’이라기 보다는 ‘예술’에 가깝다. 나노 크기의 구조물 패턴을 반도체 표면에 만들기 위해서는 빛을 이용한 판화 기술이 사용된다. 이때 빛의 파장은 나노 크기가 돼야 할 뿐만 아니라 판화의 모양을 담은 일종의 필름인 마스크, 광원과 포토레지스트라는 감광물질이 필요하다. 이렇게 포토마스트, 광원, 감광물질은 패턴의 크기와 균일도를 결정해 궁극적으로 반도체의 질과 생산량을 좌우한다. 이 포토마스트, 광원, 감광물질 등을 운용하는 장비 가격은 1000억원을 넘는다. 그래서 반도체 공정은 ‘원자 수준의 3차원 빛의 판화예술 작업’이라고 부르기도 한다. 포토 작업과 3차원 예술작품 공정에는 불순물 주입과정, 유전물질 증착과정, 금속 박막 제조과정, 물질 식각과정이 있다. 이런 과정은 트랜지스터를 만들기 위해 실리콘 기판 위 표면에 불순물을 주입하고, 금속을 입히고, 절연물질을 덮고, 필요 없는 물질을 깎아 내고, 공정 후 남아있는 잔여물을 제거하기 위해서 필요하다. 특히 구조물을 원하는 모양대로 만들 때 반드시 필요한 과정이 구조물 설계에 맞게 물질을 깎아내는 식각 작업이다. 식각 과정은 일종의 예술작품의 ‘조각 작업’과 같다. 판화에서는 칼을 이용하지만 반도체 공정에서는 원자 수준으로 식각을 해야 한다. 건식 식각 공정에서는 기체의 방전을 이용해 가스를 이온화하고, 거기에 전압을 가해 기판을 고속 원자로 충돌시키면서 물리 화학적으로 식각한다. 이때 불화수소(HF) 액체는 물질을 깎아 낼 때 식각용 용액으로 사용하거나 공정 후 남은 불순물을 제거하기 위한 세정제로 사용한다. 당연히 세정제의 순도가 불순물 제거 작업의 완성도를 높이는 데 원자 단위의 세정 작업에는 매우 중요하다. 이처럼 원자 수준의 3차원 예술 작품인 메모리 반도체와 시스템 반도체를 개발하고 국제 경쟁력을 확보하려면 설계·공정·장비 기술 못지않게 그에 필요한 재료 기술도 필수적으로 확보해야 한다. 오늘날 한·중·일 동북아 3국은 일본이 재료·부품을 공급하면, 한국은 중간재나 장비를 중국에 수출하는 형태다. 재료 개발은 하루 아침에 이루어지지 않는 기초 기술이다. 이에 재료를 포함한 기초과학의 중요성을 다시 생각하게 된다. 김정호 카이스트 석좌교수 전기전자공학
2019.07.31 23:07:21
[사이언스프리즘] 현대 과학기술 초석 된 ‘아폴로 11호’
[사이언스프리즘] 현대 과학기술 초석 된 ‘아폴로 11호’
1865년 쥘 베른의 소설 ‘지구에서 달까지’가 발표된 후 1969년 아폴로 11호가 최초로 달 착륙에 성공했다. 올해로 50주년을 맞아 달 착륙을 가능하게 한 첨단 과학기술이 새롭게 주목받고 있다. 아폴로 프로그램은 우주선, 우주복, 동결건조식품, 비행제어장치, 집적회로 등 수많은 과학기술의 집합체로 여기서 얻은 과학기술은 인류의 삶을 혁신적으로 바꿔놓았다. 2012년 미 항공우주국(NASA)이 집계한 자료에 따르면 아폴로 프로그램이 근간이 된 스핀오프(spin-off·파생상품) 제품은 1800여개에 이른다. 이처럼 아폴로 프로그램은 첨단소재 개발을 촉진했다. 초기 미국 우주개발 프로그램은 열과 태양에 견딜 수 있고, 산소와 오존층을 통과할 수 있으며, 미세 운석 충격을 견딜 수 있는 경량재료에 주목했다. 우주선을 위한 재료개발과 관련된 집중 프로그램이 추진되면서 처음에는 지구 대기권에 재진입할 때 발생하는 고온을 고려해 우주선 표면을 니켈 초합금으로 만들자고 제안했다. 하지만 무게를 더 줄여야 했기에 알루미늄 합금이 아폴로 프로그램에 채용됐다. 열 충격을 보완하기 위해 탄소강화섬유로 우주선 앞부분을 감싸고 우주선 외부를 실리카와 세라믹 등으로 만든 단열 타일로 덮었다. 아폴로 프로그램에서 재료의 중요성을 깨달은 NASA는 이후 금속, 합금, 세라믹, 고분자, 복합체 등 추진체에 사용하는 재료와 전자회로에 쓰이는 반도체 소재 등 다양한 재료를 시험했다. 