메타버스를 위한 블록체인 : 리뷰

8월 13, 2023

메타버스를 위한 블록체인 : 리뷰

초 록

2021년 10월 Facebook이 공식적으로 이름을 Meta로 변경한 이후, 메타버스는 소셜 네트워크 및 3차원(3D) 가상 세계의 새로운 표준이 되었습니다. 메타버스는 많은 관련 기술을 활용하여 사용자에게 3D 몰입형 개인화된 경험을 제공하는 것을 목표로 합니다. 많은 관심과 이점에도 불구하고 메타버스의 자연스러운 질문은 사용자의 디지털 콘텐츠와 데이터 보호하는 방법입니다. 이와 관련하여 블록체인은 탈중앙화, 불변성, 투명성이라는 고유한 특성으로 인해 유망한 솔루션입니다. 메타버스에서 블록체인의 역할을 더 잘 이해하기 위해 메타버스를 위한 블록체인 응용에 대한 광범위한 설문조사를 제공하는 것을 목표로 합니다. 먼저 블록체인과 메타버스에 대한 예비 자료를 제시하고 메타버스에 블록체인을 사용하는 동기를 강조합니다. 다음으로 데이터 수집, 데이터 저장, 데이터 공유, 데이터 상호운용성 및 데이터 개인 정보 보호와 같은 기술적 관점에서 메타버스를 위한 블록체인 기반 방법에 대해 광범위하게 논의합니다. 각 관점에 대해 먼저 메타버스의 기술적 과제에 대해 논의한 다음 블록체인이 어떻게 도움이 될 수 있는지 강조합니다. 또한 사물 인터넷, 디지털 트윈, 다중 감각 및 몰입형 응용 프로그램, 인공 지능 및 빅 데이터를 포함한 메타버스의 키 지원 기술에 대한 블록체인의 영향을 조사합니다. 또한 메타버스 응용 프로그램 및 서비스에서 블록체인의 역할을 보여주는 몇 가지 주요 프로젝트를 제시합니다. 마지막으로 향후 메타버스에서 블록체인을 사용하기 위한 추가 연구 혁신 및 개발을 주도할 몇 가지 유망한 방향을 제시합니다.

1. 소개

메타버스는 디지털 채택을 놀라운 수준으로 혁신하고 온라인 액세스를 통해 표준 시스템을 넘어 서비스 영역을 확장할 수 있는 디지털 진화의 다음 단계입니다. 서비스의 디지털화는 지난 수십 년 동안 온라인 액세스와 통합될 수 있는 비즈니스, 엔터테인먼트, 교육 또는 기타 시스템 분야의 효율성을 향상시키는 추세가 되었습니다. 이러한 서비스 및 시스템은 원격 데이터 센터 및 클라우드 플랫폼에서 디지털 시스템 및 온라인 저장/처리 시설과 함께 제공되는 기능으로 최대 잠재력으로 개선되었습니다. 효율성, 성능 및 서비스 액세스 품질이 최대 잠재력에 도달함에 따라 관점이 소비자 경험으로 이동되었습니다. 따라서 더 많은 대화형 기능으로 개선된 서비스 경험에 대한 요구가 계속 증가하고 있으며 서비스 제공업체는 기존 표준을 다음 수준으로 끌어올리는 데 열심입니다. 실제로 소비자는 가상 현실(VR), 증강 현실(AR), 혼합 현실(MR) 및 확장 현실(XR)[1]. 메타버스는 이러한 모든 관련 기술을 글로벌 컨텍스트에서 통합하는 솔루션입니다. 이 개념은 프로슈머를 위한 몰입형 가상 세계로 견딜 수 있는 시뮬레이션된 디지털 환경을 만듭니다. 사용자는 이중성 원칙[2]에 따라 디지털 아바타를 통해 이 가상 생태계와 상호 작용할 수 있습니다. 구체적으로 아바타는 사용자의 가상 화신(化身)이며 메타버스에서 현실 세계에서 자신의 법적 권리와 동일한 법적 권한을 갖는다. 이렇게 하면 가상 도메인 내에서 이루어진 모든 트랜잭션에 대해 아바타가 보장되고 커밋(commit)된 작업을 거부하는 것이 제한됩니다. 최소한의 기능으로 헤드셋이나 안경과 같은 VR/AR 지원 몰입형 장치를 가진 사람이라면 누구나 액세스할 수 있습니다[3]. 반대로 Teslasuit 또는 Holosuit와 같은 전신 햅틱 바디수트는 모션을 추적하고 초월한 생체 인식과 함께 햅틱 피드백을 추출하는 기능을 통해 몰입형 경험을 최고로 수용할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

