논문 분석: 클라우드 환경에서 블록체인 기반의 웹서버 로그 관리 시스템

[1] 논문 선정 이유

 

이전에 "블록체인 기반 성과 인증 시스템" 주제로 정책 제안 공모전에 제출한 경험이 있다. 해당 보고서는 기업이나 조직 내에서 작업물을 저장하고 성과를 인증하는 시스템을 블록체인의 특징을 활용하여 제안했다. 현재는 온 프레미스 환경에서 클라우드 환경으로의 이전과 이용이 증가하고 있는데, 이에 따라 클라우드 환경에서 블록체인을 기반으로 로그를 관리하는 방법에 대한 궁금증이 생겼다.

 

 

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[2] 논문 분석 내용

 

(1) 요약 및 서론

 

1. 소개

• 클라우드 환경과 웹 서비스 확대로 사용자 로그 관리의 중요성이 증대됨.
• 현재의 중앙 집중식 로그 관리 방식은 외부 공격에 취약함.

2. 문제점

• 중앙 집중식 로그 관리 방식의 취약성: 외부 공격에 의한 정보 조작 및 유출 우려.
• 웹 애플리케이션에서 발생하는 다양한 공격으로 인한 보안 위협 증가.
• 전통적인 공격 방법인 SQL 삽입과 XSS 공격이 주요 위협으로 조사됨.

3. 해결책

• 블록체인 기술을 활용한 분산 로그 관리 시스템 제안.
• 사용자 로그 정보를 블록체인으로 분산 저장하여 웹서버에서 발생하는 오류와 악의적인 공격으로부터 안전하게 로그 정보를 보호.

4. 제안 방법

• 클라우드 환경을 갖는 프라이빗 네트워크에 블록체인으로 분산 저장.
• 블록체인의 특성을 활용하여 로그 정보의 무결성과 안전성 보장.

5. 장점

• 외부 공격으로부터 로그 정보 안전 보장.
• 웹 서비스 신뢰성 향상 및 공격자 추적 용이화.

6. 결론

• 블록체인을 활용한 분산 로그 관리 시스템은 클라우드 환경에서의 보안 강화에 기여할 것으로 기대됨.

 

(2) 관련 연구 및 기존 시스템

 

2.1 프라이빗 블록체인

• 퍼블릭 블록체인과 달리 채굴자 대신 시스템 관리 주체가 블록 검증을 담당하는 시스템.
• 저장 정보의 다양성과 처리 성능 제공.
• 채굴 과정 생략으로 블록 확정 시간 단축 및 참여 주체 제한 가능.

 

2.2 클라우드 컴퓨팅

• SaaS, PaaS, IaaS로 구분되는 서비스.
• 클라우드 환경에서 온라인 소프트웨어 제공 및 개발환경 제공.
• BaaS로 블록체인 서비스 제공됨.

 

2.3 Hyperledger Fabric

• Linux Foundation의 오픈소스 프로젝트로 프라이빗 블록체인 구현을 목표.
• IBM, 엑센츄어, JP 모건 등 100여 기업 참여.
• Membership 서비스, Application, Peer, Chaincode, Ordering 서비스로 구성.

 

2.4 기존 로그 시스템

• 아파치 로그는 에러 로그와 접근 로그로 구분됨.
• 서버 동작 오류는 에러 로그에, 모든 요청은 접근 로그에 기록됨.
• 로그 파일 디렉토리에 대한 안전한 관리 필요.

 

2.5 성능 평가 요인

• 이전 연구에서는 신뢰도, 보안성, 안전성을 중심으로 성능 비교함.
• 이 논문에서는 신뢰도, 보안성, 안전성 외에도 분산관리, 공격 추적, 확장성 등을 기능별로 비교 분석할 예정.

 

(3) 블록체인 기반 시스템의 설계

 

3.1 로그 관리 시스템 설계

• 웹사이트 운영을 위해 웹서버가 필요하며, 핵심 요소인 접근 로그 파일은 사용자의 웹사이트 접근 경로와 정보 이용 내역을 기록함.
• 프라이빗 블록체인 기술을 이용하여 악의적인 공격으로부터 로그 파일을 안전하게 관리하기 위한 시스템 설계.
• Fabric SDK를 사용하여 트랜잭션 생성 및 체인코드 함수 호출, CA 노드를 활용한 디지털 인증서 인증, Peer를 통한 원
• 장 상태 관리, Orderer를 통한 블록 생성과 전달, State DB를 활용한 데이터 관리 등의 기능 수행.