우주재료 핵심기술은 이후 1980년대 우주왕복선 프로그램에 계승돼 오늘날 우주선과 항공기 재료의 기반을 다지고, 최근엔 우주방사선 영향에 대비한 안전한 전자재료와 대기권 산소 영향을 억제한 고분자재료 등이 추가로 개발됐다. 우주선과 항공기 재료는 기본적으로 가볍고 튼튼해야 한다. 대기권을 벗어나 우주를 항해하는 우주선은 우주의 고온·저온·고압의 극한 환경에서 구조와 특성을 유지해야 한다. 대기권을 초고속으로 통과할 때 급격한 물리적·화학적 변화도 견뎌야 한다. 우주선 제작은 성능과 신뢰성은 물론 가공성과 가격 측면도 고려해야 한다. 그런 면에서 알루미늄, 티타늄, 니켈 합금, 탄소 복합재료 등 재료개발은 우주개발에 크게 기여했다. 알루미늄은 강철보다 밀도가 세 배 작고 표면에 얇고 치밀한 산화막을 형성해 잘 부식되지 않는다. 순수한 알루미늄은 가볍지만 연하고 쉽게 변형되는 단점이 있다. 그래서 알루미늄의 가벼운 밀도를 최대한 활용해 합금으로 만든다. 독일의 알프레드 빌름이 개발한 ‘두랄루민’은 알루미늄에 구리와 마그네슘을 섞은 합금이다. 섭씨 500도로 가열한 후 물에 넣어 급히 식히면 서서히 합금의 강도가 증가한다. 이렇게 일정 온도에서 합금의 강도가 증가하는 현상을 ‘시효경화’라 하는데 안전하게 녹을 수 있는 한계를 넘으면 첨가한 금속이 서서히 석출되면서 재료를 강하게 만든다. 두랄루민의 발명은 항공산업 발전을 급속히 촉진했다. 알루미늄보다 가벼운 리튬과 마그네슘도 꾸준히 개발되고 있다. 아폴로 11호에 사용된 우주복은 극한 환경에 견딜 수 있도록 듀폰이 발명한 나일론계 고분자인 노멕스와 캡톤 폴리이미드 필름이 채용됐다. 이로 인해 달 표면에 착륙한 우주비행사는 섭씨 123도에서 영하 233도를 오가는 극한 우주 환경에서 생존할 수 있었다. 현재 국제 우주정거장과 제임스 웹 우주망원경의 몸체에 듀폰의 캡톤과 케블라 섬유가 사용되며, 화성 탐사선에도 탑재될 전망이다. 아폴로 프로그램에 적용된 재료는 현재까지 다양한 초경량·고강도 첨단소재 개발을 촉진하며 자동차, 항공기, 스마트폰 기술 발전을 선도하고 있다. 아폴로 11호의 달 착륙은 인류의 꿈이 실현될 수 있다는 확실한 증거를 보여줬다. 이제 달이나 화성 표면에 인류가 정착한다면 지구에서 모든 자원을 옮길 수 없기에 착륙 후 표면의 재료를 활용해 건축물을 만들어야 한다. 2017년 ‘케미스트리 월드’ 보고에 따르면, 지구에서 공수한 플라스틱 쓰레기를 우주 먼지나 암석과 혼합해 3D 인쇄기술로 벽돌을 만드는 기술이 제안됐다. 지난 50년 동안 재료개발은 우주기술과 함께 발전했으며, 그 덕분에 인류의 꿈은 지금도 계속 나아가고 있다. 원병묵 성균관대 교수 신소재공학
2019.07.24 21:14:24
[사이언스프리즘] 스마트시티 시대가 온다
[사이언스프리즘] 스마트시티 시대가 온다
지능형 폐쇄회로(CC) TV와 스마트 가로등이 설치된 골목에서 비명소리가 들리고 거동 수상자가 인식되자 바로 경찰이 현장에 출동해 범인을 검거한다. 길가에 갑자기 쓰러진 보행자가 인식되자마자 119가 출동해 환자를 병원에 후송한다. 예전 같으면 피해자나 목격자의 신고가 없다면 가능하지 않은 일이다. 이 사례는 ‘스마트시티’가 제공하는 생활체감형서비스 중 하나이다. 스마트시티는 정보통신기술(ICT) 기반으로 도시 문제를 해결하면서 도시 경쟁력과 삶의 질을 향상시키는 도시를 말한다. 스마트도시법에 따르면, 도시의 경쟁력과 삶의 질의 향상을 위해 건설·ICT 등을 융·복합해 건설된 도시기반시설을 바탕으로 다양한 도시서비스를 제공하는 지속가능한 도시이다. 이의 구성요소는 인프라, 데이터, 서비스다. 인프라는 도시기반시설과 ICT네트워크, 데이터는 사물인터넷(IoT)과 빅데이터를 통해 수집·분석되는 정보, 서비스는 행정·교통·복지·환경 등 도시 주요기능을 말한다. 이 중 데이터는 도시 인프라를 연결하고, 각종 스마트 기능을 서비스로 구현하는 핵심역할을 한다. 