블록체인방식을활용한온라인투표시스템적용가능성연구 책임연구위원 : 홍승필 ( 성신여자대학교교수 ) 공동연구위원 : 민경식 ( 한국인터넷진흥원팀장 ) 김혜리 ( 성신여자대학교박사과정 ) 연구기간 : ~

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2 블록체인방식을활용한온라인투표시스템적용가능성연구 책임연구위원 : 홍승필 ( 성신여자대학교교수 ) 공동연구위원 : 민경식 ( 한국인터넷진흥원팀장 ) 김혜리 ( 성신여자대학교박사과정 ) 연구기간 : ~

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7 다양한장점을지닌온라인투표시스템이더많은분야에서널리활용되기위해서는기술적안정성에대한신뢰와전자투표의유용성에대한공감대가형성되어야할것이다. 특히전자투표기술에대한 신뢰 확보는기존전자투표시스템의보안성문제를해결해야한다. 최근보안성강화를위해서미래기술이슈로떠오르고있는 블록체인 방식을투표에활용하고자하는움직임이대두되고있다. 따라서본연구에서는선거의신뢰성과투명성, 효율성제고방안으로블록체인기술을온라인투표시스템에도입하기위한그가능성을타진해보는데그목적이있다. 이를위해서는우선블록체인기술과온라인투표시스템에대한조사, 온라인선거사례및블록체인기술을활용한온라인선거사례조사를진행하였다. 미국, 스페인, 우크라이나, 에스토니아등의블록체인방식의온라인투표시스템활용사례를분석하였다. 이를통해블록체인기술을투표에적용하면, 투표가완료된즉시결과를확인할수있고, 투표관리비용이획기적으로줄어들며, 투표를둘러싼부정이나조작논란을해소할수있음을확인할수있었다. 그러나아직은국가단위의공직선거보다는정책결정과정이나정당에서후보를뽑는중 소규모의민간투표에활용이가능하다는결론도얻을수있었다. 국내사례에서도블록체인기술을온라인투표시스템에도입하기위해서는먼저해결해야할과제들이있음을확인하였다. 우선, 제도적인측면에서는직접선거의원칙, 비밀선거의원칙, 자유선거의원칙, 개표과정에서기존의법 제도와상충하는문제점들을찾을수있었다. 또한기술적인측면에서는정보격차가초래하는평등선거원칙의문제, 익명성의문제, 키관리의문제등을꼽을수있다. 또한이러한문제들이선제적으로해결되어야블록체인기술이가진장점을기대할수있는효과적인온라인투표시스템이될수있을것이다. 본연구를통해국내에서도해외사례와같이우선법적인제약이많지않은민간선거, 위탁선거에서부터도입하는것이적합할것이라는결론을얻을수있었다. 현실적인방안으로는중앙선거관리위원회에서제공하고있는 k-voting 시스템에블록체인기술을적용하여, 아파트단지의동대표선거, 대학교의학생회장선거, 더나아가면주주총회나이사회의의사결정과정에먼저활용해보는것을제안한다. 이러한사례를통해확보된신뢰와경험을기반으로향후더큰대규모선거나공직선거에도활용할수있는인프라구축을통해더욱신뢰성이확보된상태에서블록체인에기반한온라인투표시스템도입을제안한다.

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9 제 1 장연구개요 1. 추진배경및목적 전자투표는 90년대중반부터세계주요국가들이도입을하고있으며, 현재는약 50여개국이공직선거에전자투표를도입하여활용하고있다. 공직선거에서전자투표활용은기존의종이투표에서디지털방식으로전환되는단순한선거관리방식의변화만을의미하지는않는다. 국가정책의파급효과가큰정치적성격이강한공공정책으로평가되어야할필요성있다. 따라서이러한전자투표시스템이유권자의신뢰를얻기위해서는기술적인보안성과안정성이완벽히구현되었을때가능할수있다. 대한민국에서전자투표는 2002년민주당대통령후보경선에서인터넷투표가실시되었다. 2003년에는참여정부의전자정부로드맵 31대과제중 온라인국민참여확대 과제의핵심사업으로선정되기도하였다. 이에따라 2006년부터중앙선거관리위원회가주관기관으로전자투표시스템을개발하여각종위탁선거에시범적용하는등점진적으로발전하여왔다. ( 그림 1) 온라인투표시스템 케이보팅 (K-Voting) 자료 : 케이보팅 (K-Voting), 중앙선거관리위원회는 2013년 10월부터온라인투표시스템 K-voting을운영하고있는데, 이를통한민간선거지원에도적극적이다. 온라인투표시스템 K-voting은학교, 아파트, 마을, 협동조합등과같은생활공동체의대표를선출하는것뿐만아니라특정의제에대한의견수렴및정책결정을위해활용된되고있다. 또한정당의대표를선출하거나대통령후보를선출하는경선에도온 - 1 -

10 라인투표시스템을지원하고있다. 온라인시스템의장점으로는 1) 유권자의투표참여율제고, 2) 다양한투표방식지원, 3) 투개표의안전성과신뢰성이보장을들수있다. 이외에도 K-voting은선거제도의 4대원칙과 IT 온라인투표의가이드라인을충족시키는시스템으로평가되고있다. 온라인시스템은다음과같은전자투표의특징을갖고있다. [ 1] 특징정확성검증성완전성단일성합법성기밀성공정성 내용모든정당한유효투표는투표결과에정확히집계됨투표결과위조방지를위한투표결과검증수단이필요부정투표자에의한방해차단, 부정투표는미집계투표권이없는유권자의투표참여불가정당한투표자는오직 1회만참여가능투표자와투표결과의비밀관계보장투표중의집계결과가남은투표에영향을주지않음 자료 : 케이보팅 (K-Voting) 서비스개요, 오늘날정보통신기술발전이가져온환경변화에따라온라인투표시스템의도입은피할수없는시대적흐름이다. 누구나인터넷을쓸수있고스마트폰과태블릿 PC가널리보급된디지털시대에살고있다. 이미우리는굳이투표소를정해진날에방문하지않고도언제나투표를행사할수있으며, 앞으로는온라인개표시스템활용으로투표종료와동시개표결과확인이가능한온라인투표시대를머지않아직접경험할수있을것이다. 다양한장점을지닌온라인투표시스템이더많은분야에서널리활용되기위해서는기술적안정성에대한신뢰와전자투표의유용성에대한공감대가형성되어야할것이다. 특히전자투표기술에대한 신뢰 확보는매우중요하다. 기존의전자투표시스템이가지는보안성에대한문제점은반드시해결되어야한다. 이를위해서미래기술이슈로떠오르고있는 블록체인 방식을투표에활용하고자하는움직임이대두되고있다. 기존에금융분야에서활발히적용하던블록체인기술이점차다른분야로도확대되고있다. 특히, 투표관련분야에서활발히적용되고있다. 온라인투표에블록체인기술을도입하면많은이점이예상되며, 금융분야에이어블록체인기술을적용할수있는분야로기대되고있다. 특히, 생활선거분야에서활용되고있는온라인투표시스템의보안성및신뢰성향상을위한신기술활용이필요한시점에서블록체인기술은이에대한대안이될수있을것이다. 따라서본연구에서는신뢰성과투명성, 효율성을높이기위한방안으로블록체 - 2 -

11 인기술을온라인투표시스템에도입하기위한그가능성을타진해보는데그목적이있다. 이를위해서는우선블록체인기술과온라인투표시스템에대한조사, 온라인선거사례및블록체인활용온라인선거에관한사례등에대한조사를진행하였다. 이러한자료조사및분석과함께주요국가의블록체인활용온라인선거사례를분석하였다. 그리고이를국내에도입하기위해법적 기술적문제점을분석후그에대한정책적방안을제안하고자한다

12 2. 연구대상및내용 본연구에서진행하는내용은다음과같다. 블록체인의기본원리와투표시스템구축에활용가능한기술의범위와내용 블록체인방식을활용한온라인투표시스템의기능과구성 블록체인방식의온라인투표시스템을활용한투표의범위와장점 블록체인방식의온라인투표시스템의효과와해결과제분석 블록체인방식의온라인투표시스템의활용해외사례 : 미국 스페인 우크라이나 에스토니아등 한국선거에서블록체인방식의온라인투표시스템의도입을위한제도적, 기술적, 정책적제언과시사점 - 4 -

13 3. 기대효과 블록체인기술의도입은공공서비스분야에도많은변화를불러일으킬것으로예상됨에따라여러국가에서도입을검토중이다. 본연구는온라인투표시스템이라는구체화된대상에대한실증적인연구이며, 공공서비스에대한기술분야및법 정책에대한연구가함께이루어진다는점에서기존연구와차별성을갖고있다. 본연구를통해산출된결과물은다음과같은활용방안을기대할수있다. 온라인투표시스템 (K-Voting) 및전자투표제도개선참고자료로활용 유권자중심의투표시스템구축과투표참여제고를위한정책방안으로활용 국민참여를통한선거의신뢰성및안전성제고방안으로활용 - 5 -

14 제 2 장블록체인방식의온라인투표시스템관련연구 1. 블록체인기술개요 블록체인 (Blockchain) 이란데이터를거래할때중앙집중형서버에기록을보관하는기존방식과달리거래참가자모두에게내용을공개하는분산형디지털장부를말한다. 블록체인에참여한모든구성원이네트워크를통해서로데이터를검증하고저장함으로써특정인의임의적인조작이어렵도록설계된저장플랫폼이라할수있다. 이러한상호분산원장 (mutual distributed ledger) 을통하여기존중앙집중형네트워크기반의인프라를뛰어넘는높은보안성 확장성 투명성등을보장한다. ( 그림 2) 기존거래방식과블록체인방식의거래방식의차이 자료 : SW 중심사회 1) 블록체인기술특징 블록체인기술을이해하기위해기억해야할중요한특징은크게 2 가지가있다. 1 블록은시간별로정렬돼있다. 거래기록이 블록 이라는단위로정리돼시간별로이어져있는것이블록체인의특징이다. 한블록에는앞의블록과뒤의블록과연결되는연결정보가포함돼있으며, 앞블록의내용을변경하면뒤에이어지는모든블록을다시생성해야한다. 따라서과거블록의내용을조작하는것은어렵다. 반대로과거의어느시점에거래기록이존재한다면그것은그시점에거래가이루어졌다는것을객관적으로알수있는데이역시중요한점이다

15 2 분산형원장구조다 블록체인은분산형원장구조이며, 그블록체인네트워크에참가한모든사람이모든거래내역을기록한원장을소유한다. 그렇기때문에블록체인기술을활용하면별도의거래관리기관없이분산화된거래장부인블록체인에의해작동되기때문에시스템유지비용이적고해킹을원천차단할수있다는장점이있다. 분산원장환경에서는사용자가송금거래를요청하면, 거래정보가기록된하나의블록을생성하여네트워크상의모든참여자에게블록을전송한다. 이때각참여자가전송된블록을승인하게되면기존블록체인에거래기록이추가되면서거래가완료된다. 기존블록체인에담겨있는거래정보를수정하기위해서는전체비트코인네트워크참여자의과반수가동일한정보임을확인해줘야하기때문에해커가전세계네트워크참여자의블록체인을동시에해킹하는것은사실상불가능하다. 즉, 해커가디지털장부를조작하려해도수천, 수억명의흩어져있는장부를한꺼번에조작할수없기때문에상대적으로안전하다고볼수있다. 또한, P2P(Peer to Peer) 방식으로작동되기때문에금융회사입장에서는기존과같은중앙전산망을갖추지않고도낮은비용으로안전한금융거래가가능하다. 단기적으로연간 20억달러 ( 약 23조원 ) 를절감할수있을것으로예상되며 1), 금융서비스제공시 2020년까지연간 150~200억달러의비용을절감할수있을것으로보여진다 2). 뿐만아니라, 소비자입장에서도금융서비스를이용할때훨씬편리해진서비스와함께향상된속도, 수수료절감등다양한혜택을기대할수있다. [ 2] 구분보안성 (Secure) 투명성 (Transparent) 확장성 (Scalable) 신속성 (Instantaneous) 탈중개성 (P2P-based) 주요내용정보를다수가공동으로소유하여해킹불가능 보안관련비용절감모든거래기록에공개적접근가능 거래양성화및규제비용절감공개된소스에의해쉽게구축 연결 확장가능 IT 구축비용절감거래의승인기록은다수의참여에의해자동실행 신속성극대화공인된제3자의공증없이개인간거래가능 불필요한수수료절감 자료 : 정보통신기술진흥센터 1) : < > 2) : <> - 7 -