메타버스가 소셜 미디어의 기능 범위를 확장하기 위해 개발되고 의도되었음에도 불구하고 다른 산업, 상업, 사회, 교육, 의료, 군사 및 정부 부문에 대한 잠재력은 엄청납니다. 몰입형 경험의 부족은 온라인 원격 액세스 및 제어 시스템의 잘 알려진 단점입니다. 특히 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 또는 PLC(Programmable Logic Controller) 기반 원격 자동화 시스템[4]을 제어하는 경우, 의류에 적합, 상업용 부동산 또는 건축에 대한 인식, 3차원 이해(3D) 의료/공학/건축 교육의 시각화, 무인 항공기/해군/지상 선박의 원격 제어, 2차원을 넘어선 디지털 엔터테인먼트 경험은 더 많은 혁신이 필요한 분야입니다. AR/VR 기술은 이러한 영역에 대한 독립형 솔루션을 제공했지만 이러한 도구를 결합하기 위한 올인원 플랫폼이나 환경이 부족했습니다. 메타버스는 이 디지털 생태계를 세상에 제공하고, 측량할 수 없는 가능성의 범위를 활짝 열어줍니다. 디지털 트윈(DT)의 개념은 향상된 시각화 및 조정을 통해 기계 또는 차량의 원격 작동 및 제어를 가능하게 하고 산업 및 군사 부문 모두에 이점을 제공합니다[5]. 3차원 시각화는 교육 및 엔터테인먼트 응용 프로그램 모두에 도움이 되는 컨텍스트에 대한 더 나은 정확성과 이해를 이끌고 있습니다. 또한 AR 기반 원격 로봇 제어, AR 기반 원격 수술과 같은 새로운 지침은 메타버스 플랫폼을 통해 달성할 수 있습니다[6]. 또한 암호화폐[7], 디지털 생체인식[8], 설명가능한 인공지능(XAI)[9]과 같은 개념은 현실 세계에서 구현할 때 피할 수 없는 도전에 직면해 있습니다. 기존 시스템과의 통합 문제, 호환성, 상호 운용성, 법적 및 윤리적 불일치. 메타버스는 새롭게 구축되는 세계이기 때문에 설계 단계에서 이러한 전략을 구현하면 향상된 서비스 경험을 통해 사용자의 보안 및 개인 정보 보호에 대한 보증이 더욱 강화될 것입니다.

메타버스는 미래의 디지털 확장을 위한 만병통치약으로 생산되지만 이를 둘러싼 도전과 실용주의 문제가 있습니다. 가장 중요한 문제는 속성 처리 및 네트워킹 기능을 갖춘 보장된 서비스와 애플리케이션을 제공할 수 있는 서비스 가능한 디지털 인프라가 없다는 것입니다. 이러한 인프라가 존재하더라도 예상 사양을 제공하는 데 필요한 액세스 기술은 아직 실험 단계에 있고 전 세계적으로 배포되지 않은 새로운 5G 모바일 기술에서만 실행 가능합니다. 메타버스를 출시하기 전에 가상 세계와 물리 세계 간의 호환성 및 상호 운용성을 이해하고 표준화해야 합니다. 메타버스 엔진에서 엄청난 수준의 처리 능력이 있더라도 소셜 미디어 백본을 통한 잠재력과 확장성을 고려할 때 리소스가 수요를 충족하기에 충분하지 않을 수 있다는 것은 분명합니다. 따라서 처리, 저장, 네트워킹 및 재정적 측면에서 비용을 절감하기 위해 최적의 처리 및 운영 전략을 채택해야 합니다. 이러한 전략은 자동화된 AI 기반 접근 방식을 통해서만 가능하며 주제에 대한 더 많은 동화와 연구가 필요합니다. 메타버스에 접근하기 위해서는 최소한 헤드셋이나 AR 글래스를 착용해야 하기 때문에 개인 투자가 많아 누구에게나 개방된 시스템이 아닌 특혜 서비스가 된다. 또한, 현실 세계에서 가능한 특정 개인 정보 보호 법률이 가상 도메인에서 책임이 없을 수 있는 반면, 현실 세계에서 눈에 띄는 생체 인식이 디지털 도메인 내에서 복제될 수 있는 사용자의 보안 및 개인 정보 보호는 필수적인 측면입니다. 따라서 실용적인 맥락에서 메타버스를 배포하려면 훨씬 더 많은 연구와 적절한 표준화가 필요합니다.

