하이퍼레저 패브릭 프라이빗 채널 기능을 활용한 기업용 보안망 구조
증상: 기존 프라이빗 네트워크의 한계와 새로운 보안 요구사항
기업의 핵심 비즈니스 데이터를 처리하는 프라이빗 네트워크를 운영 중이신가요? 모든 참여자가 동일한 정보를 공유해야 하는 단일 채널 구조에서는 민감한 거래(예: 특정 협력사와의 계약 조건, 직원 급여 정보)를 안전하게 분리하기가 어렵습니다. 이는 데이터 접근 통제의 취약점으로 이어지며, 규정 준수(Compliance) 요건을 충족시키는 데 심각한 장애물이 됩니다. “모두가 모든 것을 볼 수 있다”는 구조는 이제 한계에 도달했습니다.
원인 분석: 단일 채널 아키텍처의 보안 및 확장성 문제
전통적인 블록체인 네트워크나 초기 하이퍼레저 패브릭의 기본 구성은 하나의 채널(Channel)에 모든 조직(Organization)이 피어(Peer)를 참여시키는 방식입니다. 이 채널의 원장(Ledger)과 체인코드(Chaincode)는 채널 내 모든 피어에 동일하게 복제됩니다. 문제의 핵심은 여기에 있습니다. 특정 거래의 가시성(Visibility)을 세분화할 수 없어, 참여자 전체에게 불필요한 데이터가 노출됩니다, 이는 비즈니스 논리상 필요하지 않을 게다가, 데이터 프라이버시 규정(gdpr 등) 위반 가능성을 내포하고, 네트워크 트래픽과 저장소를 비효율적으로 사용하게 만듭니다.
해결 방법 1: 프라이빗 데이터 컬렉션을 활용한 데이터 은닉
가장 기본적이면서도 강력한 데이터 분리 수단입니다. 체인코드 내에서 특정 데이터를 프라이빗 데이터 컬렉션(Private Data Collection)에 기록하면, 해당 데이터는 오직 컬렉션 정책에 명시된 조직의 피어만 소유할 수 있습니다. 채널의 공통 원장에는 데이터의 해시값만 저장되어 무결성을 검증하되, 실제 데이터는 외부 상태 데이터베이스(Private State Database)에 분산 저장됩니다.
구현 절차는 다음과 같습니다.
- 컬렉션 정의 JSON 파일 생성: 어떤 데이터가, 어떤 조직끼리 공유될지 정의합니다.
collections_config.json파일을 생성하고, 멤버 조직의 MSP ID를 명시합니다. - 체인코드 수정: 기존
PutState(),GetState()함수 대신, 프라이빗 데이터용 함수인PutPrivateData(),GetPrivateData()를 사용하도록 체인코드 로직을 변경합니다. 함수 호출 시 대상 컬렉션 이름을 지정해야 합니다. - 체인코드 설치 및 승인: 수정된 체인코드를 관련된 모든 피어에 설치합니다. 컬렉션 정의 파일은 체인코드 패키징 시 포함시키거나, 체인코드 승인(approve) 단계에서 별도로 지정합니다.
- 체인코드 커밋: 채널에서 체인코드를 커밋할 때, 컬렉션 정의 정책이 채널 설정에 반영됩니다.
해결 방법 2: 다중 채널 아키텍처를 통한 완전한 네트워크 분리
데이터 분리가 아닌, 완전한 프로세스와 네트워크 통신의 분리가 필요한 경우 채널 자체를 분리하는 것이 최선의 선택입니다. 각 프라이빗 채널은 독립된 원장과 체인코드 생명주기를 가지며, 채널 멤버십은 정책에 의해 엄격히 통제됩니다. 이는 서로 다른 협력사 그룹 간의 비즈니스를 물리적으로 격리하는 효과를 냅니다.
다중 채널 운영을 위한 실전 구성 가이드입니다.
- 채널 생성 정책 수립: 어떤 조직이 채널 생성(create channel) 권한을 가질지, 애플리케이션/관리 정책은 어떻게 설정할지 오더러(Orderer)의 시스템 채널 설정에서 미리 정의합니다.
- 새 채널 생성 트랜잭션 실행: 권한을 가진 조직이
configtxgen도구로 새 채널의 제네시스 블록을 생성하고,peer channel create명령어를 통해 오더링 서비스에 새 채널 생성을 요청합니다. - 피어의 채널 가입: 해당 채널에 참여해야 하는 각 조직의 피어가
peer channel join명령어를 사용해 채널에 가입합니다. 가입하지 않은 피어는 해당 채널의 존재조차 인지하지 못합니다. - 채널별 체인코드 운영: 각 채널마다 독립적으로 체인코드를 설치, 승인, 커밋합니다. 채널 A의 체인코드는 채널 B의 피어에 전혀 영향을 미치지 않습니다.
채널 vs 프라이빗 데이터 컬렉션 선택 가이드
두 기술을 상황에 맞게 선택해야 합니다. 다음 기준을 참고하십시오.
- 프라이빗 데이터 컬렉션을 선택할 경우: 대부분의 거래는 채널 전체가 공유하되, 일부 데이터 필드(가격, 개인식별정보 등)만 선택적으로 숨겨야 할 때. 운영 오버헤드를 줄이고자 할 때.