결국 스마트시티의 핵심기술은 IoT, 빅데이터, 인공지능(AI)이라고 할 수 있다. IoT는 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술이다. IoT를 구현하기 위해선 센서·상황 인지 기술, 통신·네트워크 기술, 칩 디바이스 기술, 자율적·지능형 플랫폼 기술, 보안·프라이버시 보호 기술 등 다양한 형태의 기술이 필요하다. 빅데이터는 유럽연합(EU)의 정의에 따르면 ‘사람, 기기 또는 센서와 같은 다양한 종류의 출처로부터 생성된 다양한 유형의 큰 분량의 데이터’를 가리킨다. 빅데이터 분석에는 기존 통계학과 전산학에서 사용되던 기술 즉, 데이터에서 가치 있는 정보를 추출하는 데이터 마이닝, 경험적 데이터를 기반으로 학습과 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 머신러닝, 인간이 쓰는 언어를 컴퓨터에 인식시켜서 처리하는 자연언어 처리 등이 이용된다. AI는 IoT를 통해 수집된 대량의 데이터에 대한 분석과 대안의 제시를 인간이 아닌 컴퓨터가 하는 경우를 말한다. 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력, 자연언어 이해능력 등을 컴퓨터 프로그램으로 실현하는 기술이다. 이처럼 4차 산업혁명의 핵심기술이 도시에 적용되는 것이 스마트시티이다. 기존 개별 컨트롤타워에 의해 운영되는 기존 도시와 다르게 도시가 하나의 플랫폼으로서 물리적 시설 및 공간에 대한 정보와 서비스를 제공하는 도시이다. 이런 통합적 데이터 플랫폼이라는 성격은 스마트시티의 미래에 부정적인 측면으로 자리매김할 수 있다. 살펴보면 먼저, 정보보호의 문제이다. 스마트시티에서는 모든 정보가 플랫폼으로 집중되기 때문에 정보가 해킹되는 경우 큰 사회혼란을 야기할 수 있다. 단 블록체인이 적용되면 스마트시티 내 정보를 IoT기기 간에 직접 주고받게 돼 보안성이 크게 제고될 수 있다. 다음으로 스마트시티는 도시에서 벌어지는 모든 활동을 대상으로 하는 것이어서 엄청난 재원을 필요로 한다. 이를 지방자치단체가 모두 부담하기 어렵다. 이에 시민과 기업이 참여하면서 수익과 비용을 분담하는 민·관 파트너십이 필요하다. 이어 빅브러더(Big Brother)의 문제이다. 즉 정부나 기업이 스마트시티 플랫폼의 운영 주체가 되면서 수집·분석된 정보를 가지고 시민의 일상생활을 모두 파악하고 이를 오·남용할 우려가 있다. 스마트시티에서 시민의 참여와 견제가 필요한 또 다른 이유이다. 한국도 5년 이내 세계 최고 수준의 스마트시티를 건설한다는 목표로 세종 5-1 생활권과 부산 에코델타시티를 국가시범도시로 지정해 구축 사업이 한창이다. 정부도 관 주도 도시계획에서 탈피해 민간이 주도하는 지속가능한 생태계를 조성할 계획이다. 정부의 계획대로 스마트시티가 혁신성장을 견인하는 지속가능한 도시, 기업과 시민 등 다양한 수요자가 참여하는 사람 중심의 열린 도시가 되기를 기대해 본다. 이성엽 고려대 기술경영대학원 교수 ICT학
2019.07.17 23:05:36
[사이언스프리즘] 디자인과 코딩
[사이언스프리즘] 디자인과 코딩
애플의 영혼이라 불리는 수석 디자이너 조너선 아이브가 애플을 떠난다. 지난 6월 말 실리콘 밸리에서 전해온 소식이다. 아이폰, 아이팟, 아이맥, 그리고 최근 건립된 ‘애플 파크’를 의미하는 무한루프(Infinite Loop)라는 별칭의 애플 사옥까지 모두 그의 작품이다. 아이브는 30년 가깝게 애플 제품의 디자인을 책임졌다. 그런 그가 회사를 떠난다고 하니 많은 이들이 아쉬워한다. 뉴욕포스트는 “그의 이직으로 사과(apple)가 썩었다(rotten)”고 했다. 애플 제품은 뻔뻔할 정도로 단순하고 얄미울 정도로 깔끔하다. 애플의 룩앤필(Look & Feel·모양과 느낌)은 포장, 제품, 화면 메뉴 디자인에 이르기까지 초지일관 유지된다. 애플의 어벤져스급 디자인팀이 도도한 일관성의 원천이다. 손목시계형 웨어러블 기기인 애플워치를 디자인한 마크 뉴슨, 영국 버버리사의 디자인 총책 앤절라 애런츠 등이 일원이다. 아이브는 “뉴슨이 있으니 애플을 마음 놓고 떠날 수 있다”고 했다. 