XR은 현재의 AR 및 MR 기술이 초현실적인 수준으로 가상 개체의 완전한 통합을 주장하고 편재성을 향상시키는 수준으로 개선되어야 하는 메타버스 개발에 필요한 명백한 기술입니다. 앞서 명시한 바와 같이 AI는 메타버스 생태계를 자동화하여 디지털 거버넌스를 완전히 제어하는 데 핵심적인 역할을 합니다. AI의 참여는 프로슈머에게 아바타로 묶인 디지털 자산과 콘텐츠 안전을 더욱 보장할 것입니다. 기존 컴퓨터 비전 처리는 3D 이미지 처리를 향상시키기 위해 AI 통합으로 강화되어야 하며, 이미지/비디오/3D 렌더링 기술은 시각 및 원격 측정 데이터의 쿼리 처리를 가속화하기 위해 개선될 수 있습니다. 호환성에 대한 글로벌 규정 준수를 보장하기 위해 설계 단계에서 XAI 방식을 사용해야 합니다. 기존 클라우드 컴퓨팅 기반 스토리지 및 처리 인프라에는 메타버스 애플리케이션을 호스팅하는 데 필요한 네트워킹 기능이 부족하기 때문에 에지 컴퓨팅은 근접한 특성으로 인해 컨텍스트 및 위치 인식 기능과 함께 액세스 용량을 높일 수 있는 출시에 필수적인 초기 패러다임입니다. 또한 네트워크 슬라이싱을 사용하여 [2]에 제시된 8개의 인에이블러 사이에서 메타버스 애플리케이션 흐름을 구성하고 구조화할 수 있습니다.

블록체인은 비트코인 암호 화폐와 함께 도입되어 공유 경제를 형성하고 기존 디지털 통화 시장의 기반을 마련한 독특한 능력으로 명성을 얻었습니다. 블록체인은 보안 및 개인 정보 보호를 위한 획기적인 기술로 간주되어 왔습니다[10]. 간단히 말해서 블록체인은 상업 네트워크에서 디지털 자산 추적 및 보안을 용이하게 하기 위해 커밋된 트랜잭션을 저장하는 원장입니다. 블록으로 저장되는 이러한 거래 또는 기록은 암호화 수단 또는 정확한 해싱 메커니즘을 사용하여 함께 연결되어 원장의 불변성을 보장하고 안전하지 않은 환경에서도 안전한 공유 기능을 가능하게 합니다. 블록체인의 가장 두드러진 특징은 중앙 집중식 권한 없이 분산된 원장 콘텐츠에서 작동할 수 있다는 것입니다[11]. 블록체인은 작업 증명을 합의 메커니즘으로 사용하기 때문에 방법 자체가 전자 상거래 플랫폼에 더 안전하고 적합하다고 간주합니다. 메타버스의 맥락에서 블록체인은 디지털 생태계에 대한 책무성을 강화하기 위한 적절한 조력자입니다. 메타버스의 모든 사용자가 소유하고 있는 디지털 콘텐츠를 보호하는 것이 주요 목적인 블록체인에 대한 요구 사항이 임박했습니다. 메타버스 생태계는 사용자 무결성, 개인 정보 보호 및 평판을 보장하기 위해 콘텐츠 및 거래를 회계 처리하기 위해 블록체인에 의존합니다.