16 이러한다양한이점때문에이미많은글로벌금융회사들은블록체인기술에대한본격적인연구와투자를확대하기시작했다. 대표적으로골드만삭스, 바클레이즈, JP모간체이스, 시티그룹, UBS 등 40여개글로벌금융회사가 R3 CEV로불리는블록체인컨소시엄을구성하여블록체인표준플랫폼공동개발및테스트를진행중이다. 미국나스닥은 2015년 10월블록체인기반의장외주식거래소를구축하였고, 미국증권거래소는오버스탁이라는회사에블록체인이적용된인터넷공모주식발행권한을부여하고있다. 블록체인기술은비트코인등공용블록체인 (1세대), 사설블록체인 (2세대) 을거쳐, 2017년부터스마트블록체인 (3세대) 로의진입이예상되고있다. 이에따라금융부문뿐만아니라, 다양한제품및서비스의생산 소비 유통 관리등의측면에서기존산업의모습을크게변화시킬것으로전망되고있다. [ 3] 구분 1세대 2세대 3세대 종류 공용 (Public) 블록체인 사설 (Private) 블록체인 스마트 (Smart) 블록체인. 분산합의기술. 제한적분산합의기술 ( P B F T ( P r a t i c a l ( 작업증명 / 지분증명 / 위 Byzantine Fault 주요임지분증명기술 ) 기술. 동기 p2p 네트워크내용 Tolerance), 연방합의기술 ). 동기 / 비동기 p2p 네트워크. 고기능고효율분산합의기술. 개인정보보호, 비밀유지. 추적기술. 자금세탁방지기술. 안정적동기 / 비동기 p2p 네트워크 적용가능서비스 주요기업. 디지털화폐. 외환송금. 스마트계약 Bitcoin, Bitshare Ethereum,. 개인의료정보관리. 자산증명 / 소유권증명 Ripple, R3 CEV, ADEPT. 정부및공공서비스. 개인정보 / 비밀유지지원서비스 - 자료 : 미래창조과학부보도자료 2) 블록체인유형 블록체인은참여네트워크의성격, 범위등에따라여러가지형태가존재하고사용용도에맞게응용이가능하다. 블록체인을유형별로보면, 흔히알려진퍼블릭블록체인외에도컨소시엄블록체인및프라이빗블록체인이있다. 다음은그에대해정리한자료이다

17 [ 4] 퍼블릭블록체인컨소시엄블록체인프라이빗블록체인 관리주체 모든거래참여자 ( 탈중앙화 ) 컨소시엄에소속된참여자 한중앙기관이모든권한보유 거버넌스 한번정해진룰을바꾸기매우어려움 컨소시엄참여자들의합의에따라상대적으로용이하게룰을바꿀수있음 중앙기관의의사결정에따라용이하게룰을바꿀수있음 거래속도 네트워크확장이어렵고거래속도가느림 네트워크확장이쉽고거래속도가빠름 네트워크확장이매우쉽고거래속도가빠름 데이터접근 누구나접근가능 허가받은사용자만접근가능 허가받은사용자만접근가능 식별성익명성식별가능식별가능 거래증명 PoW, PoS 와같은알고리즘에따라거래증명자가결정되며, 거래증명자가누구인지사전에알수없음 거래증명자가인증을거쳐알려진상태이며, 사전에합의된규칙에따라거래검증및블록생성이이루어짐 중앙기관에의하여거래증명이이루어짐 활용사례 비트코인 R3 CEV 나스닥의비상장주식거래소플랫폼인링크 (Linq) 자료 : 코빗, the FinTech, CoinDesk, 금융보안원 퍼블릭블록체인은공개형블록체인으로누구나참여할수있는블록체인이다. 따라서모든참여자는자유로운자료열람과거래가가능하다. 하지만검증되지않은다수의사용자가참여하므로고도화된암호화검증이필요하여네트워크의확장이어렵고속도가느리다. 또한퍼블릭블록체인은완벽한분산형구조를이루고있다. 네트워크참여자가익명성의성격을띠기때문에중앙시스템의제어가필요한금융서비스에적합하지않다. 따라서블록체인의비용절감과같은장점은살리되금융서비스에서필요한시스템제어권한이나주도권도잃지않을수있는컨소시엄과프라이빗블록체인에주목할필요가있다. 프라이빗블록체인은익명성을제공했던퍼블릭블록체인과달리주체의식별이가능하다. 또한거래의처리속도가빠르며네트워크확장이용이하여사용자가원하는대로커스터마이징할수있기때문에금융서비스에적합하여최근기업과은행권의관 - 9 -

18 심을모으고있다. 프라이빗블록체인은소유자가블록체인을생성하고관리하는블록체인으로블록체인소유자가블록체인을중앙시스템처럼관리하고자경우적합하다. 컨소시엄블록체인은퍼블릭블록체인과프라이빗블록체인의중간형태이다. 소유자가모든권한을가지게되는형태인프라이빗블록체인과달리미리선정된노드들이권한을가지게되는블록체인이라고할수있다. 따라서컨소시엄블록체인은분산형구조를유지하면서제한된참여를통해보안을강화할수있고퍼블릭블록체인에서제기된느린거래속도와네트워크확장성의문제도해소시켜주기때문에은행들간거래용도로활용할수있다. 3) 블록체인합의 (Consensus) 알고리즘 블록체인은기본적으로분산시스템이다. 분산컴퓨팅으로이루어진비행기예매시스템에합의알고리즘이없다고가정해보자. 손님 A와손님 B가같은자리a를동시에예매하였을때합의알고리즘이없다면들어온시스템에따라자리 a를예매한사람이달라진다. 이런시스템오류와무결성을보장하기위하여합의문제를해결하는합의알고리즘이생겨났다. 블록체인은각노드에서만든블록의정당성을검토하고네트워크전체에서공유하는블록체인에반영하기위해이합의알고리즘을사용한다. 블록체인에서사용되고있는대표적인합의알고리즘에는다음과같은것들이있다. 1 PoW(Proof of Work) 비트코인을시작으로많은블록체인기반기술이채택하고있는합의알고리즘이다. 블록을만들어배포한후많은참가자가사용하는것을올바른블록으로정의하기때문에참가자의수에영향을받지않고얼마든지참가자를늘릴수있다. 반면네트워크상태에따라일부분에불일치가생긴경우, 결과가불확실하게되는점이나성능이나오지않는다는단점이있다. 2 PoS(Proof of Stake) 이더리움이채택한알고리즘이다. 화폐량을더많이소유하고있는승인자가우선하여블록을생성할수있는특징이있다. 이것은 대량통화를소유하고있는참가자는그통화가치를지키기위해시스템의신뢰성을손실하지않을것이다 라는전제를바탕으로하고있다. 기본적인구조는 PoW 와다르지않지만화폐량에따라해시계산의난이도가낮아지기때문에 PoW와비교하여자원소비가작아지는장점이있다

19 3 PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance) PBFT는 PoW나 PoS와마찬가지로 Byzantine Fault 3) 모델이지만 PoW와 PoS의단점인결과의불확실성과성능문제를해결한것이다. Hyperledger Fabric과 Eris 등컨소시엄형에서이용하고있는블록체인기반기술에많이채택되고있다. PBFT는네트워크의모든참가자를미리알고있어야한다. 참가지중 1명이프라이머리 (Primary, 리더 ) 가되고자신을포함한모든참가자에게요청을보낸다. 그요청에대한결과를집계한뒤다수의값을사용해블록을확정한다. 부정한노드수를 f개라고하면노드수는 3f+1개여야하며, 확정에는 f+1개이상의노드가필요하다. PoW/PoS는남은 1개에서도동작을계속하지만 PBFT 는필요수를충족하지못하면정지한다. PoW나 PoS와는달리다수결로의사결정한뒤블록을만들기때문에블록체인의분기가발생하지않는다. 따라서한번확정된블록은변경되지않기때문에최종결과를확보할수있다. 그리고 PoW와같이조건을만족시킬때까지계산을반복하지않아도되기때문에매우고속으로동작한다. 부정사용을하고자해도과반수를획득해야하며만약프라이머리가거짓말을한다해도모든참가자가리더의움직임을감시해거짓말이라고판단한다면다수결로리더교체를신청할수있기때문에장애에매우강력한내성을가진알고리즘이다. 반면언제나참가자전원과의사소통을해야하기때문에참가자가증가하면통신량이증가하고처리량이저하된다. PoW나 PoS는수천개의노드를만들수있지만 PBFT는수십개의노드가한계이다. 4) 블록체인기술구조및개발플랫폼현황 블록체인은공인된제3자없이도거래기록의무결성및신뢰성을확보하기위해해시 (Hash) 4), 전자서명 (Digital Signature) 5), 암호화Cryptography) 등의보안기술을활용한분산형네트워크인프라를기반으로다양한응용서비스를구현할수있는구조를가지고있다. 3) 비잔틴장군문제 (Byzantine General Problem) : 분산컴퓨팅환경에서악의적인노드가분산시스템에참여한상황을모델링한문제. 비잔틴장군문제를해결한시스템은악의적인노드가분산시스템에참여한상황에서도전체시스템은신뢰도있는서비스를제공할수있다는것을보장한다. 4) 임의의길이의입력메세지를고정된길이의출력값으로압축시키는기술로데이터의무결성검증및메시지인증에사용된다. 5) 전자서명은작성자로기재된자가그전자문서를작성하였다는사실과작성내용이송 수신과정에서위변조되지않았다는사실을증명하는기술이다

20 ( 3) * MS, LG CNS 이러한블록체인기술은본래비트코인 (Bitcoin) 6) 이라는전자화폐를안전하게저장하고사용하기위하여고안된보안기술이었다. 비트코인의핵심기술로써디지털통화 (Digital Currency) 의발행 유통 거래가주기능이었던기존의블록체인 1.0은기존비트코인의한계를극복하고다양한영역으로의확장을목표로하는블록체인 2.0으로진화 발전해나가고있다. 블록체인 2.0의대표적인기술로는이더리움 (Ethereum) 이있으며, 디지털통화의기능과더불어비트코인의거래스크립트를다양한형태로프로그램가능하게만든스마트컨트랙트 (Smart Contract) 를구현하다. 이더리움은블록체인기반위에서부동산계약, 온라인투표등다양한분산어플리케이션을개발하고구동할수있는플랫폼으로확장되었다. 여기서이야기하고있는블록체인플랫폼이란블록체인서비스를개발, 테스트할수있도록블록체인시스템의구성요소 ( 분산네트워크, 통신프로토콜등 ) 및필요기능 ( 거래정보검증, 합의, 노드관리기능등 ) 을제공하는환경을말한다. 블록체인서비스개발시플랫폼을활용함으로써개발편의성과서비스간상호호환성, 안정성을확보할수있다. 본연구에서는블록체인기술을온라인투표시스템에적용할때의기술적이슈분석및기술적도입방안을알아보기위하여블록체인개발플랫폼현황에대한조사를진행하였다. 블록체인기반플랫폼중에서도비트코인을구현한 Bitcoin Core, 분산응용프로그램플랫폼으로많은실증실험에사용되고있는이더리움, 그리고리눅스재단주도로개발되고있는컨소시엄형블록체인 Hyperledger Fabric을다음 6) 블록체인기반의디지털가상화폐

