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칼럼 | 글로벌 스케일의 새로운 파일 시스템 IPFS

2022.01.03 정철환  |  CIO KR
2021년 IT 분야에서의 화제를 꼽으라면 ‘대체 불가능 토큰’ 즉, NFT(non-fungible token)를 빼 놓을 수 없다.  수년 전 비트코인과 이더리움 및 수많은 알트코인에서 시작된 블록체인 기반의 가상자산에 대한 열풍이 일반인들에게는 개념조차 생소한 NFT라는 영역으로 확산된 것은 2021년에 있었던 몇몇 NFT 기반 디지털 콘텐츠의 거래 사례 때문이다.

2021년 3월에 트위터(Twitter)의 창업자인 잭 도시가 트위터를 만들고 처음으로 올렸다는 트윗이 NFT로 인증된 후 경매소에서 약 290만 달러에 낙찰되어 언론에서 화제가 되었다. 그리고 비슷한 시기에 미국 크리스티 경매장에서 디지털 아티스트인 비플(Beeple)의 디지털 아트 작품이 6,900만달러라는 엄청난 금액으로 낙찰이 되어 세상 사람들의 이목을 끌었다. 거래된 작품의 제목은 ‘Everydays: The First 5000 Days’이며 여러 개의 디지털 그래픽을 모아 놓은 것이다.  

그리고 6월에는 케빈 맥코이가 최초로 등록한 NFT 기반의 디지털 아트 작품인 ‘퀀텀(Quantum)’이 소더비 경매에서 140만 달러에 낙찰되었다. 케빈 맥코이는 애닐 대쉬와 함께 2014년에 최초로 NFT 개념을 고안한 사람이다.

NFT는 블록체인 기술의 핵심인 탈중앙화와 위변조방지 기능에 기반한 디지털 콘텐츠 소유권 증명 시스템이다. NFT 블록체인 상에는 해당 NFT 블록이 보증하는 디지털 콘텐츠의 위치정보와 창작자, 현재 소유자 및 최초 등록 후 이루어진 거래 내역이 저장되어 있다. NFT 상에 현재 소유자로 등록되어 있으면 해당 디지털 자산을 소유하고 있음을 확실하게 보장받을 수 있다. 

그런데 NFT 블록에는 실제 디지털 자산인 그림이나 동영상, 음악, 사진 등 원본 데이터 파일은 존재하지 않는다. 다만 어디에 존재하고 있는지에 대한 링크 정보만이 포함되어 있을 뿐이다. 이러한 링크 정보는 해당 디지털 데이터 파일이 등록되어 있는 서버의 IP주소나 웹사이트의 URL과 등이 될 수 있다. 

따라서 NFT의 링크 정보가 가리키는 곳에 있을 원본 데이터를 지속적으로 잘 관리하여야 한다. 하지만 NFT의 소유자는 정작 이에 대한 권한이나 책임을 가지고 있지 않다. 그래서 최악의 경우 자신이 소유한 NFT 디지털 데이터가 어느 순간 더 이상 존재하지 않게 될 가능성이 있다. 

이런 경우 NFT의 소유자는 어떻게 해야 할까? 사실 별로 할 수 있는 일이 없다. 그렇다고 블록체인 구조로 되어 있는 NFT 블록에 해당 디지털 데이터를 저장하는 것도 쉽지 않다. 사진, 영상 등의 멀티미디어 데이터 파일이기 때문에 크기가 매우 크기 때문이다.

만약 한번 저장하면 절대로 사라지지 않으며 전세계 어디에서 언제나 접속이 가능한 무한의 데이터 저장공간이 있다면 가장 이상적이지 않을까? 아마존이나 구글 클라우드가 유사한 서비스를 제공하지만 특정 기업의 플랫폼에 국한되며 또한 유료서비스다. 만약 무료 서비스로 이런 영구적이며 무한한 데이터 저장 공간을 구성할 수 있다면 어떨까?

여러분은 혹시 토렌트(torrent) 파일 다운로드 서비스를 사용해 본 적이 있는가? 소위 ‘어둠의 경로’라 부르는 영화나 음악을 검색하고 다운로드 받을 수 있는 서비스이다. 토렌트 프로그램을 실행한 뒤 찾고자 하는 음악이나 영화명을 검색하면 전세계에 있는 토렌트가 설치된 PC상의 정보를 검색하여 찾아준다. 그리고 원하는 음악이나 영화 파일의 다운로드를 시작하면 데이터 파일을 다운로드 하는데 하나의 PC로부터 데이터를 받는 것이 아니라 잘게 쪼개진 작은 파일 단위로 분산하여 수많은 PC로부터 동시에 데이터를 전송 받는다. 