1.1. 관련 연구와 성과

표 최신 기술과 대조하여 이 문서의 기여를 강조

이 설문조사의 주요 기여는 다음과 같습니다.

먼저 블록체인과 메타버스에 대한 간략한 개요를 제시하고 블록체인을 메타버스에 통합하게 된 동기를 제시합니다. 둘째, 데이터 수집, 데이터 저장, 데이터 공유, 데이터 상호 운용성 및 데이터 개인 정보 보호를 포함하여 메타버스의 여러 기술적 측면이 직면한 문제를 해결하기 위한 블록체인 적용에 대해 논의합니다. 셋째, 사물 인터넷, 디지털 트윈, 다중 감각 XR 및 홀로그램 텔레프레즌스, AI, 빅 데이터와 같은 메타버스의 주요 구현 기술에 대한 블록체인의 영향에 대해 논의합니다. 넷째, 메타버스에서 블록체인을 활용하는 Decentraland, Sandbox, Axie Infinity, Illuvium과 같은 흥미로운 프로젝트에 대해 논의합니다. 마지막으로 몇 가지 잠재적인 향후 연구 방향으로 논문을 마무리합니다.

1.2. 문서 구성

이 문서의 나머지 부분은 다음과 같이 구성됩니다. 블록체인의 기초인 메타버스와 메타버스에서 블록체인의 역할은 2장에서 제시한다. 기술적인 관점에서 메타버스를 위한 블록체인의 적용은 섹션 III에서 논의됩니다. 섹션 IV에서는 IoT, 디지털 트윈, 다중 감각 XR 애플리케이션 및 홀로그램 텔레프레즌스, AI 및 빅 데이터를 포함하여 메타버스에서 기술을 구현하기 위한 블록체인의 영향에 대해 논의합니다. 그런 다음 섹션 V에서 블록체인 지원 메타버스 애플리케이션과 관련된 흥미로운 프로젝트에 대해 논의합니다. 마지막으로 섹션 VI에서 몇 가지 잠재적인 연구 방향으로 논문을 마무리합니다.

2. 블록체인과 메타버스: 사전지식

2.1 블록체인 기초

블록체인의 개념은 2008년 Nakamoto Satoshi가 작성한 백서에서 시작되었습니다[17]. 분산 원장이라고도 하는 블록체인은 연속적인 블록을 소유하고 있으며 이전 블록 헤더의 해시 값을 통해 서로 연결됩니다. 피할 수 없는 암호화 해시 외에 타임스탬프, nonce 및 트랜잭션 데이터도 블록에 포함됩니다[18]. 블록 타임스탬프는 그 값이 네트워크 조정 시간에 2시간을 더하고 이전 11개 블록의 중간 타임스탬프보다 큰 경우에만 유효한 것으로 간주되어 공격자가 블록체인을 조작하는 것을 방지합니다. 네트워크 조정 시간은 연결된 전체 노드의 타임스탬프 중앙값을 나타냅니다. 블록체인의 원활한 실행은 하나 또는 여러 노드에 의해 유지 관리되는 것이 아니라 블록체인 네트워크의 각 노드가 새 블록을 생성하고 검증하기 위해 공통 합의 프로토콜을 준수해야 합니다. 합의 프로토콜은 운영 원칙과 적법한 조치가 모두 규제되는 블록체인의 중추입니다[19]. 유명한 비트코인은 작업 증명(PoW) 메커니즘을 채택합니다. 이 메커니즘은 채굴자가 무작위 수학적 문제에 대한 답을 알아내기 위해 많은 컴퓨팅 성능을 제공해야 합니다[20]. 컴퓨팅 파워의 중앙 집중화를 피하기 위해 차세대 블록 생성의 논스(nonce)라고도 하는 난이도는 블록당 10분을 기준으로 동적으로 변경됩니다. 상상할 수 없는 계산 능력이 대부분의 공격자를 방해하지만 PoW는 또한 비효율적인 트랜잭션 속도와 과도한 에너지 소비로 이어집니다. PoS(Proof-of-Stake)는 PoW로 인한 문제를 완화하므로 최종 승자가 되는 채굴자는 컴퓨팅 성능보다는 해당 암호화폐의 보유량에 따라 결정됩니다[21]. 최근에 등장한 IPFS(InterPlanetary File System)는 서비스 제공자가 게시한 문제를 증명하기 위해 참여자가 일부 저장 공간을 제공해야 하는 PoSpace(Proof of Space) 합의를 전파합니다[22]. 트랜잭션 데이터는 블록별로 머클 트리 형태로 정리되어 검증 효율성이 향상됩니다. Merkle 트리를 사용하면 전체 거래 기록 없이 확인을 위해 모든 분기를 다운로드할 수 있습니다. 위에서 언급한 블록체인의 일반적인 부분과 블록체인에서의 트랜잭션 처리를 각각 그림 1과 그림 2에 나타내었다.