21 의표와같이정리하였다. [ 5] Bitcoin Core 이더리움 Hyperledger Fabric 블록체인 분류 공용, 컨소시엄, 개인공용, 컨소시엄, 개인컨소시엄, 개인 합의알고리즘 Proof of Work(PoW) Proof of Work(PoW) 이후 Proof of Stake(PoS) 로변경예정 Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) 결제완료성 없음. 각노드 7) 가각각의블록을만들기때문에블록체인이분기되는경우확정된트랜잭션이번복될수있음 없음. 각노드가각각의블록을만들기때문에블록체인이분기되는경우확정된트랜잭션이번복될수있음 있음. 갱신시합의를확정하기때문에결제완료성있음 성능 블록생성간격은 10 분단위지만 확정됐다 고판단하기위해서는어느정도블록을이어나가야하기때문에 1 시간정도소요 블록생성간격은 12 초단위지만 확정됐다 고판단하기위해서는어느정도블록을이어나가야하기때문에몇분정도소요 갱신시합의를확정하기때문에성능이좋으며, CPU 자원도효율적으로사용함. 계정관리 참가자 ( 계정 ) 는각노드에서관리되고공유되지않음. 따라서참가자유입을제한하는기능은존재하지않음 참가자 ( 계정 ) 는각노드에서관리되고공유되지않음. 따라서참가자유입을제한하는기능은존재하지않음 멤버쉽서비스가사용자와노드를등록. PKI 8) 기반증명서를발행 최소 구성대수 1 대부터작동. 장애복구를위해서는최소 2 대필요 1 대부터작동. 장애복구를위해서는최소 2 대필요 PBFT 에서 1 대의장애복구를위해서는최소 4 대필요 데이터 모델 계약자체도블록체인에포함돼전파됨. 정보는 UTXO(Unspent Transaction Output) 방식으로유지되므로집계하기위해서는모든블록을참조해야함 계약자체도블록체인에포함돼전파됨. 정보는 UTXO(Unspent Transaction Output) 방식으로유지되므로집계하기위해서는모든블록을참조해야함 블록체인과월드스테이트로구성됨. 월드스테이트는키밸류스토어이며, 트랜잭션완료시상태를보존할수있음 정보트랜잭션 9) 의내용은트랜잭션의내용은트랜잭션은암호로

22 Bitcoin Core 이더리움 Hyperledger Fabric 은닉화공개정보가됨공개정보가됨 스마트 컨트랙트 개발 비트코인트랜잭션은스크립트언어 10) 로실행됨. 매우간단한언어로루프처리나분기구분에제한이있음. 따라서확장성이부족함. 하지만안전성과유효성, 용이성의관점에서의도적으로제한하고있는부분도있음 계약이라고불리는프로그램을개발함. 개발언어는 Solidity 라는전용언어를주로사용. 소스코드는 Ethereum Virtual Machine(EVM) 이라는가상머신에서동작하기때문에플랫폼에의존하지않음. Gas 라는일종의연료개념이있어일정처리비용안에서동작시켜야함 은닉할수있음. 각트랜잭션은트랜잭션증명서로서명되므로요청자를추적할수없음 체인코드라는프로그램을개발함. 개발언어는 Go 와자바. 향후자바스크립트가추가될예정. 소스로부터네이티브코드를생성해직접실행함. 도커컨테이너안에서실행됨 자료 : 블록체인구조와이론 ( 위키북스 ) 5) 비금융분야블록체인활용 블록체인은앞서이야기한것처럼금융분야뿐만아니라자동계약 저작권 계약체 결 기타법적거래등다양한분야에서적용가능성이있다. 1 자산등록부 (asset register) 분산원장은자산의내역, 거래내역그리고유효성을관리하는안정성과신뢰성이요구되는장부에이용될수있으며, 이기술은소유권과출처를중명하는데이용될수있다. 영국의스타트업인 Everledger사는다이아몬드업계의사기와도난문제를해결하기위해이기술을사용중이다. 이외에도토지소유권, 선하증권, 자동차리스, 금거래, 에너지, 주식, 기타자산등록부의존재여부또는유지및관리비용과관련없이전자적으로대표될수있 7) 블록체인네트워크에직접참여하는사용자 8) PKI(Public Key Infrastructure) : 공개키기반구조. PKI 는공개키알고리즘을통한암호화및전자서명을제공하기위한복합적인보안시스템환경을말한다. 즉, 암호화와복호화키로구성된공개키를이용해송수신데이터를암호화하고디지털인증서를통해사용자를인증하는시스템을말한다 9) 트랜잭션 (transaction) : 데이터통신시스템에서데이터통신시스템에서관리의대상이되는기본적인정보를기록한기본파일 (master file) 에대해서그내용에추가, 삭제및갱신을가져오도록하는행위 ( 거래 ) 를트랜잭션이라한다. 예를들면, 입하, 출하, 매상, 반품, 임금, 출금, 정정등의데이터를말하며, 이동정보라고도한다. 10) 스크립트언어 (script language) : 컴파일 (compile) 을하지않고, 작성해서바로실행시킬수있는언어. 컴파일하지않고변수타입을선언하지않는다는특징이있다. 대표적인스크립트언어로는자바스크립트, Perl, Tcl/Tk 등이있다

23 고, 저장될수있고, 거래될수있는모든자산에분산원장기술의적용이 가능하다. 2 신원등록부 (identity registers) 분산원장은각종서비스에서디지털인증을간소화함으로써정확한신원확인 및신원도용에의한피해를줄이는데도움을준다. 신원관련데이터의관리 및통제를용이하게한다. 3 지적재산 (intellectual property) 분산원장기술은지적재산의등록과라이선스등의분야에서다양한잠재적 사용가능성이있으며, 저작권과관련된권리에도이용될수있다. 4 정부및정부기관의이용 (government and agency use) 에스토니아의디지털신원시스템인이-레지던스 (e-residency) 는블록체인기술을온라인정부시스템에접근을인증하는용도로이용하고있다. 에스토니아정부는 키없는전자서명인프라 (KSI) 를통해전자시민권을개발중이다. KSI는시민들이정부가관리하는 DB에접근하여자신들의정보에대한정확성여부를직접확인할수있다. 또한내부관리자가불법적으로네트워크에침입할수없게하여시민들이전자상거래등록이나전자세금계산서와같은디지털서비스를활용할수있도록하고있다. 에스토니아이외에도미국의경우는의료정보의기록및공유부문, 우크라이나의경우는투표시스템의운영관리부문, 영국의경우도모든공공서비스분야등에블록체인기술을적용시키기위해연구및개발중이다. [ 6] 구분전자투표전자화폐전자시민권소유권기록 사례소개 - 투표진행결과를블록체인에기록하여투명성을유지할수있도록하여, 정당투표, 상원의원선거등에활용 - ( 관련국가 ) 덴마크, 호주등 - 국가별중앙은행에서발행 관리하는공식적인화폐로활용 ( 예정 ) - ( 관련국가 ) 영국, 필리핀등 - 블록체인에개인의신원정보를저장하여, 정부기관에의해디지털신원확인이가능하도록활용 - ( 관련국가 ) 에스토니아등 - 토지의소유권을블록체인에등록하여안전하게저장 관리하는데활용

24 구분 기록물관리 5 전자공증 사례소개 - ( 관련국가 ) 온두라스등 - 정부에서작성, 발행한문서등기록물관리를위해블록체인을활용 - ( 관련국가 ) 영국 ( 맨섬 ), 영국 ( 디지털서비스청 ), 미국 ( 버몬트州 ) 등 자료 : 금융보안원 블록체인기술의타임스탬프와해쉬함수를이용하여인증서, 계약서등공적증명이필요한문서또는각종파일들을증명할수있는전자공증이가능하다. 기업들은전자공증시스템을자체구축하기보다는위탁하여운영하는경우가대부분인데, 집중관리기관인위탁운영기관이해킹등으로데이터가위 변조될위험이존재한다. 그러나블록체인을이용할경우저장된데이터의불변성을이용하여전자공증시스템을구축하는것이가능하므로데이터관리의안전성이제고된다. 6 스마트계약 (Smart Contracts) 스마트계약은블록체인을통해일정조건을만족시키면거래가자동으로실행되도록프로그래밍한다. 자동화된계약시스템으로소유권이전, 상속, 증여, 물품구매등에폭넓게활용되고있으며, 최근에는사물인터넷과연계되어이용되고있다. 스마트계약에서는조건에의해거래가자동적으로성립되므로중간관리자에의한사기피해를막을수있다. 거래정보기록이보존되기때문에계약서위조 사고기록조작등과같은악의적행위의방지가가능하여신용리스크와상대방리스크를감소시킬수있다

25 2. 블록체인방식을활용한온라인투표시스템 블록체인은신뢰성을가장중요시하는금융거래에서사용될수있을정도의신뢰성을갖추고있음이증명되었다. 블록체인은공정성과투명성, 확실성은물론중간자가존재하지않더라도높은신뢰성을가지고있다. 이러한이점을선거에적용시켜직접민주주의요소를강화시킨형태로제시된것이 블록체인온라인투표시스템 이다. 블록체인을활용해투표권한부여나투표집계등에응용함으로써업무를더효율화할수있다는장점이있다. ( 그림 4) 기존투표모델과블록체인을사용한투표모델 자료 : 블록체인구조와이론 ( 위키북스 ) 블록체인기반온라인투표시스템은기존의전자투표시스템에서발전한형태를 위하게된다. 이러한점에주목하여온라인투표시스템의기능과구성, 블록체인 이온라인투표시스템에도입되었을때가지는기능과구성을소개하고자한다. 1) 온라인투표시스템개요 온라인투표시스템이란투표소를직접방문해본인확인을거친후, 교부받은 투표용지에기표하여투표함에넣는기존의투표방식을대체하여, 유권자가시간과

26 장소의구애없이 PC와이동통신단말기를이용하여웹과모바일환경에서다양한의견수렴및대표자선출을지원하는시스템이다. 임원선출, 정관개정, 안건결정등에있어구성원의의사를정확히반영할수있도록일반적인투표뿐만아니라찬반투표등다양한투표를효율적이고안전하게실시할수있도록지원한다. 기존선거방식과마찬가지로투표과정전반에걸쳐유권자의기본권인보통, 평등, 직접, 비밀선거의원칙이준수되어야한다. 온라인투표시스템에서는감시기관없이사용자들이원하는공간에서자유로이진행되기때문에, 네트워크상에서본인확인과유권자의자유로운의사에의한투표를확보하는것이중요한요소이다. 또한유권자들의투표정보가오류없이정확하게개표과정에전달되어야하며, 투표내용이정확하고신속하게집계되어야한다. 국내대표적인온라인투표시스템은선거관리위원회의온라인투표서비스 ( 이하, K-voting) 를활용하는것이다. K-voting은선거관리위원회에신청한기관 단체에대하여 PC와이동통신단말기를이용한웹과모바일환경에서전자투표와개표를실시할수있도록온라인투표시스템을지원및제공하는서비스이다. K-voting에서는투 개표관리서비스를제공한다. 투표시간이종료되면, 투표율확인등선거인에대한요약정보와선거결과를바로확인가능하다. K-voting 서비스는유권자당 450원의저렴한비용으로이용할수있다. 그리고진행이간편하고, 기존종이투표가갖는장소적제약을극복하여어디에서나투표가가능하다. 이러한장점으로인해투표율상승기대와민주성을제고할수있다는점에서활용도가높을것으로예상이된다. 가. 온라인투표시스템의장점 1 투표의편리성증대및투표율향상 온라인투표시스템은기존의투표방식이갖는공간적, 시간적한계를극복할수있다. 유권자는투표소에가지않아도컴퓨터, 스마트폰등온라인매체를활용하여자신이지지하는후보자를선택할수있다. 투표방법도클릭만하면되므로투표시간이대폭줄어든다. 또한언제어디서나편리하게투표할수있으며지역주민들이정해진시간에한곳에모여야하는불편을덜수있다. 뿐만아니라편의성과접근가능성향상으로바쁜일정때문에투표소를직접방문하지못하는유권자, 노인, 장애인, 여행중인유권자등의투표참여가능성도높일수있다. 이러한편의성은전체적인투표율향상에기여할수있다. 역대대선투표율을살펴보면, 30대이하의젊은유권자들의투표율이다른연령층에비해낮다는사실을알수있다. 한국뿐만아니라대부분국가에서

