[대학생 이슈 리포트] 블록체인 기반 투표의 미래

  • 연세대 ISSU
    입력 2018.06.22 11:16 | 수정 2018.06.22 14:06

    최근 빠르게 기술이 발전하면서, 블록체인·인공지능·빅데이터 등이 화두가 되고 있습니다. 대학생들은 이를 어떻게 받아들이고 있을까요. 연세대학교 IT경영전략학회 ISSU(Information System SIG of Undergraduate)가 대학생의 시각으로 4차산업혁명 기술의 현재와 미래를 풀어봅니다. [편집자 주]

    올해 초 대한민국을 강타한 비트코인 열풍, 그 끝은 정말 폰지사기일까? 그렇다면 비트코인의 유산인 블록체인 기술은 어떻게 봐야 할까? 이론상 해킹이 불가능한 기술이라면, 우리의 선거 과정에도 적용할 수 있지 않을까? 이와 같은 물음으로부터 출발한 연세대학교 ISSU는 우리나라 선거 시스템의 현주소와 블록체인을 활용한 투표의 미래, 그리고 그 실현 가능성에 대해 살펴봤다.

    ◇ 지방 선거와 전자 투표

    6월 13일 지방 선거가 치뤄졌다. 투표용지 위의 붉은 인주가 누구를 향했는지 확인하는 작업은 늘 시끄러운 문제다. 이를 해결하기 위한 방안으로 전자 투표 도입을 고려할 필요가 있다.

    손가락 터치 한 번이면 상품의 결제가 끝나는 스마트 시대지만 투표는 여전히 유권자가 정해진 시간에 지정된 투표소를 방문해 종이에 도장을 찍어야 한다. 전 세계 대부분의 나라가 전통적인 투표 시스템을 채택하는 이유는 유권자의 익명성을 확실히 보장할 수 있는 장점 때문이다. 하지만 효율성 측면에서 문제가 많다. 투표용지 출력과 투표소 네트워크 구축, 개표 인력에 대한 교육훈련비 등 투표 시스템을 위한 어마어마한 비용은 전자 투표 방식을 도입해 크게 절감할 수 있다. 하지만 현재의 전자 투표는 보안 취약점을 해결하지 못한다. 이런 우려를 블록체인 기술로 해결할 수는 없을까?

    블록체인 기술은 분산된 암호 보안 기록을 제공해 흔히 ‘해킹이 불가능하다’고 알려져 있다. 투표의 기록에 블록체인 기술을 활용한다면 모든 투표기록은 암호화돼 시간순으로 기록된다. 따라서 투표 기록의 위조, 변조를 위해서는 그 시점 이후의 모든 블록을 다시 생성하고 네트워크 모든 원장 사본을 교체해야 하므로 사실상 위변조가 불가능하다.

    ◇ 공정한 투표를 위한 다섯 가지 특성

    공정한 투표를 위해서는 다섯 가지 특성을 만족해야 한다. 첫째, 투명성이다. 블록체인으로 선거 과정의 모든 데이터를 저장하면 선거의 유효성 검증을 더 강화할 수 있다. 둘째는 익명성이다. 블록체인 기술을 활용해 투표 암호화로 달성할 수 있다.

    셋째는 진실성이다. 전체 프로세스에서 가장 중요한 목적이 되는 특성이며 반드시 보장돼야 한다. 투표용지와 선거의 결과를 변화시킬 수 없도록 블록체인이 제 3자의 개입을 방해한다. 넷째로는 경제성을 꼽을 수 있다. 투표용지와 선거 과정의 디지털화로 비용을 절감할 수 있다. 장기적으로 투표가 개인의 디바이스에서 실행될 수 있을 경우, 물리적인 투표소를 유지하는 여러 가지 비용은 사라진다.

    마지막으로 접근성이다. 우리가 꿈꾸던 미래의 투표는 디지털 디바이스를 활용한 안전한 원격 투표다. 유권자가 직접 이동할 필요가 없는 것이다. 아직은 현실적인 제약점이 있지만, 프로세스를 부분적으로 진행해 유권자의 접근성을 높여 더 공정한 투표를 할 수 있다.

    ◇ 블록체인 활용한 선거의 다섯 단계

    블록체인을 활용한 선거의 과정은 크게 다섯 단계(설정 → 기록(암호화·익명화) → 복호화 → 개표 → 감사)로 구분할 수 있다. 투표의 기본이 되는 설정 단계에서는 해당하는 선거마다 관련한 여러 수치의 값을 다르게 부여할 수 있어야 한다. 후보와 선거 시간, 복수 투표 여부 등과 같은 선거의 규칙과 같은 기초적인 설정 외에도, 유권자와 선거 관리자, 참관인의 목록 등의 공개 범위와 부여된 권한의 정도 등에 대해서도 세부적인 설정이 가능해야 한다.

    둘째, 기록 단계에서는 먼저 앞에서 주어진 정보들을 바탕으로 각 유권자가 자신에게 해당하는 선거에 표를 행사한다. 그 후 해당 표는 암호화 돼 비밀투표를 위해 유권자 정보는 없이 블록체인의 새로운 노드에 저장돼야 하는데, 동시에 이 암호화 결과에 대한 정확한 검증 또한 진행돼야 할 것이다.

    앞서 유권자 신분 인증도 올바르게 진행돼야 한다. 기존 방식대로 선거를 투표소에서 진행하며 특수한 신분증 검증 기계를 사용하면 큰 차이는 없다. 하지만, 무인 투표소나 휴대전화, PC 등 개인의 기기에서 투표를 진행하면 인증 절차에 관한 고민은 더 심도 있게 이뤄져야 한다.