1세대 블록체인의 대표주자는 거래 기록만을 탈중앙화하는 비트코인이다. 나중에 연구원들은 블록체인이 단순한 원장뿐만 아니라 자산 관리 및 가족 신뢰와 같은 더 많은 기능에 과부하를 줄 수 있음을 발견했습니다. 따라서 2세대 블록체인-이더리움이 등장했습니다. Ethereum이 가져온 주요 혁신은 스마트 계약의 출현입니다[23]. 코드로 작성된 스마트 계약의 규칙은 블록체인에 저장됩니다. 거래는 자동으로 자금을 이체하거나 미리 결정된 계정에 알림을 보내는 스마트 계약의 해당 기능을 트리거하는 데 사용할 수 있습니다. 스마트 계약은 모든 사람이 액세스할 수 있으므로 짧은 시간에 일련의 응용 프로그램이 나타납니다. 예를 들어, 스마트 계약은 투표 프로세스의 보안을 강화하므로 악의적인 사람이 조작하고 해독하기 어려워집니다. 또한 보험 업계는 병원을 통합하여 블록체인에서 환자 정보를 추적하고 기록합니다. 여기서 스마트 계약은 기업이 환자에게 즉시 결제를 청구하는 데 도움이 될 수 있습니다. 최근 스마트 계약 파생 중 하나인 NFT(Non-Fungible Token)가 전 세계적으로 인기를 얻고 있습니다. 이더리움은 NFT에 구축된 자산의 기능을 소개하기 위해 ERC-721 및 ERC-1155와 같은 일부 표준을 발행합니다. 비트코인 및 이더리움의 암호화폐와 달리 각 NFT는 상호 교환이 불가능하며 나눌 수 없습니다. NFT 시장은 현재 예술, 게임, 스포츠, 저작권, 보험 및 기타 여러 분야를 포함하여 70억 달러 이상의 가치가 있습니다[24]. 이 섹션에서는 블록체인과 메타버스에 대한 예비 소개를 제공하고 메타버스에서 블록체인의 역할에 대해 설명합니다.

2.2 메타버스 기초

2.2.1 메타버스 정의

"meta"라는 단어는 "보다 포괄적인" 또는 "초월하는"을 의미하는 접두사인 그리스어에서 유래했습니다. "verse"라는 단어는 공간/시간 컨테이너를 나타내는 Universe의 약어입니다. 이 두 단어가 결합되면 전통적인 사회 시스템이 새로운 디지털 생활 공간으로 변형되는 새로운 단어 "Metaverse"가 그림에 나타납니다. 가상 현실(VR), 디지털 트윈, 블록체인 등과 같은 최첨단 기술은 현실 세계[15]의 모든 것을 평행 우주로 매핑하는 메타버스를 구축하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 사용자는 메타버스의 어느 곳에서나 친구들과 일하고, 살고, 놀 수 있습니다. 1992년 Neal Stephenson은 그의 유명한 SF 소설 Snow Crash[25]에서 사람들이 디지털 아바타를 사용하여 자신의 지위를 업그레이드하기 위해 서로를 통제하고 경쟁하는 메타버스의 초기 개념을 제안했습니다. 그러나 지금까지 메타버스는 개념적 단계에 있습니다. 공통 표준이 있으며 사용할 수 있는 실제 구현은 거의 없습니다.