27 젊은유권자들의투표율이저조하지만, 인터넷의이용자가주로젊은층이라는특성을고려할때, 온라인투표시스템은 20, 30대의유권자들을투표에참여를촉진시킬수있다. 또한온라인투표시스템은투표결정에필요한정보를유권자들에게손쉽게전달할수있다. 온라인투표시스템을통해기존투표방식보다는더많은정보를유권자에게제공할수있고, 더많은정보를바탕으로유권자가투표에참여할수있도록지원이가능하다. 2 투표관리업무의효율성증대 온라인투표시스템은투표및개표과정에서정확성과신속성을향상시킬수있다. 결국선거관리업무에투입되는인력과시간을단축시켜예산을절약할수있다. 투표용지를일일이수작업으로확인하는작업이필요없고, 투표시스템에서자동적으로이루어지므로신속하고실수를방지할수있다. 따라서무엇보다도정확한개표결과에따라선거소송을미연에방지할수있고선거결과의정당성또한높일수있다. 또한초기에온라인투표시스템을도입하기위한막대한개발비용이소요되는경우도있지만, 장기적으로는예산절감효과가더크다. 나. 온라인투표시스템의단점 1 보안문제및신뢰확보의문제 ( 직접선거원칙의위반 ) 사람들이투표방식에대해믿음을갖기위해서는그방식이안전하고정확해야한다. 그리고투표결과가유권자의정확한의사를그대로반영하였다는것이증명되어야한다. 휴대전화혹은공인인증서인증시스템과같은본인인증방식이온라인투표시스템에서의부정선거를막기위해활용되고있지만, 본인확인이나투표내용의완벽한보안을지원하기는어렵다. 온라인상에서사생활침해가늘고있고, 사람들의개인정보가유출되는온라인환경에서투표를진행한다면다른사람의개인정보를도용해대리투표, 중복투표등과같은일이발생할수있기때문이다. 또한온라인투표시스템은해커나바이러스등의사이버공격에취약하다. 특정인이소프트웨어를이용해의도적으로중앙전산시스템에과부하를발생시키는서비스거부공격 (DOS : Denial of Service Attack) 에의해유권자와중앙컴퓨터간의의사소통을불가능하게할가능성이존재한다. 온라인선거시스템의또다른우려사항은운영기구에대한불신이다. 해킹이아닐지라도정부의통제와조작의가능성이존재하기때

28 문이다. 강력한감시기구가운영되지않는다면선거관리자가선거결과에영향을미칠수있다. 특정후보에대한득표수조작등의가능성이있고, 이처럼안정성과보안에대한불신이생기게된다면, 투표결과에대한신뢰역시확보할수없게된다. 2 투표의비밀보장문제 ( 비밀선거원칙의위반 ) 투표는강압이나제 3자의간섭없이자유롭고공정하게치러져야하고, 이를위해투표비밀보장은필수요소이다. 기존의투표방식은투표소에서담당공무원감독하에투표가진행되기때문에, 이중투표위험성이낮다. 투표의비밀성보장, 날인된투표용지등상대적으로안전한투표방식을제공한다. 반면온라인투표시스템에서진행되는투표는감시기구의통제를벗어난투표방식으로, 투표행태를공공적인성격에서사적인성격으로바꿀수있다. 사적인성격으로인해투표자들의편리함은극대화될수있지만, 원격에서진행되는투표는제3자에의해비밀투표의원칙을훼손할가능성이존재한다. 온라인투표시스템은대부분아무런감시가이루어지지않는사적인공간들에서진행되기때문에유권자의자율적의사결정을위협할수있는부정선거의위험성이존재할수있다. 조작의어려움으로인해타인의도움을받는과정또한비밀선거의원칙에어긋날수있다. 3 디지털격차의문제 ( 선거의평등원칙위반 ) 온라인투표시스템을본격적으로사용하게된다면디지털격차가우려될수밖에없다. 인터넷을통한투표참여는각사회계층및집단의정치적참여기회에불균등한영향을미칠수있다. 컴퓨터나스마트폰에익숙한젊은층이나교육수준이높은계층은손쉽게온라인상에서투표할수있다. 그러나컴퓨터나스마트폰, 인터넷에익숙하지않은계층에게는부담으로작용할가능성이크기때문이다. 특히고령자나저학력계층의투표율하락을야기할수있고, 이는불평등의문제를야기한다. 2016년도연령별인터넷이용자수를조사한결과 60대, 70대는다른연령대에비해확연하게낮은비율을기록하고있다

29 세 10 대 20 대 30 대 40 대 50 대 60 대 70 대이상 ( 그림 5) 2016 년도연령별인터넷이용자현황 자료 : 한국인터넷진흥원 디지털격차로인한불평등은개개인의투표권이재산, 신분, 성별, 교육정도등의영향을받지않고모두에게동일하게권리를부여해야하는평등선거원칙을위반할수있다. 또한기술적문제와달리디지털격차는한순간에해결하기는힘들다는문제가존재한다. 다. 온라인투표시스템의기능 온라인투표시스템은인터넷이상용화되기시작하며그효율성때문에관심을받기시작했다. 이후오랜시간이흘렀고인터넷의안정성이검증되었다. 그럼에도불구하고온라인투표시스템이공직선거사용되는나라는손에꼽을수있을정도로적다. 온라인투표시스템을사용하는나라중, 에스토니아는 2005년부터전자투표를실시하고 2007년에는온라인투표시스템을허용한나라다. 2015년국회의원선거에서전체투표자의 30.5% 가온라인투표시스템을사용했다. 11) 온라인투표시스템은기존투표지를사용한투표와비교했을때다양한부가적기능을가지고있다. 유권자의투표참여율제고, 개표의신속성, 비용절감과장애유권자의접근성향상등의기능이그것이다. 첫째, 유권자의투표참여율제고는실제사례를통해확인할수있다. 2004년미대통령선거에서 전자투표기 가종이기반광학스캐너기계가놓친투표를발견해 2000년선거보다 1백만이상투표자수가더많았다는 MIT의연구결과 12) 가있다. 이러한 분실표 뿐만아니라유권자의투표참여율자체도매우높일수있다. 대구공업대학교의연구결과에따르면, 13) 일반적으로마련되어있는투표소나지정장소에서 PC를이용하는이전방식과비교하면, 스마트폰으로온라인선거를진행하는 11) Digital Voting with the use of Blockchain Technology - The Economist, Plymouth University 12) Friel, Brian (November 2006)Let The Recounts Begin, National Journal Archived June 19, 2005, at the Wayback Machine. 13) 내가있는곳이곧투표소! 온라인투표서비스 -

30 경우, 투표율이기존의 40% 대에서 75.5% 로증가하여거의 2배에가까운투표율증가를보였다. 둘째, 개표의신속성은온라인투표시스템의가장큰장점이라고할수있다. 선거관리를하는사람들이수작업으로개표해야했던이전의선거시스템과달리투표종료와거의동시에집계되어기존선거개표의절반도되지않는시간에개표결과를알수있다. 셋째, 비용절감은온라인투표시스템의특성에서나온다. 온라인투표시스템은투표용지를필요로하지않고, 개표하는사람도필요치않는다. 실제로 2014년서울시맑은아파트 2단계사업추진계획에따르면아파트입주자대표선거에서 1가구 5천원가량의선거위탁비용이 1000원도되지않을것이라고발표했다. 마지막으로장애유권자의접근성향상은인터넷만연결되어있다면다양한기기를통해투표참여가가능하다는데에있다. 심지어에스토니아에서는지급된보안카드를통해카드리더기에카드를삽입한후투표를할수도있고, SIM카드가해당보안카드를대신하기도했다. 라. 온라인투표시스템의구성 비교적가장오랜기간동안온라인투표시스템을사용해온에스토니아의온라 인투표시스템의구성은다음과같다. ( 그림 6) 에스토니아의온라인투표시스템구성도 자료 : Digital Voting with the use of Blockchain Technology

31 카드 (key) 를통해유권자가투표소에엑세스한후해당사이트 ( 투표사이트 ) 에서 PIN번호를입력해본인확인을받는다. 유권자로확인되면, 4번까지자신의투표를수정가능하다. 식별카드가없는경우, 선거일전일휴대전화를통한인증을마치면된다. 이후유권자가투표를완료하면, 투표값은 publicly accessible vote를통과해투표결과저장서버에전달되기까지암호화되고, 투표기간이종료되면네트워크와연결이끊어진개표서버로전송된다. 이후서버가개표를마치면결과를출력한다. 이러한에스토니아의시스템은일반적인온라인투표시스템의구성을모두갖추고있다. 유권자확인, 투표, 암호화, 개표와결과확인이온라인투표시스템을구성하는요소라고볼수있다. 2) 블록체인방식을활용한온라인투표시스템의기능과구성 K-voting은간편하게투 개표를진행할수있고인터넷및통신망을기반으로하는서비스이다. 온라인투표시스템은통신상황이나중앙서버의불의의장애가발생할수있어서비스를사용할때선거인과관리자의숙지가필수적이다. 또한서버가해킹당해투표에대한결과를수정하거나삭제할수있어무결성에대한이슈도존재한다. 블록체인을현재의 K-voting 시스템에적용한다면, 중앙서버에의해시스템이구동되지않기때문에한개의컴퓨터의네트워크가불안해도다른네트워크에영향을주지않으므로안정적인선거시스템을운영할수있다. 또한모든유권자가투표결과에대한이력을공유하기때문에해킹이불가능해무결성을보장할수있다. 이러한장점은신뢰가중요한선거시스템에활용할수있다. 온라인투표시스템에블록체인이도입된다는것은기존의온라인투표시스템의기능보다더많은기능을블록체인온라인투표시스템이해낼수있음을의미한다. 블록체인은기본적으로공정성과투명성, 확실성을가지고있다. 이에더해기존온라인투표시스템의한계점으로지적되는보안성측면에있어서문제가발생할확률이기존시스템에비해매우낮다. 이러한개선점을바탕으로블록체인방식을활용한온라인투표시스템의기능과구성에대해알아보고자한다. 가. 블록체인방식을활용한온라인투표시스템의기능 블록체인온라인투표시스템은기존온라인투표시스템의기능을모두갖추고있다. 여기서이야기하고있는온라인투표시스템의기능은유권자의투표참여율제고, 개표의신속성, 비용절감과장애유권자의접근성향상등이다. 이러한기능은온라인을기반으로장소에구애받지않고투표를할수있다는점에서동일한기능이기

32 때문이다. 이에추가하여블록체인선거시스템은온라인투표시스템이가지는해킹을통한위변조의위험성에서비교적자유롭다. 블록체인은모든거래가모든사용자에게기록되는 분산거래장부 를특징으로한다. 이런블록체인의특성이해킹과그로인한위 변조위험에서기존의온라인투표시스템보다자유로울수있다. 신뢰대상의변경도블록체인온라인투표시스템의기능중하나다. 중앙서버의관리자가존재하고그를전적으로신뢰해야했던기존온라인투표시스템에반해유권자모두가투표과정과결과를스스로검증할수있다. 투표의위변조가불가능할뿐만아니라, 신뢰의대상이중앙서버의관리자에서시스템그자체로옮겨간다. 이를통해투표참여자들사이에서정책결정사항에대한신뢰와공감대형성은더향상될것으로전망된다. 나. 블록체인방식을활용한온라인투표시스템의구성 블록체인온라인투표시스템은 2가지시스템으로나뉜다. Private한선거시스템과 Public한시스템으로나뉘는데이는플랫폼을기준으로구분한다. 특정선거방식과유권자의구체적인특성을반영하도록고안된새로운맞춤전자투표시스템은 Private 방식이다. 비트코인이나이더리움과같은기존에확립된블록체인시스템에서전자투표시스템을만드는것은 Public방식이다. Public 시스템을이용할경우, 블록체인의보안성이사용자수에비례한다는점을통해소수의유권자가참여하는선거에대해안전하게사용할수있다. Private 시스템은참여기준, 범위, 공개여부를제한할수있어유권자가아닌사람들의참여나열람을막을수있다. 다음은두가지방식을적용한사례를정리한것이다. 1 Public 방식적용사례 : 따복공동체주민제안공모사업블록체인투표 (Blocko) 실제정책선거과정에블록체인온라인투표시스템이적용된사례가경기도의따복공동체사례이다. 이사례는 CoinStack 이라는블록체인기반시스템을제공하는업체 Blocko에서담당해어플리케이션제작과블록체인을통한온라인투표시스템을제작했다. Blocko에따르면오프라인투표자 ( 주민대표 1인 ) 와온라인투표 ( 공동체주민 9인 ) 모두블록체인시스템을통해집계하였다. 주민대표는우선순위방식으로, 공동체주민은 1인최대 6회의 좋아요 선택방식으로투표를한다. 즉, 공동체주민투표권자 9명의지갑에 6원씩넣어주고 1계좌당 1 원씩만 송금 할수있는시스템인것이다. 해당투표권, 즉 6원의잔고는투표권자가수령하게되는투표용지내의 QR코드를통해서만주어진다. 해당과정을모두거친후투표집계는단순히각공동체사업안계좌의잔액이가장큰것