몽블랑 만년필, 루이뷔통 가방, 테팔 주방기구 등 뉴슨의 작품 리스트는 끝이 없다. 아이브가 애플을 떠난다는 소식을 접하면서 디자인 강국 영국의 저력을 다시금 상기하게 된다. 영국은 명실상부 디자인 최강국이다. 런던은 디자인 성지다. 애플 디자인 팀뿐만이 아니다. 영국 출신의 디자이너로 존 갈리아노(루이뷔통), 제임스 다이슨(다이슨청소기) 등이 있다. 삼성, LG 등 국내 대기업도 런던에 디자인 연구소를 두고 있다. 영국산 디자인의 경쟁력 이면에는 200년 가까이 지속되고 있는 국가 차원의 디자인 교육이 있다. 영국은 산업혁명 직후인 1837년 디자인 전문 교육기관을 설립한다. 이것이 전 세계 모든 디자이너의 로망인 영국왕립예술학교이다. 해가 지지 않는 나라 영국은 제1, 2차 세계대전을 겪으면서 국력이 쇠락한다. 급기야 1976년에 노동당이 이끄는 영국은 IMF 관리체제에 들어간다. 당시 영국은 이미 제조업에서 모멘텀을 잃은 상태였다. 대처 정부는 과감히 디자인산업 육성에 집중한다. 디자인산업을 발판으로 영국은 다시금 세계 4위의 경제대국으로 올라섰다. 약 20년 후 1996년 영국 정부는 디자인 교육을 강화하는 방향으로 판을 새로 짰다. 디자인과 기술 과목을 정규과정으로 편성하고 디자인 교육을 의무화했다. 미국 등 대부분 국가가 STEM(Science, Technology, Engineering, Mathmatics) 과목을 강조하는 반면, 영국은 여기에 Art 과목을 추가하고, STEAM 교육을 강조했다. 디자인의 중요성에 대한 영국정부의 인식을 시사한다. 영국에서는 초등학교 때부터 디자인을 배운다. 고등학교 졸업 시 본인이 직접 디자인한 제품을 갖고 교문을 나선다. STEAM 교육시스템이 배출한 영국인들이 21세기 산업제품의 디자인을 주도하고 있다. 당연한 귀결이다. 최근 대한민국에서는 초중고생 사이에 코딩 교육 열풍이 일고 있다. 올해부터 코딩 과목이 초중고교의 정규 교과과정으로 편성됐기 때문이다. 초등학교 5, 6학년은 연간 17시간, 즉, 한 달에 한 시간 정도 수업을 듣는다. 중학교는 재학 중 총 34시간, 중 1때 주당 한 시간에 코딩 수업을 듣는 셈이다. 코딩을 제대로 익히기에는 수업시수가 턱없이 부족하다. 모자란 부분을 독학이나 사교육으로 보충할 수밖에 없다. 코딩이 사교육으로 점철된 평가형 과목이 된다면 문제풀이에만 능한 ‘입(mouth)’개발자와 코딩이 두려운 ‘코포자’들의 양산에 그칠 것이다. 그렇게 되면 코딩교육도, 대한민국의 미래도 끝장이다. 성공적인 코딩 교육을 위해, 영국의 디자인 교육 시스템을 면밀히 분석해볼 필요가 있다. 디자인 교육과 코딩 교육은 매우 유사한 특성을 갖는다. 두 경우 모두 결과물의 창의성과 실용성이 핵심이다. 문제 정의와 해결능력을 동시에 함양해야 한다. 영국의 디자인 교육 시스템은 200여년간 다듬어지면서 이를 매우 효과적으로 달성했다. 영국은 디자인 교육으로 경제대국의 위치를 탈환했다. 21세기 4차산업혁명의 동력은 코딩이다. 한반도 코딩 교육에 불이 붙었다. 코딩강국 대한민국이 가까운 미래에 4차혁명을 주도하는 모습을 조심스럽게 그려본다. 원유집 카이스트 교수 컴퓨터공학
2019.07.10 22:59:05
[사이언스프리즘] 태풍 예보, 경로보다 강수·바람분포 주시해야
[사이언스프리즘] 태풍 예보, 경로보다 강수·바람분포 주시해야
작년 10월 6일 통영에 상륙해 부산과 울산을 통과하여 지나간 태풍 콩레이로 인해 제주와 남부지역에서 큰 피해를 보았다. 기상청은 많은 언론으로부터 콩레이의 경로를 제대로 예측하지 못했다고 비난을 받았다. 그런데 태풍을 연구하는 연구자의 입장에서 보면 경로 예측이 크게 나쁘지는 않았다. 3일 예보 오차가 259㎞, 2일은 140㎞, 1일은 84㎞로서 3일에 걸친 예보 오차는 우리나라에 접근하는 태풍 경로 예보의 평균적인 오차와 비슷하거나 작았다. 태풍에 의한 강풍과 집중호우의 예보도 피해에 대비하기에 유용했다고 본다. 