 

3.2 로그 관리 시스템 구현

• Hyperledger Fabric 플랫폼을 사용하여 실험을 위한 환경 구축.
• Go 언어를 사용하여 체인코드 작성.

• 웹사이트 접속 시 로그 데이터 생성 및 체인코드 수행을 통해 블록체인에 데이터 기록.
• 최신 블록 검증 결과는 Committing Peer에 의해 확인되고, 유효한 트랜잭션의 내용만을 State DB에 업데이트.

 

(4) 성능 평가

 

• 문제점과 제안: 현재 웹서버 로그 파일은 외부 공격자의 불법적인 수정 또는 삭제로 인해 발생한 문제의 근본 원인을 추적하기 어렵다. 이에 따라, 논문에서는 웹서버의 접근 로그 데이터를 프라이빗 블록체인 기술을 통해 안전하게 관리하는 방법을 제안하고 있다.

• 비교 분석: 표를 통해 기존 방법과 제안된 방법을 비교하였다. 기존 방법은 중앙 집중식 로그 관리 방식으로, 보안 취약점이 있으며, 데이터 조작 등으로 인한 문제가 발생할 경우 로그 파일의 분석과 추적이 어려워진다. 반면에 프라이빗 블록체인을 적용한 제안된 시스템은 분산 방식의 로그 파일 관리로 유지비용이 감소하고, 블록체인의 강력한 보안성으로 인해 웹사이트의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
• 결론: 제안된 방법은 클라우드 환경을 통해 디스크 용량을 유동적으로 확보하여 안정적인 서비스를 운영할 수 있으며, 프라이빗 블록체인을 통해 로그 파일을 암호화하여 문제 발생 시 추적이 용이하고 보안 측면에서 우수한 결과를 보여준다.

 

(5) 결론

 

이 연구의 결론에서는 클라우드 컴퓨팅과 인공지능이 4차 산업혁명의 핵심 기술로서 계속 발전하고 있다는 점을 강조하고 있다. 클라우드 컴퓨팅은 네트워크를 통해 다양한 장치와 브라우저를 통해 데이터에 접근할 수 있게 해주지만, 이로 인해 개인정보와 기업의 중요한 정보가 공유되고 있어 보안 문제가 존재한다는 점을 지적하고 있다.

이어서, 웹서버의 취약성으로부터의 공격을 방어하는 것이 중요하다고 강조하며, 기존 운영되고 있는 웹사이트 로그 파일의 문제점을 분석하여 해결책으로 프라이빗 블록체인을 제안하고 있다. 이를 통해 불법적인 접근자로부터 로그 파일을 보호하고, 클라우드 환경의 자원을 활용하여 로그 파일의 저장 공간 관리를 용이하게 하고, 웹서버에 문제가 발생했을 때 빠른 대응과 복구를 가능하게 하며, 웹서버를 안정적으로 관리할 수 있다고 설명하고 있다.

또한, 프라이빗 블록체인을 활용하여 로그 데이터를 암호화함으로써 악의적인 공격으로부터 빠르게 대응할 수 있다고 강조하고 있다. 이를 통해 개인정보 유출로 인한 악용을 사전에 차단하여 2차 사고를 방지할 수 있다고 언급하고 있다.

마지막으로, 이 연구는 웹서버의 접근 로그에 한정하여 프라이빗 블록체인을 구현했지만, 향후에는 Dapp(Decentralized application)을 추가로 구현하여 사용자 접속에 대한 로그 트랜잭션을 자동으로 체인코드를 수행하여 블록을 구성하는 방법에 대해 추가 연구할 예정이라고 밝혔다.

 

 

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[3] 배운 점 및 느낀 점

 

블록체인 기술의 활용 범위에 대해 새로운 시각을 얻었다. 블록체인이 단순히 암호화폐 거래에만 사용되는 것이 아니라, 데이터 관리 및 보안 분야에서도 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 깨달았다. 블록체인과 데이터베이스의 결합은 데이터의 보안, 무결성, 분산 관리 등 다양한 측면에서 장점을 제공하여 기업이 안전하고 효율적으로 데이터를 관리할 수 있도록 도와준다는 것을 알게 되었다.