33 을채택한다. 815 명의오프라인심사원과 7,335 명의구성원이참여하는시스템 이기에 Public 방식을채택하였다. 2 Private 방식적용사례 : FMV 블록체인온라인투표시스템 FMV는블록체인온라인투표시스템을제공하는미국의스타트업이다. Forbe s 14) 와 Nasdaq 15), Discovery 16) 와 The Huffington Post 17) 등에서블록체인온라인투표시스템은선거에들어가는비용을획기적으로줄이게되었다. 그리고더욱공정하고투명하면서편리하고빠른선거가가능할것이라평가받고있다. FMV는블록체인온라인투표시스템에있어서는독보적인언론노출도를자랑하며계속해서투자가늘어나고있다. 이업체의블록체인온라인투표시스템은가중치부여투표가가능하다는특징까지가졌다 18). 비트코인이나이더리움과같은플랫폼을이용하지않고, 1인 1표와가중치투표모두가능하다. 독자적인시스템을구성하는 FMV는 Private 방식의블록체인온라인투표시스템이라고할수있다. 기본적으로블록체인장부작성방식과거의동일하게작동한다는것을알수있다. 19) 이렇듯블록체인기반온라인투표시스템은기존의온라인투표시스템의맹점을보완함과동시에온라인투표시스템이상의비용절감이가능할것으로그효과가예상된다. 물론, 가까운미래에는블록체인을활용한투표가국가적규모선거보다는중소규모의민간선거, 위탁선거에활용될가능성이훨씬높다고본다. 아직까지보안문제, 접근권한, 익명성확보방안에서해결되지않은문제점이남아있어서낙관적인전망은시기상조이다. 그리고해당투표결과에대한대중의신뢰성을확보하는방안도필요하다. 또한블록체인기술이라는신기술이도입되는것이므로고려해야할요소가많다. 범국가적규모에서도입하기위해서는헌법원칙과함께다양한법률과제도를고 14) Block The Vote: Could Blockchain Technology Cybersecure Elections?(Forbes, Jackie Burns Koven) 15) Four Ways the Blockchain Will Make the World a Better Place(Nasdaq, BitCoin Magazine) 16) (Follow My Vote A New Voting Software NewsWatch Review, NewsWatchTelevision, Discovery video clip) 17) (Distributed Ledger Visible To All? Ready for Blockchain?, Pradeep Aradhya) 18) n/ (Follow my Vote 홈페이지 ) 19) my Vote 홈페이지 )

34 려해블록체인온라인투표시스템을구축할필요가있다. 이러한측면에서블록체인온라인투표시스템의구축과활용에는난관이많을것으로예측되고있다 20). 그럼에도불구하고블록체인온라인투표시스템이가지는장점과기능은기존온라인투표시스템의단점을보완할수있기때문에많은곳에서블록체인투표시스템이개발되고있는중이다. 3) 블록체인방식의온라인투표시스템의범위와장점 블록체인방식을온라인투표시스템에적용하면블록체인에투표권한을기록, 저장하는등전자적관리를구현할수있다. 그리고투표여부나집계등에도활용해선거관리업무를더효율화할수있다. 블록체인온라인투표시스템이가지는장점은다음과같다. 1 시간및비용절감 블록체인방식의온라인투표시스템은기존투표에비해시간과비용을절약할수있는장점이있다. 온라인투표시스템에블록체인기술을적용하면, 선거프로세스를간소화하여기존의선거방식보다빠르게진행될수있기때문이다. 복잡한투표프로세스를블록체인에등록하면, 자동화처리가가능하다. 기존의투표방식은개표관리자의개표까지는일정시간이소요되지만, 블록체인서버에투표를하게되면투표를하고조회까지할수있어특정시간이후에발표되는결과를기다리지않아도된다. 뿐만아니라기존해외여행자, 선교사, 미군등해외에거주하는유권자는우편투표에의존하였다. 그러나블록체인방식의온라인선거시스템을활용하면, 투표를등록, 수행하는프로세스가간소화될수있다. 실제 2016년미국텍사스주자유당의대선후보선정과유타주공화당의대선후보선정에블록체인방식의온라인투표시스템을적용한결과, 투표프로세스가간소화되는효과를확인할수있었다. 투표프로세스의간소화로인해투표비용절감효과도예상할수있다. 블록체인방식의온라인선거시스템을통해기존의투표에서사용되는투표및개표관리비용을절감할수있다. 실제로국내에서시행된경기도따복공동체주민제안공동사업을위한투표에서블록체인기술을온라인투표에활용함에따라투표관리기구운영및투표결과수집에필요한많은비용을절감하였다. 선거과정에서요구되는비용뿐만아니라초기에블록체인방식의선거시스템을구축하는 20) What if blockchain technology revolutionised voting? (European Union, 2016)

35 비용도크지않은것으로나타났다. 스마트폰및인터넷은블록체인방식의온라 인투표시스템을적용하기위한최소한의요구사항이지만기존장비를이용할수 있기때문이다. ( 그림 7) 2016 년인터넷이용실태 자료 : 미래창조과학부 미래창조과학부의 2016년인터넷이용실태조사 에따르면전체국민의 88.3% 가인터넷을이용하고있으며, 가구인터넷접속률은 99.2% 로거의모든가구에서인터넷접속이가능하다고밝혔다. 국민들의스마트폰과컴퓨터보유율로만 6세이상의국민의 85% 가보유하고있다는조사결과도발표했다. 이렇듯많은국내사용자들이이미인터넷과스마트폰을사용하고있으므로블록체인방식의온라인선거시스템의초기인프라구축비용을절감할수있다. 기존의온라인투표시스템과달리블록체인방식의온라인투표시스템은중앙서버및보안시스템의구축비용또한절감할수있다. 2 시민참여증대 블록체인방식의온라인투표시스템을통해시민의투표참여를증대시킬수있다. 현재시행되는직접투표는모든사람이참여하기힘들지만, 투표방식에블록체인을활용하면물리적한계를극복하고더많은사람들의정책결정과정에참가가가능해진다. 예를들어, 여태까지시행되어온국내의공동체공모사업에서는공동체대표자 1인이결정하고투표하는반민주주의방식이었다. 하지만앞서소개했던블록체인방식의온라인선거시스템을통해시행된따복공동체주민제안공모사업심사에서는공동체대표 815명뿐만아니라구성원 7,335명도사업내용을학습하고, 직접투표에참여하였다. 이렇듯투명하고공정한주민투표시스템방법으로경기도에서추진하는사업에주민의직접참여및투표가가능하게되었다. 이렇듯블록체인방식의온라인선거시스템은구성원전체가

36 각자의사에따라투표할수있으므로직접민주주의방식의정치참여가가능해 진다. 3 보안성및신뢰성확보 온라인투표시스템에서는투표의비밀보장및개인정보보안문제, 투표권의남용과조작의우려가존재한다. 기존의온라인투표시스템은득표수조작및해킹에의한공격등위험으로부터완벽한보안을확보하기어렵지만, 블록체인을활용해우려되는보안문제를해결될수있다. 블록체인의탈중앙화된정보공유시스템은자체적으로무결성및보안성의확보가가능하다. 기존의온라인투표시스템은중앙서버및중앙데이터베이스에서투표값을관리하고처리하여, 투표에대한결과가조작될수있는위험성이존재한다. 하지만블록체인방식의온라인투표시스템은중앙서버및중앙데이터베이스에모든투표값을보관하지않고, P2P(Peer to Peer) 방식으로분산된네트워크에서투표에참여하는모든사람들에게공개되므로투표가투명하게진행될수있다. 또한블록체인방식의온라인투표시스템에서는투표값이다른투표값의블록들과해시함수를이용해연결된구조를가진다. 그러므로이를임의로수정하거나누락시키는것이불가능하다. 해시함수란컴퓨터암호화기술의일종으로임의길이의입력값을고정된길이의출력값으로바꾸는알고리즘이다. 해시함수는데이터로부터해시값을구하는한방향계산은쉽지만, 역계산은매우어렵기때문에어떤방식으로도입력값을추론하거나계산할수없다. 즉투표내역들에대한블록의연결은현재블록에이전블록의해시값이포함되는구조로위변조가어려워투표가투명하게진행될수있다. 블록체인을활용해득표수에대한조작뿐만아니라해킹으로부터도안전성을확보할수있다. 온라인투표는중앙데이터베이스에서모든데이터를한곳에보관및관리를하기때문에해커들이단하나의데이터베이스에침입하게될경우, 치명적인피해가발생하게된다. 반면블록체인시스템은해킹난이도가매우높으며수천개의컴퓨터를동시에해킹하는데에비용이많이들뿐만아니라사실상불가능하다. 그외에도공유된투표내역에대해서개인혹은타인의행동을통제하는수단을제공하기위해전자키와전자서명을통해암호학적으로보안성을유지한다. 일부시스템에오류또는성능저하가발생하더라도전체네트워크가타격을입을가능성은희박하여안전성높은서비스를제공할수있다. 이렇듯블록체인이적용된온라인투표시스템은투명성및보안성이향상될뿐만아니라실행된투표이력은영구보존이가능하다. 그리고투표결과나투표에

37 대한투표참여자들의수용성이증가하게될것이며, 투명성있는투표결과로 선거관리기구에대한신뢰를높일수있다

38 3. 블록체인방식의온라인투표시스템활용해외사례 1) 미국 2016년미국텍사스주자유당의대선후보선출과유타주공화당의대선후보선출과정에블록체인방식의온라인투표시스템을활용하였다. 블록체인기술이제공하는편의때문에기존보다더많은유타공화당원이투표권을행사하기위해온라인으로등록했다고발표되었다. 기존에는해외여행자, 선교사, 미군등해외에있는시민들은우편으로발송된투표용지에의존해야했지만, 블록체인활용온라인선거덕분에투표를등록하고수행하는프로세스가간소화되었다고평가받고있다. 두사례에대한내용은다음과같다. 가. 유타주공화당대선후보선정 2016년미국사상최초로주정당에서블록체인방식의온라인투표시스템을활용한인터넷투표가실시되었다. Smartmatic이앤드- 투-앤드 (end-to-end) 암호화와프라이빗 (private) 블록체인을사용해온라인투표인프라를제공하였다. 1 주요이점 유타주주민들은대부분모르몬교 ( 예수그리스도후기성도 ) 교인으로많은주민들이선교사업을위해대부분해외에거주하므로우편투표에의존해왔다. 하지만실제위치와관계없이스마트폰, 태블릿또는 PC / 노트북을소유한등록유권자는플랫폼에액세스하여손쉽게온라인으로투표할수있었다. 또한온라인투표용지에서각후보자에대한정보에관한링크가제공되어기존투표보다더쉽고빠르게정보를얻을수있었다. 2 투표방법 기존의방식처럼투표소를방문하여투표하거나, 공화당홈페이지 (utah.gop) 에접속하여현지시간으로오전 7시부터 11시사이에방문하여투표할수있다. 유권자가미리온라인투표시스템에등록하면, 시스템선거당일에유권자의휴대전화또는이메일로고유한 PIN 코드를송신해준다. 투표는당일홈페이지에접속하여진행할수있으며영어와스페인어로지원된다

39 1) AUTHENTICATION -,, PIN ) CHOICES -.,. 3) VOTING - 2). (BACK). (Cast Vote). 4) (Voter Receipt).,. 5). 3 결과공화당은 80,000달러를지출하여 Smartmatic과계약했고, 총 150,000 달러를사용하여온라인투표를진행하였다. 총 59,000명의유타공화당원이온라인으로등록하였고, 온라인투표에등록한유권자의 90% 가코커스 (caucus) 에참여하였다. 관계당국은투표당일유권자의 IDN이확인되지않아온라인투표에응한 40,000 명의유타주주민중약 10,000 명이인증단계에서어려움을겪었다고밝혔다. 대부분의유권자들이 PIN 코드를스팸메시지또는스펨메일로수신하였거나, 사전등록단계에서등록이제대로되지않았지만완료되었다고생각한문제로밝혀졌다