그럼, 콩레이의 경로와 바람 및 강수의 예보가 크게 틀리지 않았음에도 과도하게 비난을 받은 이유는 무엇일까. 미국과 일본에 비해 상대적으로 경로 오차가 컸던 이유일 수 있고, 태풍의 피해가 예상보다 크게 나타났기 때문일 수 있으며, 예보 자체가 평소 국민의 신뢰를 얻지 못한 이유일 수도 있다. 어떤 경우라도 기상청 입장에서는 콩레이 예보와 관련해서 억울하게 느껴지는 부분이 있을 것이다. 태풍이란 열대 지역에서 발생하는 여러 저기압 중 최대 풍속이 초속 17m 이상으로 발달한 강한 열대저기압을 가리킨다. 해수면 온도가 높고, 저기압성 회전이 있고, 바람 시어(대기 상·하층 사이의 바람차이)가 약하고, 대류권 중층에 충분한 수증기가 있는 등 여러 조건이 모두 만족될 때 태풍이 만들어진다. 많은 사람은 지구온난화로 열대 해수면 온도가 높아지니 더 많은 태풍이 만들어질 것이라고 예상하는데 반드시 그렇지는 않다. 해수면 온도뿐만 아니라 앞서 언급한 여러 기상 조건이 갖춰져야 태풍이 발생하기 때문이다. 태풍이 우리가 살고 있는 중위도 지역으로 올라오면 해수면 온도가 낮아지고 바람 시어가 강해져서 태풍의 세기는 급격하게 약해진다. 대만이나 일본 남부지역에 위치했을 때와 비교하면 중위도 지역 태풍은 그 중심기압이 높고 최대 풍속이 약하다. 그런데 태풍이 중위도 지역으로 북상한다고 강수량까지 줄어드는 것은 아니다. 태풍 구름의 원통 형태가 와해되면서 내부에 있던 수증기가 일시에 비로 내려 우리나라의 태풍 강수량이 대만이나 일본 남부지역과 비슷하거나 오히려 더 많은 경우도 있다. 지구온난화로 북서태평양에서 전체적으로 발생하는 태풍 숫자가 느는지, 줄어드는지를 전망하기 어렵지만 중위도에서는 태풍이 더 강해진다는 데에 학계가 어느 정도 공감대를 갖고 있는 듯하다. 중위도 해수면 온도가 높아져서 태풍이 덜 약화되거나 심지어 강해지기도 하고, 대류권 상층에서 약화된 제트류가 바람 시어를 감소시켜 태풍 구름의 원통 형태가 더 오래 유지된다. 미래에 태풍의 상대적인 강화가 뚜렷한 지역으로 우리나라와 일본을 지목하는 여러 연구 결과가 있다. 우리나라에서 태풍에 의한 피해는 해안가에서는 해일, 산악지역에서는 산사태, 도심과 농촌에서는 홍수나 강풍 둘 다에 의해 나타난다. 과거의 자료를 살펴보면 태풍 피해를 일으키는 가장 큰 요인은 강수로 나타났다. 상대적으로 바람의 피해가 비보다는 약했다. 바람의 세기는 일반적으로 태풍 중심의 오른쪽에서 강하고 방사선 모양으로 멀어질수록 크게 약해진다. 반면 강수의 분포는 태풍의 중심에 대한 상대적인 위치와 큰 상관이 없고, 대개 태풍이 진행하는 앞부분에서 강한 비가 내린다. 그런데 태풍마다 바람과 강수 분포의 차이가 너무 커 기후학적인 분포를 일반화시키기는 어렵다. 태풍 주변의 기상 조건과 반경 수백㎞ 내에 포함돼 있는 크고 작은 산악과 도심의 빌딩이 바람과 수증기의 이동에 영향을 끼쳐서 게릴라성 폭우와 국지적으로 강풍을 만들어내기도 한다. 기상청의 태풍 예보를 바탕으로 피해에 대비하는 지자체와 국민의 입장에서는 태풍의 중심위치보다는 강수와 바람의 분포 및 세기에 관심을 가질 수밖에 없다. 그러므로 기상청에서도 태풍 강수와 바람 분포 예보의 정확성을 높이는 데 초점을 기울여야 할 것이다. 언론에서도 태풍 중심 위치에 대한 예보 논란이 정작 국민이 겪는 피해와는 큰 상관이 없음을 알았으면 좋겠다. 태풍이 거의 매년 우리나라에 엄청난 사회·경제적인 피해를 끼치므로 태풍 예측성 향상과 인력 양성에 더 심혈을 기울여야 한다. 허창회 서울대 교수·대기과학
2019.07.03 20:59:09
[사이언스프리즘] 변화하는 컴퓨터 구조
[사이언스프리즘] 변화하는 컴퓨터 구조