    세 번째 단계인 복호화 작업에서는 앞 단계에서 암호화된 표를 집계하기 위해 정보를 다시 해독하는 과정이 진행돼야 한다. 마찬가지로, 모든 표에 관한 복기가 올바르게 일어나는지를 동시에 검증해야 한다.

    넷째 단계는 개표다. 복호화된 정보들이 모두 검증된 후, 그 표를 세어 최종 선거의 결과를 도출하는 것이다. 이때 블록체인의 특성을 활용하면 누구든지 어디서나 개표를 진행할 수 있다.

    최종 단계는 감사로, 순서에 따라 마지막에만 일어나는 것이 아니라, 모든 단계에서 지속적으로 일어나야 한다. 한 예로, 설정 단계에서는 앞서 설정된 수치들이 정확한지 검증해야 한다. 또한, 선거 관리인은 경우에 따라 주소지와 같은 유권자의 개인 정보와 해당하는 지역구 선거의 투표권 행사 여부를 대조해야 할 수도 있다. 이와 같이 감사는 앞선 모든 단계에서 그 과정이 올바르게 일어났는지에 대한 검증을 진행한다.

    ◇ 블록체인 투표 시스템 도입에 따른 기대효과

    다음으로 블록체인 투표 시스템을 도입한다면 생길 변화와 기대효과는 다음과 같다. 변화를 크게 두 가지로 분류해보면 신뢰성 향상, 효율성 향상으로 나눌 수 있다.

    개표 시즌이 되면 신뢰성과 공정성을 의심하던 중앙선거관리위원회(선관위)는 이제 더 이상 도마 위에 오를 필요가 없게 된다. 블록체인 투표 시스템에는 선관위의 개입이 거의 없기 때문이다. 선거 조작 의혹에 따른 이해관계가 얽힌 서로 집단 간 의심도 사라질 것이다.

    선관위에서 발표한 2017년 제 19대 대선 관련 주요 예산안 규모 자료에서 사전투표의 규모만 놓고 봤을 때도 총 474만 4241명이 참여해 투표율은 11.49%이었고 순수 사전 투표 운영 예산은 340억원으로 1인당 약 7165원 정도가 소요됐다.

    만약, 동일한 인원이 블록체인 기반 선거 시스템에서 투표한다고 가정하자. 기존 관공서를 키오스크 형태로 운영하더라도 1인당 870원 정도가 소요돼 총비용이 41억280만원으로 기존의 1/8로 감소한다.

    이렇게 신뢰성과 효율성 측면에서 우수한 블록체인 기반 선거 시스템을 이미 적용했거나 기술 도입을 시도하고 있는 사례도 점점 많아지고 있다. 2014년 스페인의 신생 정당 포데모스는 공정한 투표 시스템을 구현하기 위해 블록체인을 적용한 '아고라 보팅(Agora Voting)'을 선보였다.

    2016년 미국 텍사스주의 자유당 대통령 경선 온라인 투표 시스템에서는 블록체인 테크놀로지라는 기업이 블록체인 기반 투표 시스템을 도입했다. 이는 기록에 시간이 찍힌 채로 서명돼 선거 후 조작이 불가능한 신뢰 있는 방법으로 평가받았다. 우리나라는 2017년 2월 23일, 경기도가 ‘따복 공동체 주민공모사업’에 국내 최초로 블록체인 기반 투표 시스템을 적용했다.

    ◇ 블록체인 투표 시스템의 한계점 무엇?

    우리나라에서 대선 같이 큰 선거를 치를 때 블록체인으로 투표하기가 쉽지는 않다. 구성원의 참여와 찬성이 중요하기 때문이다. 선거 투명성에 대해 불신이 깊기 때문에 기업이나 관공서, 학교 등의 단체를 통해 먼저 시행해 본 후, 차근차근 국민의 합의를 이끌어 내는 것이 우선 과제일 것이다. 또한, 완벽한 보안이 핵심 논제인 ‘온라인을 통한 선거’의 기술 연구가 활발히 진행된다면, 시간 및 장소의 접근성 확대로 인한 투표율의 상승을 기대해 볼 수 있을 것이다.

    ※ 외부필자의 원고는 IT조선의 편집방향과 일치하지 않을 수 있습니다.


    ISSU 단체 사진. / ISSU 제공
    이슈(ISSU)는 1997년 설립되어 올해 설립 21주년을 맞은 연세대학교 유일의 IT경영전략 학회입니다. ISSU는 연세대학교 상경대학에 소속된 IT경영전략 학회로서 IT라는 공통의 관심사를 가진 다양한 전공과 학년의 연세인으로 구성됐습니다. 논리적 사고를 통해 문제를 해결하는 능력을 배양하고, IT 지식 공유와 현장경험에 기반한 전문성을 확보해, 급변하는 IT환경에 적응할 수 있는 IT스페셜리스트 양성을 목표로 합니다.
    이슈는 매학기 다양한 IT기업들과 산학협력을 추진함으로써 IT기업들이 현업에서 직면하는 문제점들을 해결하는 능력을 배양하고자 합니다. 현재까지 Line Friends, 리디북스, 네이버 호텔&항공권, SKT누구, 플레이윙즈 등 여러 IT기업 및 IT서비스들이 가지는 고민거리에 대한 해결책을 모색하는 기회를 가져왔습니다. 이번 2018년에는 아만다, 네이버 파파고와 함께 산학협력을 진행했습니다.
    이슈는 이러한 콜라보레이션 외에도 스터디 세션, 알럼나이 및 외부 인사 초청 세션, IT기업과의 콜라보 세션을 통해 IT스페셜리스트로서의 역량을 강화합니다. 또한 기업탐방, 멘토링 및 홈커밍 등의 네트워킹 활동을 병행해 IT커리어 등의 관심사를 공유합니다.



    키워드