40 4 쟁점및해결과제 온라인투표의위험과단점으로민간기업에게투표관리및운영을맡기는문제가제기되었다. 라인투표를통해모든종류의개인정보침해가일어날수있다는논란도제기되었다. 기존의투표소부스에서이루어지는투표는유권자혼자들어가서투표한다. 그러므로자신의투표내용을증명하거나투표소가외부와단절되어있기때문에투표비밀이보장된다. 그러나온라인투표는화면을공유하거나투표확인증을통해나의투표결과를타인에게증명이가능함으로써뇌물을받거나투표를강요하는행위가더쉽다는의견이나오기도했다. 보안문제또한논란이되었다. 투표가완료되면, 앤드- 투-앤드 (end-to-end) 암호화와프라이빗 (private) 블록체인을사용하기때문에발생할수있는모든결과의불일치와오류가모니터링되지만, 투표하는과정에서일어날수있는보안문제가이번투표에서지적되었다. 유권자들이투표에사용하는개인기기들이대부분완벽한보안을갖추지못하기때문에, 사람들이투표하는과정은멀웨어 (Malware) 21) 및원격제어에매우취약하다. 나. 텍사스주자유당대선후보선출 텍사스자유당은 Blockchain Technologies Corporation(BTC) 의블록체인기반 투표시스템을사용하여회장, 부회장, 비서및재무를포함한 250 명의대의원 과 100 명의대안후보를선출하였다. 1 주요이점 물리적증거를얻기위해종이투표용지를그대로사용하여신뢰성을높였다. 블록체인기반의기록에는타임스탬프 (Time stamp) 22) 가찍혀서명되어있기때문에투표후조작이불가능하다. 투표결과의스냅샷은도표화된시점에즉시블록체인에업로드되어투명하고독립적으로검증가능한이력추적이가능하다. 21) 바이러스나트로이목마와같이시스템에해를입히거나시스템을방해하기위해특별히설계된소프트웨어, 또는데이터ㆍ컴퓨터ㆍ네트워크를위험에노출시킬수있는코드. 악성소프트웨어 (malicious software), 또는악성코드 (malicious code) 에서나온말로, 남에게피해를입히기위해개발된소프트웨어를의미한다. 22) 타임스탬프 (Time stamp) : 어느시점에데이터가존재했다는사실을증명하기위하여특정위치에표시하는시각. 공통적으로참고하는시각에대해시간의기점을표시하는시간변위매개변수이다

41 2 투표방법 기존의텍사스자유당은주정부사무소후보자선출, 자유당전국대회대표후보선출, 주전역임원후보자선출및주자유당집행위원회구성원 60 명이선출되었으며주상원의원에선거구별로투표가실시되었다. 각후보자는대회장에서지명되었으므로대회자체에서투표용지를설계하고인쇄해야했다. 하나의투표용지에는 83 명의후보자가있었고, 전국대회에 71 명을선출하기위해 2 차례의승인이필요했다. 1),. 2) OMR... 3) Blockchain Technologies Corporation(BTC) 3 결과 현재미국에서 14개주에서는 15년이상된투표기기시스템을이용하여서거를실시하고있다. 그리고 43개주에서는최소 10년이상된투표기기시스템을사용하고있어서많은유지보수비용을감당해야했다. 블록체인기반의투표기기를도입함으로써더낮은비용으로더투명한선거가이루어졌다. 또한기존의투표방식을보존하여유권자의혼란을막을수있었으며, 물리적인증거와더불어투표용지기록백업을통해투명하고독립적으로검증할

42 수있어신뢰성을높였다. 2) 스페인 2014년돌풍을일으킨스페인신생정당포데모스 (podemos) 는시민참여를촉진하고공정한투표시스템구현을위해블록체인을적용한 아고라투표 (Agora Voting)' 시스템을만들었다. 포데모스는당내의사결정시스템및온라인투표에이시스템을도입했다. 당내집행부 26명은모두아고라투표 (Agora Voting) 를통해온라인투표로선출되었으며이투표에는 5만 5000명이참여했다. 아고라투표 (Agora Voting) 는현재 nvotes라고불리며사용자는웹을통해편리하게유권자등록및투표를진행할수있다. 1 주요이점 아고라투표 (Agora Voting) 는소프트웨어투표시스템으로다양한개인정보보호및보안수준을제공하고, 선택사항위임, 여러유형의질문, 다중인증시스템및고급 API와같은여러사례에적용할수있다. 포데모스정당은아고라투표 (Agora Voting) 를통한검토가가능하고, 투명하며, 완전하게입증가능한전자선거를진행했다. 또한, 아고라투표 (Agora Voting) 를이용하면 100만개이상의조직에서 200만명이상의유권자가온라인으로투표할수있다. 컴퓨터, 태블릿및스마트폰에서이용가능하기때문에쉽게투표할수있으며포데모스정당은정당예비선거를수행할때도이시스템을이용한다. 아래는아고라투표 (Agora Voting) 의특징을정리한표이다. [ 7] 특징 관리적특징 내용유권자인증및허가아고라보팅은 ID카드, SMS 인증, 전자메일인증등여러옵션을통해유권자의본인확인실시안전한프라이빗투표투표용지는웹브라우저에서암호화검증가능하고투명한결과블록체인을통해결과를검증할수있으며투명하게공개다양한장치에서이용가능사용자는노트북, 개인용 PC, 모바일기기등다양한장치에서투표가능

43 기술적특징 2 투표방법 확장성다양한투표에서이용할수있어뛰어난확장성을가지며모듈형소프트웨어로설계되어있어외부인증도구등다른툴과쉽게통합가능편의성웹기반의인터페이스로편리하게투표가능보안성관리, 검증메커니즘이있으며투표내용을변경하려면많은사람들이동의가필요하기때문에불가능 자료 : Agora-voting, nvotes( 아고라투표 ) 의사용자유형에는전체선거과정을관리하는관리자와투표를할수있는유권자로나뉜다. 관리자는실제선거가시작되면변경사항을적용할수없으므로모의선거를진행후실제선거에도입할수있다. 모의선거에서는데이터가유권자등록양식, 투표부스, 집계결과페이지등에올바르게표시되는지확인하고유권자등록및전체선거과정에대한시뮬레이션을할수있다. 모의선거가검증되면관리자는실제선거만들기버튼을클릭하여실제선거를만들수있으며원하는유권자범위를선택가능하다. 사용자는이메일및 SMS를통해인증과정을거쳐투표를할수있다. 아래그림은 nvotes의대시보드및투표방법에대한상세한설명이다. ( 그림 8) nvotes 의 Dashboard 자료 :

44 1),. 2). FIDO U2F,.,, ID. 3).., ).,..,,,..,,

45 5),. 3 결과 2014년 3월설립된스페인신생정당포데모스는아고라투표 (Agora Voting) 온라인투표플랫폼을사용해네트워크, 디지털전략을성공시켰고, 창당 100일만에 2014년 5월유럽의회선거에서총 1,200,000 표를득표하며총 54석중 5석을석권하며 네트워크로연결된대중의힘 이라는현대정치의전혀새로운성공사례로기록되었다

46 3) 우크라이나 우크라이나는정부차원에서블록체인기반의투표시스템을개발중이다. 개발도상국민주주의국가인우크라이나는블록체인기반의투표시스템을도입하는첫번째국가이다. 우크라이나정부는청원및정책투표를위한블록체인기반의선거플랫폼 (Blockchain-based election platform) 을사용하겠다는계획을발표 23) 하고여러단계의절차를블록체인기반의스마트컨트랙트에적용한다. 1 주요이점 우크라이나의블록체인기반투표프로토타입인 E-vox는이더리움기반의스마트계약을활용했다. 기존의컬러드코인을활용해블록체인기반투표시스템을구현하는것과달리스마트계약을활용하기때문에투표종료즉시, 법안이개정될수있어비정부이니셔티브라고불리기도한다. 2 투표방법 현재 E-Vox는예비선거, 전자탄원서, 지역전자투표등중 소지역규모에맞춰개발하고있다. 1) BankIDs.. 2).,. 23) Ukraine Government Plans to Trial Ethereum Blockchain-Based Election Platform, Bitcoin Magazine,

47 3 결과 2016년 6월 E-vox는우크라이나지역협의회인 NaRada를위한전자투표시스템에대한개념증명단계이다. 현재지역의회에무료로오픈소스를제공하여우크라이나법률의요구사항과필요한경우지방의회의대표들이구체적인사항을시스템에적용하고있다. 또우크라이나의 Balta 시의회는 E-vox:NaRada를설치하여블록체인기반투표시스템을도입하는최초의시의회가되었다. 블록체인기반투표시스템은의회의사결정과정에서분산적이고투명하게접근가능한시스템을구축할수있었다. 투표과정또는의사결정과정에서제 3자의영향을최소화하거나제거할수있게되었다

48 4) 에스토니아 에스토니아는전세계적으로 40여개국이추진하고있는전자투표사례가운데가장선진적인인터넷방식의투표를시행하고있는국가이다. 총인구 134만명의작은규모를이용해정부의정책관리나추진에있어서다른국가에비해용이하다는특수성이존재한다. 인터넷투표뿐만아니라다양한전자민주주의프로그램을시행하면서전세계적으로주목을받고있는전자민주주의강국이다. 에스토니아는 1999년부터인터넷을통해투표를할수있는웹기반의투표시스템을구축했고사전투표로도인터넷투표가가능하게되었다. 기존에인터넷투표는정보격차에따라젊은층의유권자만참여할가능성이있기때문에평등선거에위배된다는문제점이제기되었다. 그리고해킹에대한문제그리고비밀선거에대한원칙을위배할수있다는등문제점이제기되었지만에스토니아는높은정보화수준으로디지털에익숙하지않은유권자가다른국가에비해상대적으로적다. 그러므로앞에서제기된문제에도불구하고투표율상승과민주주의운영에미치는긍정적효과로인해도입이진행되고있다. 에스토니아는전국민 ID 카드프로젝트를통해유권자의대부분이디지털인증서가들어있는 ID 카드를소유하고있기때문에블록체인기반의투표시스템을구축할수있게되었다. 1 주요이점 에스토니아의투표서비스는두개의별개의블록체인을사용한다. 하나는유권자가등록을했는지, 투표를안한유권자를확인하기위한트랜잭션을기록하고다른하나는투표내용 ( 어떤정당에투표를했는지 ) 이포함되어있는블록체인이다. 이러한이유로투표를했을때유권자의익명성을보장할수있다. 2 투표방법 에스토니아시민들은 ID 카드로블록체인을활용한전자투표를이용해세계어느곳에서도로그인후투표가가능하다. 1) ID

49 ,. 2). 4., ). DVD

50 3 결과 에스토니아의블록체인기반의전자투표는선거보안에서유일하고중요한사례연구를대표한다. 2007년국회의원선거전자투표율이 5.5% 에불과했지만 2011년 25% 까지높아졌다. 또한유럽의회선거에서는에스토니아 1/3의투표자가 98개국에서블록체인전자투표를통해선거를참여했다. 4 쟁점사항 기존의에스토니아 I-voting 시스템에서밝혀진잠재적악의성공격을막기위해공격매개체의크기를최소화하는서비스와시스템을보완하기위해블록체인기반의전자투표시스템을설계하였다. 블록체인의 51% 공격은연구팀이제안한설계에잠재적인위협이된다. 누군가가이론적으로디지털투표마이닝해시비율의대부분을제어하여공용장부를조작할수있도록이끄는것에대한위협이존재하지만연구팀은네트워크에연결되는노드의위치와사람들의위치를확인하고추적하는보안을강화하였다