따라서 데이터를 전송하던 한 PC가 종료되어도 다른 PC로부터 계속해서 데이터를 다운 받을 수 있다. 그리고 토렌트는 중앙 서버가 없는 완전히 분산된 자율적 운영되는 시스템이다.

토렌트가 가진 분산 데이터 저장 및 다운로드 기능에 블록체인 기술이 가진 추적성과 유일성을 추가하여 파일 하나하나에 고유한 해시 값을 부여하여 저장하고, 관리 및 조회와 검색 기능을 결합하여, 디지털 데이터 파일을 전세계 PC에 분산하여 저장하고 공유할 수 있도록 고안된 파일 시스템이 IPFS, 즉 Interplanetary File System이다. 

완전한 분산 시스템이며 수많은 PC에 데이터 파일이 분산되며 복수로 복제, 저장되고 공유되는 구조이기 때문에 한 PC에서 데이터를 모두 삭제해도 언제나 해당 데이터 파일을 다운받을 수 있다.

파일의 위치는 기본적으로 https://ipfs.io/ipfs/<CID> 의 구조를 가지고 있으며 웹의 URL과 유사한 구조를 가지고 있다. 여기서 <CID>는 고유의 해시 값으로 표현되는 콘텐츠 아이디이며 ipfs.io는 ipfs파일 클라이언트 프로그램을 통하지 않고 웹 브라우저를 이용해 접속하기 위한 게이트웨이 서버다.

예를 들면 https://ipfs.io/ipfs/Qme7ss3ARVgxv6rXqVPiikMJ8u2NLgmgszg13pYrDKEoiu과 같은 형식이다. 웹의 URL은 기본적으로 컴퓨터의 DNS 주소 혹은 IP 주소가 중심이 되어 인터넷 상의 특정 서버를 가리키지만 IPFS는 위의 예와 같이 해당 콘텐츠의 해시 값이 파일을 찾는 인덱스 역할을 한다.

또한 IPFS 상에 저장되어 있는 파일들을 검색할 수 있는 검색엔진도 존재한다. 그 중 하나가 IPFS SERACH 사이트이며 주소는 ‘https://ipfs-search.com’ 이다. 여기서 앞서 이야기한 6,900만 달러에 거래된 비플의 작품인 ‘Everydays The First 5000 Days’를 검색하면 IPFS 상에 저장되어 있는 디지털 이미지 파일을 찾을 수도 있다. 

IPFS가 등장한 이후 대부분의 NFT 디지털 자산 거래 사이트에 등록되어 있는 디지털 아트의 데이터들은 IPFS상에 저장되어 있으며 NFT 블록 상의 원본 데이터 파일 위치 정보도 IPFS 상의 파일위치 정보 형식으로 되어 있다.

IPFS 개념은 후안 베넷이 2014년에 처음으로 제안했다. 그는 이후 프로토콜 랩스(Protocol Labs)를 설립하여 관리하고 있다. 당연히 오픈소스 기반이며 최초 알파 버전은 2015년 2월에 릴리즈 되었고 현재는 0.10.0이 안정 버전이다. 

IPFS는 NFT를 위한 콘텐츠 분산 관리 시스템의 용도 뿐만이 아니라 HTTP 표준 URL 기반의 웹 시스템을 대체할 차기 분산형 웹을 위한 파일 시스템으로도 주목받고 있다. 또한 특정 기업에 종속되지 않고 완전한 분산형 기반에 콘텐츠의 변경이나 삭제 등에 대한 방지 및 추적 기능이 제공되기 때문에 이를 이용한 다양한 응용 분야를 찾을 수 있을 것이다.

2009년 세상에 등장한 비트코인이 몰고온 가상화폐 열풍에서 시작된 블록체인 기술에 대한 가능성이 최근 다양한 방면에서 가시적인 성과를 보여주고 있는 셈이다. 블록체인 서비스 시장이 2026년까지 연평균 62.2% 성장할 것이라는 전망(https://www.ciokorea.com/news/211964)도 있다. 아직은 초기 단계인 IPFS를 기반으로 하는 미래의 새로운 응용 서비스 등장이 기대된다.

* 정철환 이사는 삼성SDS, 한양대학교 겸임교수를 거쳐 현재 그룹 IT 계열사 이사로 재직 중이다. 저서로는 <SI 프로젝트 전문가로 가는 길>과 <알아두면 쓸모 있는 IT 상식>이 있으며, 삼성SDS 사보에 1년 동안 원고를 쓴 경력이 있다. 한국IDG가 주관하는 CIO 어워드 2012에서 올해의 CIO로 선정됐다. ciokr@idg.co.k
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