블록체인 기반 접근제어 기술 동향 Analysis of Blockchain-based Access Control Technology

대량으로 사용자의 데이터를 수집, 처리 및 관리하는 제3자가 사용자의 개인정보를 침해하는 문제를 해결하기 위해, Kaaniche는 계층적 ID 기반의 암호화 메커니즘을 블록체인 인프라와 결합한 블록체인 기반의 데이터 사용 감사 아키텍처를 제안했다. 개인정보를 보존하는 방식으로 가용성과 책임성을 보장하는데, 이 접근 방식은 블록체인 인프라에 구축된 감사 가능한 계약의 사용에 의존한다. 따라서 투명하고 제어된 개인정보 접근, 공유 및 처리 기능을 제공하므로, 권한이 없는 사용자 또는 신뢰할 수 없는 서버는 클라이언트의 승인없이 데이터를 처리할 수 없다. 이 솔루션은 암호화 메커니즘을 기반으로 데이터 소유자의 프라이버시를 보호하고, 여러 서비스 제공 업체와 공유되는 데이터의 기밀 유지를 보장한다. 또한, 감사 기관에 데이터 사용 적합성에 대한 변조되지 않은 증거자료를 제공한다. 신뢰할 수 있는 루트 PKG(Public Key Generator, 공개키 생성기) 객체는 ID 기반 서명 및 암호화 체계로 ID 기반 공용 요소(공개키와 개인키)를 생성하고 게시한다. 이를 활용하여 스마트 컨트랙트용 ID 및 해당 공개키와 개인키 쌍을 계층적으로 파생시킬 수 있다. 데이터 사용 요청을 승인한 사용자는 스마트 컨트랙트의 데이터 섹션을 작성한다. 개인정보를 게시하는 것을 피하기 위해 공개 해시 기능을 사용하여 데이터 값을 난독화한다. 프라이버시를 강화하고 연결 가능성 공격을 방지하기 위해, 데이터 값은 해시 함수를 적용하기 전에 스마트 컨트랙트의 개인키와 연결된다. 그런 다음 사용자는 스마트 컨트랙트 생성 트랜잭션을 수행하고, 생성된 스마트 컨트랙트를 블록체인에 등록한다. 스마트 컨트랙트 생성 요청 통지를 수신한 뒤, 서비스 제공자는 자신의 개인키에서 파생된 암호화된 개인키의 복호화를 시작한다. 그다음 공개키를 사용하여 해당 데이터 소유자 서명을 확인한다. 두 작업이 모두 성공하면 서비스 제공자는 개인키로 스마트 컨트랙트 생성과 관련된 트랜잭션을 승인한다. 승인 후에 사용자는 스마트 컨트랙트에 명시된 해시 값과 매치되는 자신의 개인 데이터를 보안 채널을 통해 서비스 제공자로 전송하여 동의를 확인한다. IoT 생태계에서 서비스 제공 업체는 수집된 사용자 데이터를 완벽하게 제어하지만, 데이터는 종종 사용자가 명시적으로 동의하지 않은 다른 목적으로 사용된다. 사용자가 본인의 개인정보를 완벽하게 제어할 수 있도록, PrivacyGuard 프레임워크는 블록체인과 신뢰할 수 있는 실행 환경(TEE: Trusted Execution Environmnet)을 결합했다. PrivacyGuard는 데이터 접근 정책 및 사용을 스마트 컨트랙트로 인코딩함으로써, 데이터 소유자가 자신의 데이터에 접근할 수 있는 사람을 제어할 수 있다. 또한 데이터 사용에 대한 신뢰할 수 있는 기록을 유지할 수 있다. 원격 인증 및 TEE를 통해, 개인 데이터는 데이터 소유자가 승인한 용도로만 사용된다. PrivacyGuard이 적용된 IoT 시스템은 제공하는 기술 지원을 기준으로 4개의 계층으로 나눌 수 있다. 가장 낮은 계층은 디바이스 계층으로, 물리적 세계에 대한 IoT 시스템의 인터페이스가 되며, 물리적 환경과 상호작용하여 실시간 정보를 수집하고 처리한다. 두 번째 계층은 다양한 무선 접근 기술의 상호 연결성을 제공하고 라우팅 기능을 지원하는 네트워크 계층이다. IoT 분야는 제한된 환경에 대한 보안 및 접근제어 메커니즘의 적용과 관련하여 여전히 어려운 문제에 직면하고 있다. FairAccess는 IoT 보안 및 개인정보 보호 요구 사항을 충족하는 블록체인 기반의 분산된 접근제어 프레임워크이다. 사용자가 네트워크 또는 클라우드에서 공유한 데이터에 대해 완전하고 세밀한 접근제어 권한을 가진다. FairAccess 프레임워크는 IoT의 접근제어 정책을 관리하기 위한 중앙 집중식 및 분산된 방식을 제안한다. 이 방식은 OrBAC(Organization Based Access Control)이라고 불리며, 기존 RBAC를 확장하여 조직이라는 개념을 제시하고 추상적/구체적인 수준으로 접근제어 정책을 나누어 접근한다. 첫째, 추상적 수준의 분산된 접근 방식은 협력 조직 간의 상호작용에 관한 것으로, 각 조직이 자체 보안 정책을 정의하고 구현할 책임이 있는 P2P 방식(완전히 분산된 방식)을 선택한다. 둘째, 구체적 수준에서는 IoT 환경의 제한적인 리소스 성능을 감안하여, AMP(Authorization Manager Point)라는 중앙 객체가 정의하는 중앙 집중식 접근 방식을 선택한다. 이 AMP는 자원에 대한 인증 및 권한 부여 데이터를 관리하고 승인한다. FairAccess 아키텍처에 따르면, FairAccess의 모든 사용자는 자신의 자격 증명, 주소 및 관련 트랜잭션을 저장하는 지갑을 가진다. 이 지갑에는 자원을 등록하고 식별하고, 거래를 서명하고, 접근을 요청하는 데 필요한 모든 키가 들어 있다. FairAccess 프레임워크에서 지갑은 AMP로 간주된다. 사용자는 개인정보를 등록하거나 접근제어 정책을 정의할 수 있다. 지갑은 키와 주소를 생성하고, 접근제어 정책을 트랜잭션으로 변환하고 네트워크로 브로드캐스트한 뒤, 네트워크로부터 수신된 트랜잭션의 유효성을 검사한다. 개념 증명 차원에서 FairAccess는 라즈베이파이 장치와 로컬 블록체인을 사용하여 초기 구현 및 실행을 검증했다. 프레임워크의 유용성을 입증하고 사용자 경험을 설명하기 위해, 원격 제어 기능이 있는 스마트 보안 카메라 시나리오를 고려했다. 그러나 FairAccess는 실시간 서비스(1시간 이상 대기 시간 초래), 확장성(비금융 데이터를 블록체인에 저장하는 것에 대한 비트코인 커뮤니티 내부 논쟁), 세밀한 접근제어(스크립트 언어 사용 안 됨)가 어려운 단점이 도출되었다.