- 다중 채널을 선택할 경우: 참여자 그룹 전체가 완전히 다르고, 그들 간의 비즈니스 프로세스와 데이터가 완전히 분리되어야 할 때. 채널별로 다른 오더러 세트를 사용해야 하는 고가용성 요구사항이 있을 때.
해결 방법 3: 채널 및 컬렉션 혼합 아키텍처와 게이트웨이 패턴
대규모 엔터프라이즈 네트워크에서는 위 두 방법을 조합하고, 애플리케이션 접근성을 고려한 설계가 필요합니다. 하나의 조직이 여러 채널에 참여하면서, 각 채널 내에서 또 다른 프라이빗 데이터 컬렉션을 사용하는 복합 구조가 만들어질 수 있습니다. 이를 효율적으로 관리하기 위해 하이퍼레저 패브릭의 게이트웨이(Gateway) 패턴 도입이 필수적입니다.
게이트웨이 패턴은 클라이언트 애플리케이션이 복잡한 네트워크 토폴로지를 단순화된 인터페이스로 처리할 수 있게 합니다. 애플리케이션은 하나의 게이트웨이 피어에 연결하기만 하면, 해당 게이트웨이가 자동으로 대상 채널과 체인코드를 식별하고 올바른 엔드포인트로 트랜잭션을 라우팅합니다.
- 게이트웨이 서비스 구축: 조직 내 하나 이상의 피어를 게이트웨이 역할로 지정합니다. 이 피어들은 해당 조직이 참여하는 모든 채널에 가입되어 있어야 합니다.
- 애플리케이션 SDK 설정: 클라이언트 애플리케이션에서는 Fabric SDK를 사용해 게이트웨이 피어를 연결 엔드포인트로 설정합니다. 트랜잭션 제출 시. 채널 이름과 체인코드 id를 명시적으로 지정합니다.
- 탐색 정책 활용: 게이트웨이는 연결된 조직 내 다른 피어들을 자동으로 탐색(discovery)하여 트랜잭션 승인(endorsement)을 효율적으로 수집합니다. 애플리케이션은 전체 피어 리스트를 관리할 필요가 없어집니다.
- ID 연계 관리: 게이트웨이를 통해 여러 채널에 걸쳐 트랜잭션을 제출할 때, 일관된 사용자 ID(인증서)를 사용하여 감사 로그 추적성을 보장합니다.
주의사항 및 운영 상의 핵심 체크리스트
강력한 보안 구조는 세심한 운영을 전제로 합니다. 다음 사항을 반드시 점검하십시오.
프라이빗 데이터 컬렉션 구성 파일을 변경하거나, 새로운 채널을 생성하는 작업은 네트워크 운영 정책에 따른 승인 절차를 반드시 거쳐야 함. 테스트넷에서의 충분한 검증 없이 프로덕션 네트워크에 적용하는 것은 중대한 장애로 이어질 수 있음.
- 정책 관리: 채널 생성 정책, 컬렉션 멤버십 정책은 MSP ID를 정확히 기재해야 하며, 조직 개편 시 즉시 갱신해야 합니다.
- 성능 모니터링: 다중 채널과 프라이빗 데이터는 오더러와 피어의 리소스(CPU, 메모리, 디스크 I/O) 사용량을 증가시킵니다. 채널 및 컬렉션 개수에 따른 성능 베이스라인을 측정하고 지속적으로 모니터링하십시오.
- 백업 및 복구: 각 채널의 원장은 독립적이므로, 채널별 백업 전략이 필요합니다. 프라이빗 데이터의 경우, 컬렉션에 지정된 각 조직의 피어가 자신의 프라이빗 상태 데이터베이스를 별도로 백업해야 합니다.
- 애플리케이션 복잡도: 게이트웨이 패턴을 사용하더라도, 애플리케이션 로직은 여전히 “어떤 트랜잭션을 어떤 채널에 보낼지”를 알고 있어야 합니다. 이를 위한 서비스 레이어의 설계가 중요합니다.
전문가 팁: 장기적인 네트워크 확장을 위한 설계 원칙
초기 설계 시, 모든 비즈니스 관계를 하나의 채널에 우겨넣지 마십시오. “분리의 원칙”을 적용하여, 자연스럽게 분리 가능한 비즈니스 도메인은 처음부터 별도 채널로 계획하십시오. 채널 추가는 비교적 쉽지만, 기존 채널의 분리는 거의 불가능한 작업입니다. 프라이빗 데이터 컬렉션은 데이터 은닉을 위한 도구이고, 다중 채널은 네트워크 파티셔닝을 위한 도구임을 명심하십시오. 이 둘을 상황에 맞게 조합하는 것이 진정한 엔터프라이즈급 하이퍼레저 패브릭 아키텍처 설계의 핵심입니다.
마지막으로, 이러한 복잡한 구성을 효과적으로 관리하려면 네트워크 운영을 자동화하는 도구(예: Ansible, Kubernetes Operator)의 도입을 고려해야 합니다. 수동 설정은 인간의 실수를 유발하며, 보안 정책의 일관성을 해칠 수 있는 가장 큰 위협 요소 중 하나입니다. 자동화 스크립트와 템플릿을 통해 채널 생성, 피어 가입, 체인코드 배포 과정을 표준화하면, 보안성과 운영 효율성을 동시에 확보할 수 있습니다.