우리는 거의 종일 컴퓨터에 갇혀서 지낸다고 해도 과언이 아니다. 사무실에서 노트북 컴퓨터를 사용하고 있고, 들고 다니면서 지내는 스마트폰 단말기도 컴퓨터이고, 미래의 자율주행 자동차도 ‘바퀴 달린 컴퓨터’이고, 여행할 때 타는 비행기는 ‘날개 달린 컴퓨터’라고 설명할 수 있다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 컴퓨터는 사물인터넷(IoT) 안으로도 들어가고 있다. 더욱이 4차 산업혁명 시대에 인공지능(AI)을 위한 컴퓨터도 더욱 파급될 전망이다. 이렇게 현재 우리가 매 순간 사용하는 컴퓨터의 구조는 ‘폰 노이만 컴퓨터 구조(Von Neumann Computer Architecture)’라고 부르는 컴퓨터 구조이다. 이 구조는 1945년 수학자이자 물리학자인 존 폰 노이만이 제시한 것이다. 특히 메모리 속에 저장된 프로그램이 순차적으로 처리되며, 데이터 메모리와 프로그램 메모리가 구분돼 있지 않고 하나의 연결선(버스)을 가지고 공통의 메모리에 연결돼 있는 구조이다. 이를 위해서는 프로그램과 데이터는 메모리에 저장하고, 계산의 실행은 프로세서에서 나눠 작업을 한다. 이 구조를 사용하면 컴퓨터에 다른 작업을 시키려고 할 때 굳이 하드웨어를 재배치할 필요 없이 소프트웨어프로그램만 교체하면 되기 때문에 범용성이 크게 향상된다는 것이다. 다시 말해 이 구조에서는 다양한 프로그램을 수행할 수 있고, 자유롭게 데이터를 선택할 수 있다. 이렇게 하기 위해서는 분리된 프로세서와 메모리가 필요하다. 최근 실리콘 반도체 기술이 발전하면서 프로세서, 메모리 모두 실리콘 반도체로 각각 별도의 공정으로 만들어진다. 각각 다른 차별적 장점이 있어서, 그리고 비용을 줄이기 위해서는 프로세서와 메모리는 각각 다른 공정을 사용한다. 그리고 제작하는 전문 기업도 나눠 있다. 프로세서는 IBM, 인텔, 엔비디아, 퀄컴, 애플 등이 만들고 메모리는 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등이 만든다. 그래서 프로세서와 메모리가 분리된 현재의 폰 노이만 컴퓨터 구조를 가질 수밖에 없다. 그러나 폰 노이만 구조도 AI 시대를 맞아 큰 단점이 노출되고 있다. 다름이 아니라 프로세서에서 계산을 하고 데이터를 메모리에 저장하는데, 그 과정에서 계산 시간과 전력 소모가 가장 크게 일어난다는 문제이다. 컴퓨터의 성능이 프로세서와 메모리가 분리되면서 생긴 문제이다. 메모리의 데이터값을 읽고, 쓰는 구조이기 때문에 기억장치에 병목현상이 생길 수밖에 없다. 이 현상을 ‘폰 노이만 병목현상’이라고 부른다. 이러한 문제를 조금이라도 완화하기 위해 컴퓨터 메모리를 계층적으로 설치하기도 한다. 즉 빠르고 용량이 적은 메모리를 프로세서 내부에, 조금 느리지만 용량이 많은 메모리를 외부에 설치한다. 한편 AI에서 심층학습 신경망(DNN, Deep Neural Network)이 가장 대표적인 알고리즘이다. 사진을 판독하고, 말을 알아듣고, 그림을 그리고, 음악을 작곡하고, 글을 쓰고, 게임을 하고, 주식 투자에 사용하는 데 필요한 기초 알고리즘이다. 그런데 컴퓨터가 이 심층학습 신경망으로 학습하고, 판단하는데, 이때 그 과정을 수학적으로 보면 수백만 번의 수천만 번의 행렬계산에 해당한다. 데이터도 디지털 숫자의 그룹인 벡터(Vector)이고 판단 결과도 벡터이기 때문이다. 그 결과 지금의 폰 노이만 구조에서 AI를 하려면 결국 프로세서와 메모리가 수천, 수만 단위로 병렬로 쪼개져야 한다. 다른 말로 하면, ‘폰 노이만 컴퓨터’가 수많은 숫자로 나뉘어 병렬로 배치되고 병렬로 계산 작업을 같이 수행해야 한다. 그래서 AI 컴퓨터는 수만개의 컴퓨터가 연결된 병렬형 슈퍼컴퓨터가 돼야 한다. AI 반도체도 결국 이 극단적 병렬 구조가 돼야 한다. 이처럼 AI 시대가 컴퓨터 구조도 혁신을 요구하고 있다. 마찬가지로 프로세서와 메모리로 나뉜 AI 반도체 구조도 변화를 요구한다. 이러한 진화한 AI 컴퓨터 구조는 데이터 센터, 스마트폰, 가전제품, 자율주행 자동차, IoT에도 그대로 적용될 전망이다. 김정호 카이스트 석좌교수 전기전자공학
2019.06.26 21:26:37
[사이언스프리즘] 메타물질, 불가능에 도전하다