51 제 3 장블록 - 체인방식의온라인투표시스템도입을위한해결과제 대부분의민주주의국가에서선거는보통, 평등, 직접, 비밀, 자유선거다섯가지기본원칙을따르고있다. 보통선거는일정한나이가된모든국민에게선거권을주는원칙으로우리나라는만 19세이상의성인이면누구나선거에참여할수있다. 평등선거는신분이나재산, 성별, 학력등조건에관계없이한사람이한표씩투표할수있는원칙이다 (one man, one vote). 직접선거는다른사람이대신투표할수없고자신이직접투표를해야한다는원칙으로투표소에서본인여부를확인하고투표용지를배부하는방식이직접선거의원칙을따르고있는사례이다. 마지막으로비밀선거는자신이어떤후보를선택했는지비밀이보장되어야하는원칙이다. 본장에서는선거의다섯가지원칙을기반으로제도적, 기술적인쟁점사항을도출하여신뢰할수있는블록체인방식의온라인투표시스템을도입을하고자한다. 1. 제도적현황및이슈 전자투표는 90년대중반부터세계주요국가들이도입을하고있으며, 현재는약 50여개국이공직선거에전자투표를도입하여활용하고있다. 전자투표를종이투표제도의전자화로이해할경우, 종이투표 ( 서면 ) 란개념속에전자문서가포함될수있는가따라서현행법상전자투표가허용되는가하는점이먼저문제된다. 만일종이투표의개념속에전자문서가포함된다고본다면, 전자거래기본법제4조에서전자문서에서면으로서의효력을인정하고있어관련법률개정없이도전자투표는가능하게될것이다. 그리고종이투표제도에서말하는서면에는전자서면이포함되지않는다고해석할경우, 전자투표제도를도입하기위해서는별도의입법이요구되게될것이다. 그러므로이번장에서는온라인투표시스템을공직선거에활용하는경우, 발생할수있는쟁점사항을도출해보기위하여국내의제도적현황을분석해보고, 이슈를정리하고자한다. 가. 선거관련국내제도현황 현재국내법에서선거와관련한법은공직선거법, 정당법, 정치자금법, 선거관 리위원회법, 공직선거관련규칙 ( 당내경선위탁사무관리규칙, 선거방송토론위원회 의구성및운영에관한규칙, 인터넷선거보도심의위원회의구성및운영에관한

52 규칙 ), 주민투표법, 주민소환에관한법률, 지방교육자치에관한법률, 국민투표법, 국가공무원법등이있다. 1 제도적측면의선거절차 - 선거절차 선거권 선거인명부작성 선거운동 투표 개표및당선인결정 쟁송 피선거권 후보자등록 선거관리위원회는선거를치르기위해선거권을가진자를확인 공증하고선거인의범위를형식적으로확정하는명부로써구 시 군의장은선거일전일정시기가되면투표구별로선거인을작성해야한다. 작성된선거인명부는선거권자가해당선거에서투표할권리를가지고있는가를확인하고선거인의투표여부를확인 관리를하기위한용도로활용한다. 후보자등록은후보자가되고자하는자나정당은법정서류를통해관할선거구위원회에후보자등록을신청하고피선거권자격을조사한후등록을수리하면후보자의신분을갖게된다. 후보자가되기위해서는피선거권을보유해야하고, 정당또는선거권자의추천을받아야하며, 기탁금을납부하고후보자등록제한사항에해당되지않아야한다. 위의모든절차가끝나면선거운동후투표를한후개표를한다. 이후대통령선거및국회의원선거의효력에관해이의가있는선거인 정당또는후보자는선거일부터 30일이내에해당선거구선거관리위원회위원장을피고로하여대법원에선거소송을제기하는쟁송을할수있다

53 2 제도적측면의투표유형 선거인은직접또는우편의방법으로투표할수있다. 투표의유형으로는일반선거인의투표, 거소투표, 선상투표, 사전투표등의방법이존재한다. 먼저일반선거인의투표는투표시간은오전 6시부터오후 6시 ( 보궐선거시에는오후 8시 ) 이고투표소에서대기하고있는선거인에게는번호표를부여하여투표를한후닫는다. 선거인이투표를하기위해서는주민등록증또는사진이붙어있는신분증명서를제시하여본인임을확인하고서명이나날인을하여투표용지를수령한다. 이때본인확인이되지않은선거인에게는투표용지를교부해서는안된다. 투표관리관은투표용지에일련번호를날인하여교부를한다. 선거인은투표용지를받은후기표소에들어가 1인의후보자를선택하여투표용지의해당란에기표한후그자리에서다른사람에게보이지않도록접어투표함에넣으면투표절차는끝난다. 이때투표용지가훼손되거나오손되어도투표용지를재교부하지않는다. 155() 1 6 6( 8).,.< > < , , > 3,.,.< > 4,.,.< , , > 5 6( 8).< , >

54 157( < >) 1 (. ).< > 2, 100.< , , > 3.< > 4 1 ( ).< , , > 5. 6 ( ), 2.< , > < >

55 거소투표는신체장애등으로투표소를방문하기가어려운유권자가자신이머무는곳에서투표할수있도록한제도이다. 거소투표신고를할수있는선거인은 1) 신체에중대한장애가있어거동할수없는사람, 2) 병원 요양소 수용소 교도소또는구치소에기거하는사람, 3) 사전투표소와투표소에가서투표할수없을정도로멀리떨어진영내또는함정에근무하는군인이나경찰공무원, 4) 중앙선관위규칙으로정한외딴섬에거주하는사람으로거소신고인명부에등재돼있어야한다. 1582() 1 ( ). 선상투표는사전투표일또는선거일에투표소에서투표할수없는선원을대상으로선상에서실시하는투표방법이다. 해외취업선 원양어선 외항여객선 외항화물선등대한민국국민이선장으로있는배 ( 대한민국국적원양어업및외항여객 화물운송사업선박, 외국국적선박 ) 에승선한선원은선상투표선거권자가된다. 투표방법은선상에서 FAX를사용하여투표지를선거관리위원회에전송하여투표하는방식으로진행된다. 1583() ( ),..< >

56 ., ( ) ( ) (, ), ,

57 < > 14,,,,.< >

58 나. 제도적측면에서의이슈 블록체인기반의선거시스템은기존의투표와는다른절차를가지고있다. 선거인의본인확인방식은물론투 개표방식이모두다르다. 그러므로공직선거에이를바로적용하는경우기존의제도에비추었을때발생할수있는논쟁사항이있을수있다. 아래의이슈는국내의공직선거법을기반으로제도적측면에서분석했다. 1 직접선거원칙의이슈 블록체인을활용한선거시스템을도입한해외사례를살펴보면유권자의신분확인절차가복잡하다. 유권자의고유정보가담긴공인인증 ID카드를지정된리더기에인식을하거나 PIN 번호인증, 은행정보등을활용하여신분확인을하고있다. 하지만우리나라공직선거법에따르면선거인은자신의투표소에서투표참관인에게주민등록증이나여권 운전면허증 공무원등의신분증명서를제시후지문인식이나전자서명을해야한다. 하지만모바일이나태블릿으로원격투표를진행한다면, 본인이신분증을가지고있는지타인이가지고있는지확인이불가능할수있다. 157( < >) 1 (. ). 2 비밀선거원칙의이슈 원격투표를진행한다면기존의투표방식에비해비밀선거의원칙을위배할수있는몇가지문제가존재한다. 투표참관인이없기때문에선거인의행동을통제하기가어려워공직선거법의제166조의2, 제167조의사항을확인하기가힘들다. 전자매체로투표를할때선거인이화면을캡처하는것은기술적으로방지가가능하지만화면자체를촬영하는일은확인하기어렵다

59 또기존의투표소처럼기표소가따로설치되어있지않기때문에투표비밀이보장되는지다른사람으로부터침해가되는지를확인할수없다. 이러한문제는다른사람의강압에의해투표를하게된다면, 1인 1표의원칙을훼손하기때문에비밀의원칙은물론평등의원칙도위배할수있다. 1662( ) 1. 2.< > 167( ) 1. 2,., < , , , , , > 3,. 3 자유선거의원칙 사용자식별기술을개발하더라도유권자가투표를하는공간은공개되지않거나일부만공개된다. 이는타의에의한투표를하거나대리투표가능성이존재하여직접선거의원칙과공직선거법에서규정한선거의자유방해죄를위배할가능성이높다

60 237( ) < > 개표과정에서쟁점사항 공직선거법에따르면개표를진행할때후보자별득표수는공표이전에보도할수없게되어있다. 하지만블록체인기반의투표시스템은투표를하는과정자체가전자방식이기때문에개표시작과함께득표율및결과가노출되는문제가있을수있다. 178( < >) 1.< >... 3 (. ),.,,.< , , , > 4 3.,.< , >

61 5 관련법 제도의개정 마지막으로현재공직선거법에서는선거절차가분산화가되는것을염두해두지않았다. 현재선거절차에따르면개표의과정은기계장치나전산조직을활용하지만모든선거인이투표하는방식은종이투표를활용한다. 투표시스템에블록체인을도입하기위해서는관련법 제도를개정및제정을해야신뢰할수있는투표시스템을구축할수있을것이다. 278( ) 1. 2,,,. 3,,. 4,., < , , , > 5 4.< >

62 6,,.< > 2. 기술적현황및이슈 앞에서살펴본해외사례에서도살펴봤듯이여러국가에서블록체인기술을선거에도입하려는연구가계속되고있다. 에스토니아를제외한미국, 스페인그리고우크라이나에서는중 소규모의민간선거, 정당투표에적용되었고대부분이당내의사결정이나후보를선정하는데에사용되었다. 기존오프라인투표에비해물리적인한계를극복했기때문에시민참여가증가하고본인확인절차나투표를하기위한투표절차가간소해진효과가나타났다. 하지만국가차원에서전국단위선거에이를사용하고자한다면블록체인플랫폼도구축해야하며, 모든국민이블록체인플랫폼에접근할수있는환경을만들어야한다. 예를들어한국에서는스마트폰이나인터넷, PC방등은매우널리보급돼있지만모든세대가이런기술을사용할수있는것은아니다. 그리고투표의기밀성을담보해야하는구조도함께구축해야한다. 이렇게풀어야할문제가있기때문에투표에대한활용은외국사례와같이소규모수준의선거에서먼저이루어져야한다. 본장에서는블록체인기반의투표기술을분석한뒤투표시스템에도입하는경우발생할수있는기술적인쟁점사항을도출하였다. 가. 블록체인기반의투표기술 1 투표시스템을위한블록체인유형 블록체인은크게 Private 네트워크와 Public 네트워크두가지방식으로구성되어있다. Private 네트워크선거는선거인의특징에맞춘시스템을개발할수있다. 선거인의구체적인특성이존재한다면맞춤전자투표시스템을만드는방식을활용할수있다. Private 네트워크는블록체인의규칙을변경하거나선거의방식을수정하는작업을쉽게진행할수있다. 또한권한생성을할수있기때문에높은수준의개인정보보호를제공할수있다. 다음으로 Public 네트워크는블록체인의대표적인가상통화인비트코인과같이

63 기존에존재하는블록체인에서전자투표시스템을만든다. Public 네트워크의장점은완전한분산화되어있기때문에결과를조작하기가 Private 네트워크에비해더어렵다. 또한블록체인특성상사용자가많을수록신뢰도가높아진다는점을고려하여소수의유권자가참여하는선거에신뢰를담보할수있는방식으로 Public 네트워크를활용할수있다

64 2 해외국가사례로살펴본블록체인기반의투표기술

65 3 해외기업사례로살펴본블록체인기반투표기술 ( 그림 9) BitCongress 의블록체인기반투표시스템 출처 :

66 ( 그림 10) Voatz 의블록체인기반투표시스템 출처 : ( 본인확인절차 ) Voatz사는스마트폰, Multi-Source ID 확인절차, 생체인식, 블록체인을활용하여모바일중심의보안, 유권자의익명성등의기술을지원한다. 유권자는 ID카드 여권 운전면허증과같은신분증을이용해본인확인절차를거친다. 이후홍채, 지문, 음성인식과같은생체인증을통해 Multi-Source ID 확인절차를거친다. 이절차를통해유권자의신원이확인되면선거를위한토큰이제공된다. 투표가종료되면시스템에서삭제된다