[사이언스프리즘] 메타물질, 불가능에 도전하다
19세기 말 독일 물리학자 하인리히 루돌프 헤르츠는 센티미터 간격으로 놓인 도선을 통과하는 수 미터 파장의 전파를 관찰하며 흥미로운 현상을 발견했다. 전파의 파장보다 작은 간격의 도선 배열을 통과할 때 원래의 도선과 다른 상호작용을 했다. 오늘날 나노기술의 발전 덕분에 수 나노미터 파장보다 작은 간격의 물질을 배열해 빛과 소리를 제어하는 ‘메타물질’ 기술이 각광받고 있다. 이를테면 빛의 굴절을 제어해 ‘투명망토’를 만들거나 층간 소음을 흡수하는 ‘소음차폐’ 건축재를 만들 수 있다. 한마디로 메타물질은 공학자에겐 꿈의 소재이다. 물질 본연의 특성을 ‘물성’이라고 하며, 구조를 바꿔 새로운 물성을 가지도록 만든 물질이 ‘메타물질’이다. 여기서 ‘메타’라는 말은 ‘본연의 한계를 넘어선다’는 뜻이다. 과학저널 ‘네이처’는 ‘원하는 방식으로 파동에 반응하도록 설계한 공학적 구조물’을 메타물질로 정의한다. 자연에 존재하는 물질은 원자로 구성되는데, 메타물질은 공학적으로 합성한 ‘메타원자’로 구성된다. 메타물질의 핵심은 ‘메타원자’와 ‘배열구조’에 있다. 자연에 존재하는 원자에서 얻을 수 있는 물성은 한계가 있다. 메타물질은 새로운 물성을 부여한다. 그 원리를 살펴보면, 빛이나 소리는 물결처럼 ‘결’의 형태를 가지며 결의 너비인 ‘파장’을 가진다. 파동은 물질을 통과할 때 진공을 통과하는 것과는 다른 반응을 한다. 원리적으로 모든 물질은 양(+)의 물성을 가진다. 메타물질은 메타원자의 배열을 조절해 양의 물성을 상쇄하여 음(-)의 유효물성을 갖도록 한다. 결과적으로 메타물질은 기존 물질의 물성을 뛰어넘는 유효물성을 갖도록 설계한 복합체이다. 자연의 물질에서 얻을 수 없는 새로운 물성의 시대가 열린 것이다. 음의 굴절률, 음의 열팽창률, 음의 홀계수 등과 같은 음의 물성이 대표적 메타물성이다. 음의 물성은 기존 물질에서는 절대로 얻을 수 없다. 자성이 없는 물질에서 자성이 있는 메타물질을 만들 수 있고, 물성이 모든 방향에 따라 동등한 ‘등방성’ 물질에서 물성이 방향에 따라 다른 ‘이방성’ 구조물을 만들 수 있고, 화학적으로 비대칭인 ‘카이랄성’ 구조를 가지도록 물질을 합성할 수도 있다. 메타물질은 지금까지 알려진 모든 물질의 물성을 새로운 구조설계에 의해 자유롭게 제어해 인류의 꿈을 실현시키고 있다. 이제 메타물질 분야는 고체물리 지식을 바탕으로 컴퓨터 재료 설계의 도움을 받아 불필요한 실험 과정을 줄이며 빠르게 성장하고 있다. 가공이 쉽고 설계가 복잡하지 않은 저차원 메타물질부터 3차원 구조의 메타물질까지 발전하고 있다. 특히 지난 20년 동안 선형 전자기학 분야와 관련해 크게 성장했으며, 오늘날 전자기학, 광학, 역학, 음향학, 전달현상 등 거의 모든 고체 물성 영역으로 확장하고 있다. 현재는 나노기술과 계산과학의 결합으로 매우 복잡한 3차원 주기적 배열구조도 자유롭게 제어한다. 최신 메타물질은 공학적 한계를 극복하고 과학기술을 예술의 경지까지 끌어올리고 있다. 메타물질은 이제껏 상상의 세계에서만 가능했던 물성을 현실의 세계에서 실현할 수 있도록 해준다. 음의 유효물성을 실현한 전자기학, 광학, 음향학, 역학 분야의 차세대 메타물질 개발은 정보통신 기술혁신을 견인하고 있으며, 비등방성 열전도도, 비대칭 전자이동, 비등방성 전자 텐서, 거대 자기저항, 강화 열기전력 소재 등 전달현상을 제어한 차세대 메타물질 개발은 에너지 기술혁명을 앞당기고 있다. 메타원자의 종류와 배열구조의 자유도는 거의 무한대라 할 수 있다. 이에 실현 가능한 메타물질의 기술도 무한대에 이른다. 나노기술과 3차원 인쇄기술은 메타물질의 발전에 중요하다. 평면 인쇄기술에서 세 가지 기본 컬러 잉크에서 수많은 컬러를 혼합해 인쇄를 구현하듯 앞으로는 3차원 인쇄법으로 기본 잉크를 사용해 수많은 유효물성을 동시에 부여하며 자유롭게 물성 제어를 실현할 것이다. 새로운 물성에 도전하는 메타물질의 전망은 매우 밝다. 원병묵 성균관대 교수 신소재공학
2019.06.20 00:02:40
[사이언스프리즘] 블록체인 얼마나 유용할 것인가
[사이언스프리즘] 블록체인 얼마나 유용할 것인가
월 사용자 23억명인 전 세계 1위 소셜플랫폼업체 페이스북이 내년 1분기를 목표로 자체 가상화폐를 출시해 결제와 송금시장에 진출한다고 한다. 작년 300만원대까지 하락한 가상화폐 비트코인이 올해 5월 다시금 1000만원까지 폭등하는 움직임을 보이고 있다. 이런 가상화폐의 기저가 되는 기술이 최근 몇년간 인공지능(AI)과 함께 가장 관심을 집중시킨 블록체인이다. 그럼 블록체인은 무엇이고, 어디에 활용되며, 얼마나 유용할 것인가. 블록체인은 일정 주기로 데이터가 담긴 블록을 생성한 후 이전 블록에 체인처럼 연결하는 구조로 이뤄져 있다. 한마디로 데이터를 분산 저장하는 기술이다. 거래 데이터를 중앙집중형 서버에 기록, 보관하는 기존 방식과 달리 참가자 모두에게 공유해 분산하는 것이다. 여기서 분산은 나눠 둔다는 것이 아니라 모든 참여자가 중복해 보관한다는 의미이다. 이런 블록체인 기술은 다음과 같은 특성이 있다. 탈중앙화이다. 참여자가 공동으로 정보 및 가치의 이동을 기록, 검증, 보관, 실행함으로써 제3의 중개자 없이도 신뢰 확보가 가능하다. 이어 보안성과 투명성이다. 동일한 데이터가 여러 참여자에 중복해 저장되므로 해커가 저장된 데이터를 함부로 위변조하기 어렵다. 또한 참여자는 모든 거래내역을 볼 수 있으므로 투명성이 확보된다. 결국 블록체인은 탈중앙화를 통해 신뢰를 확보하는 기술이다. 이런 블록체인의 특성으로 인한 문제점도 있다. 확장성의 한계이다. 기존 데이터베이스(DB)에 비해 단위시간 내에 처리할 수 있는 거래의 수가 작고 처리속도가 느리다. 참여자가 많으면 이 문제가 더 심각해진다. 공유된 정보에는 영업비밀이나 개인정보도 포함되기 때문에 이에 대한 보호가 소홀해질 수 있다. 하지만 이 설명은 누구나 DB에 접근이 가능한 퍼블릭 블록체인에 관한 것이다. 한편 비트코인과 같은 퍼블릭 블록체인의 경우 참여자들은 블록이 생성될 때마다 발행되는 일종의 가상화폐를 지급받음으로써 컴퓨터 감가상각비, 전기료 등의 비용을 보상받기에 가상화폐가 없으면 블록체인은 유지되기 어렵다. 다만, 가상화폐의 투기적 성격으로 생기는 피해가 블록체인 규제의 쟁점이 되고 있다. 퍼블릭 블록체인의 문제를 해결하기 위해 승인받은 자만이 DB에 참여할 수 있는 것이 프라이빗 블록체인이다. 이는 중앙조직이 참여자의 데이터에 대한 접근권한을 세밀하게 정하기 때문에 영업비밀, 개인정보도 저장할 수 있다. 또 허가받은 자만 참여할 수 있어 처리속도를 개선할 수 있다. 다만, 탈중앙화와 투명성이라는 블록체인의 핵심가치가 훼손된다. 어쨌든 이제 비트코인과 같은 퍼블릭 블록체인은 물론 프라이빗 블록체인도 활성화되고 있다. 예컨대 위변조의 가능성으로 인해 도입이 어려운 온라인 전자투표에 블록체인을 활용함으로써 후보자·참관인 등 이해관계자가 모든 투표내역을 공유해 투개표 과정과 결과를 검증, 신뢰할 수 있게 됐다. 부동산 거래에도 블록체인을 활용해 토지대장을 국토부·지자체·금융결제원이 공유해 부동산 담보대출 시 은행 방문만으로 처리가 가능하게 됐다. 다만, 블록체인 도입 시 중요하게 고려할 사항은 효율성, 경제성의 문제이다. 이미 중앙집중식 정보시스템이 잘 갖춰져 있고 효율적인 서비스사업자가 존재하는 상황에서 블록체인의 도입은 이득보다는 비용이 클 수도 있다. 또한 가상화폐와 관련해서는 주요국의 동향을 감안해 규제정책을 설정하되 정부와 민간의 공동규제 거버넌스를 구축할 필요가 있다. 법령상 근거를 두고 협회 등 민간에 규제를 위임하되 상세 규제는 민간에서 시행하는 것이다. 가상화폐를 둘러싼 현실과 향후 전망은 여전히 논쟁거리이지만 중요한 것은 소비자 피해방지와 경제성을 고려하면서 블록체인 기술의 경제적, 사회적 유용성을 극대화하는 규제전략의 선택이다. 이성엽 고려대 기술경영대학원 교수 ICT학
2019.06.12 23:52:09