67 ( 투표 ) 유권자가단말기를통해투표를진행하면 Voatz Server 네트워크에서는유권자의신원을확인후, 등록을하고투표에대한정보를블록체인상에올린다. 투표가완료되면유권자에게선거관련정보를공지하고관리자는블록체인에올라간데이터인증을통해신뢰할수있는선거시스템을제공하고있다. 나. 기술적측면에서쟁점사항 선거시스템에블록체인을활용한다면, 시민의투표참여증가, 투표절차간소화, 투표율증가의효과가있을것으로예상하고있다. 기존시스템에서는모든사람이투표에참여하기힘든물리적인한계를가지고있었다. 그러나기존의한계상황을극복하고더많은시민이참가할수있어투표율이증가할수있다. 그리고투표프로세스가간소화되어투표비용의절감의효과도기대할수있다. 블록체인특성상모두가투표의무결성을보장할수있기때문에투표가변경되거나제거가되지않았다는것을확인할수있다. 하지만블록체인기반의투표시스템은확실한검증이되지않았기때문에도입을할때고려해야할쟁점사항이존재한다. 1 블록체인플랫폼구축의문제 2 평등선거원칙과관련된쟁점사항

68 3 익명성의문제 4 키관리의문제 블록체인은기존의공인인증서시스템과마찬가지로비대칭키암호체계를활용하여블록체인에트랜잭션을올릴때본인의개인키로전자서명을하고있다. 투표시스템에서도선거인이본인이투표한것이맞다는것을증명하기위해선거인 가능한시스템을구축했다. 5 대중의신뢰확보의문제 기존의투표시스템은선거관리위원회가투표의모든프로세스를관리하는구

69 필요하다. 3. 시사점 본연구를통해국내에블록체인기반의투표시스템을도입하기위해서는제도적 기술적쟁점이존재한다는것을확인할수있었다. 이미블록체인기술을도입한국가나기업의사례를살펴보면, 본인확인절차나투표에대한신뢰성을해결하기위해많은기술을도입하고있었다. 블록체인기술이무결성을지원해주기때문에투표의신뢰성을높일수있을것으로예상되었다. 그러나선거의익명성의문제, 기존의전자투표에서도문제점으로제기되었던강압에의한투표, 디지털격차의문제를근본적으로는해결해주지못하는상황이다. 여전히법 제도적으로몇가지쟁점사항이존재하고있다. 이러한쟁점들이기술적으로해결가능하더라도현행법상분산화된기술을도입하는것은문제가될수있다. 법적으로도안전한투표시스템을도입하기위해서는먼저법 제도의개정및제정이필요할것으로보인다. 마지막으로해외사례를통해대부분의블록체인투표는정책의의사결정을하거나정당에서후보를뽑는중 소규모의투표가진행되고있다. 따라서국내에서블록체인기반의투표시스템을도입하기위해서는굳이비밀투표가필요하지않고소규모인원으로선거인의인증이쉬운방식을활용하는정당투표, 주민투표와같은의사결정과정에블록체인을도입하는것이제도적 기술적으로가능성이높을것이라고판단된다

70 제 4 장결론 1. 한국선거에서블록체인방식의온라인투표시스템의도입을위한제언 ( 그림 11) 한국선거에서블록체인방식의온라인투표시스템의도입을위한제언 온라인투표는유권자들이시간과장소에구애를받지않고개인용디바이스를이용해투표를할수있는방식으로편리함과투표율향상, 투표관리가모두전산화되어투표관리업무의효율성을증대시키는장점을가지고있다. 하지만보안문제, 신뢰확보의문제, 비밀보장의문제등으로인해범국가적인규모의투표에는도입하기힘들다. 블록체인은거래참가자모두가데이터를공유하는분산형디지털장부로모든구성원이같은내용을공유하는방식이다. 기존의온라인투표를도입했을때문제가되었던보안과신뢰의문제를해결해줄것이다. 블록체인의대표적인특성을살펴보면, 모든사람이장부를공유하기때문에해킹이거의불가능하다. 특정컴퓨터가공격을받거나멈춘다고해서데이터유실이일어나지않기때문에안전한플랫폼을구축할수있다. 또한데이터를위조변조를위해서해커는네트워크참가자의과반의데이터를수정해야하는데이는현존하는컴퓨터로는사실상불가능하다고알려져있어투표의신뢰도를높일수

71 있을것이다. 하지만 3장에서살펴본것과같이국내공직선거에블록체인을도입을하기위해해결할과제가많다는것을확인할수있었다. 4장에서는한국선거에블록체인방식의온라인투표시스템을도입하기위한제도적, 기술적, 정책적제언을제안하였다. 가. 제도적제언 1 본인확인대체방안검토 온라인투표시스템에서의가장큰문제점은본인이직접투표를했는지, 투표과정이비밀로진행되었는지와같은본인확인절차이다. 공직선거법에서는법적으로직접본인의신분증명서를투표참관인에게제출하고확인을받도록되어있다. 그러나온라인투표시스템에서는이조항을따르기에는기술적으로한계가있기때문에현재의공직선거법제152조제2항을개정할필요가있다. 즉현행 투표관리관은본인임을확인하고선거인명부에서명또는날인한선거인에게선거인명부등재번호표를교부하여투표하게할수있다. 의법조항을개정하여비대면확인절차나대체할수있는제도를검토해봐야할것으로사료된다. 또다른방안으로는온라인투표가아직불안하다고판단하면, 지금처럼투표소에직접방문하여투표하고, 투표결과를현장에서블록체인에직접담는방식으로투표시스템을구축할수있다. 2 투 개표시스템전산화검토 공직선거는모두국내의공직선거법을따라야하기때문에블록체인기술을선거시스템에도입을하기위해서는공직선거법의개정이필요하다. 현재의공직선거법은제278조 ( 전산조직에의한투 개표 ) 에서보듯투표에온라인시스템을도입하는것을금지하고있지는않다. 공직선거관리규칙제16장의2 전자투표및개표에관한특례를살펴보면, 전자투표를하기위해서는전자투표기가필요하다고언급되어있다. 그러므로현재상황으로원격투표는공직선거에서불가능하다고볼수있다. 더욱더안전한투표시스템을구축하기위해서는법적으로온라인투표시스템의요구사항을구체적으로설정할필요가있다

72 나. 기술적제언 1 공공서비스를위한블록체인플랫폼구축 실제공직선거가시스템적으로이루어지기위해서는우선적으로신뢰할수있는국가주도의공공서비스플랫폼이먼저구축되어야할것이다. 선거뿐만아니라공공서비스에서는무엇보다도보안과신뢰가중요하다. 그렇기때문에블록체인핵심기술을활용하여정부및공공서비스를위한표준플랫폼구축을제안한다. 이것을오픈플랫폼형태로발전시켜블록체인기술을도입하려는공공기관에서쉽게서비스를개발할수있도록할필요가있다고본다. 국가인프라로서의블록체인을각종정부시스템으로점차확대하는방안을제안한다. 특히온라인전자투표는비밀투표원칙에위배가되는부분이존재하기때문에투표시스템을따로구축하는것도좋은방법이다. 현재기술로서는블록체인이익명성을보장할수있다고알려졌지만모든사람이투표내용을공유하기때문에비밀이완전히보장되지는않고있다. 이에처음블록체인을구축할때선거인과투표결과가매칭되지않도록분리하는방안을적용하는것도좋은방법이될것이다. 2 공공서비스를위한합의구조설계 블록체인에서합의구조는핵심중의핵심이다. 여기서합의구조란크게두가지로나눌수있다. 하나는블록을생성하는과정에서어떤정보를블록에저장할것인가를결정할때작동하는합의구조다. 비트코인은현재비트코인네트워크에참여하고있는서버의 51% 의정보가기록되면그정보를진본이라고확정하는구조를가지고있다. 두번째는블록체인의코드자체, 즉블록체인에적용된로직과정책과제를수정하는것과관련된합의구조가필요하다. 비트코인을포함한현존하는블록체인프로젝트대부분이운영상에발생하는문제, 기능추가, 정책변경등에대해어떻게합의할지명확한규칙이없는경우가대부분이다. 따라서공공서비스를위한, 특히투표시스템에블록체인기술을적용하기위해서는설계과정에서그운영에대한의사결정구조를구축해야할필요가있다

73 다. 정책적제언 1 공공주도의시범사업추진 도록발전시켜적용해야할것이다. 2 기존의 K-voting 서비스를활용 선거관리위원회에서운영중인 K-voing 서비스는온라인투표서비스로선거관리위원회에신청한기관, 단체의선거를대상으로 PC와이동통신단말기를이용해투표관리, 이용기관관리자대상교육, 시스템기술지원을제공하는서비스이다. 공직선거에서는활용하고있지않지만소규모단체에도지원하고있다. 아파트동대표선거는물론다양한단체의대표자선출같은투표를언제, 어디서나참여할수있는장점을가지고있다. 블록체인은개개인의투표참여기록과투표결과가서로매칭되지않도록구성되어있다. 기존방식의온라인투표시스템은서버가중앙에있기때문에투표결과가조작이나변조가될가능성이제기되고있다. 그러므로더욱안전한온라인투표시스템을구축하기위해서는블록체인기술도입으로보안성을높일수있는

74 방안이될수있다. 현재 K-voting은선거인명부작성, 후보자정보수집, 투표매체결정, 인증방법, 투표준비부터선거개표, 개표결과조회등온라인투표에필요한서비스를제공해주고있기때문에기존의프로세스에블록체인을도입하여시범으로운영하는것을제안한다. 3 정책결정수단으로블록체인도입 지금까지는투표에블록체인기술을활용하는방안을살펴보았다. 지금부터는조금변형시킨방안으로블록체인을활용하는방법을제언하고자한다. 블록체인기술의스마트컨트랙트기능을이용하면, 블록체인에저장된법안개정을직접민주투표를통해수정할수있다. 스마트컨트랙트는계약에대한조건을컴퓨터코드로작성하기때문에조건이맞으면바로실행할수있는강제성을가지고있다. 투표에스마트컨트랙트를적용한다면, 선거인에대한조건을설정할수도있다. 그리고투표기간이마감되면, 자동으로투표가마감되고곧바로개표결과를알수있다. 이러한기능은법률을수정하거나시스템을수정하는등의다양한방법으로활용할수있다. 이러한기능을투표시스템에적용을한다면, 정책이결정되면원하는시간에실시간으로정책이수정될수있도록기술적으로활용이가능하다. 이에공동체구성원들이공통의룰이나규칙, 정책결정을위한수단으로활용하는방안을제안한다. 이러한기능이완성된다면블록체인이진정한의미에서사회운영및의사결정시스템을구축할수있는기술로작동할수있다

75 라. 결론 앞서살펴본바와같이블록체인기반의투표시스템은여러가지장점을가지고있다. 무엇보다도투표결과를위 변조할수없다는것이가장큰장점일것이다. 또한투표가완료된즉시투표결과를확인가능하기때문에투표관리비용이획기적으로줄어든다. 투표를둘러싼부정이나조작논란을해소함으로써불필요한소모적논쟁을줄일수있다. 블록체인기술을활용하면기명투표, 무기명투표등원하는대로시스템을구축할수있다. 즉, 투표의목적에맞게유연한방법을제공할수있다는것도또다른장점이다. 투표결과가실시간으로공개되어결과에영향을미치는것이부담스럽다면, 필요에따라종료시간에맞춰결과를공개하는것도가능하다. 블록체인이보안이나해킹에대한문제를해결할수있는기술이라고낙관적인전망이많다. 그러나여전히블록체인기반의투표시스템도기술적, 제도적쟁점사항이존재한다. 더구나대중들의신뢰를획득하는것은단기간에해결할수있는문제가아니다. 이러한이유로국내에서블록체인에기반한전자투표의도입은전국적인대규모선거에서시작하는것보다법적으로제약이적은중 소규모의민간선거에서부터시작하는것이더현실적이라고생각된다. 먼저중앙선거관리위원회에서제공하고있는 k-voting 시스템에블록체인을적용하는방안을고려할필요가있다. 현재와같이아파트단지의동대표를뽑는선거, 대학교의학생회장을뽑는선거, 더나아가면주주총회나이사회의의사결정에먼저활용해보는방안을제안한다

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