2.2.2 메타버스 구현기술

메타버스는 6G, 인공 지능(AI), VR 및 디지털 트윈과 같은 여러 신흥 기술의 융합입니다. 메타버스에 필요한 핵심 기술은 다음과 같습니다. 메타버스 구현을 위한 가장 중요한 기술은 AR, VR 등 확장현실 기술이다. AR이 디지털 정보를 물리적 환경에 오버레이 및 중첩할 수 있는 반면 VR은 사용자가 디지털 세계를 생생한 방식으로 경험할 수 있도록 합니다[26]. 이 두 기술은 사용자가 실제 세계와 같이 상호 작용할 수 있는 디지털 공간을 만드는 메타버스의 개발에 매우 중요합니다. 두 번째로 중요한 기술은 디지털 트윈으로, 현실 세계 데이터를 활용하여 현실 세계 객체의 예상 동작을 예측함으로써 현실 세계 객체의 가상 트윈을 구축합니다[27]. 메타버스에서 디지털 트윈은 현실 세계를 가상 세계로 미러링할 수 있습니다. 이에 따라 메타버스는 현실 세계에서 해결되지 않은 문제에 대한 몇 가지 시험 솔루션을 찾을 수도 있습니다. 세 번째 기술인 블록체인은 메타버스에서 대체할 수 없는 두 가지 역할을 합니다. 한편으로 블록체인 기술은 저장소 역할을 하므로 사용자는 이를 사용하여 메타버스의 어느 곳에서나 데이터를 저장할 수 있습니다. 한편, 블록체인 기술은 메타버스의 가상 세계와 현실 세계를 연결하는 완전한 경제 시스템을 제공할 수 있습니다. 특히, 위에서 언급한 NFT는 가상 상품이 물리적 객체가 되도록 합니다. 사용자는 실제 세계와 동일한 방식으로 가상 아이템을 거래할 수 있습니다. 따라서 블록체인은 현실 세계와 메타버스를 연결합니다[13].

2.2.3 메타버스 응용기술

온라인 화상회의: 코로나19 팬데믹이라는 초현실적인 분위기 속에서 많은 중소기업들이 재택근무를 통해 살아 숨쉬고 있다. 그러나 우리 모두가 알고 있듯이 면대면 의사 소통은 중요합니다. 사람들의 70% 표현은 언어가 아닌 신체 언어에서 나옵니다. 재택근무는 기존의 대면 협업과 달리 비효율적인 협력, 상호작용 지연, 피드백에 대한 오해 등 여러 가지 문제가 있다[28]. 그러나 메타버스에서는 친근한 아바타를 활용하여 가상 공간을 돌아다니며 작업할 수 있습니다. 신체 언어 또는 눈 상호 작용조차도 다양한 각도에서 일하는 파트너와 의사 소통하는 데 사용할 수 있으므로 재택 근무가 크게 향상됩니다.

디지털 부동산: 일반적으로 부동산은 토지와 건물로 구성된 부동산을 말하며, 설립, 주거, 투자, 임대, 매매, 매수가 가능하다. 메타버스에서는 위에서 언급한 활동도 구현할 수 있습니다. 또한 위치, 편의 시설 및 교통과 같은 현실의 동일한 요소가 가상 세계의 집 가격에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 메타버스에서 사용자는 두 번째로 가구를 수집하여 대중에게 판매할 수 있을 뿐만 아니라 미술 전시회, 음악 축제, 게임 대회 등을 조직할 수 있습니다. 가상 플랫폼은 경매에서 사용자에게 제공되고 NFT로 거래되는 가상 토지의 희소성을 사용자에게 명시적으로 강조합니다[29].
디지털 아트: 전통적으로 사람들은 Maya 및 ZBrush와 같은 일부 모델링 도구를 통해 3D 이미지를 구축합니다. 그러나 메타버스는 디스플레이 레이어에 중점을 두고 있어 새로운 표현 방식과 작품 제작 방식을 제공하므로 직접 브러시를 사용하여 그림을 그릴 수 있습니다. 한편 AI 페인팅의 인기가 높아지면서 디지털 아트가 점차 대중의 주목을 받고 있다. 한편, 블록체인 기술이 부상하면서 전통적인 예술 작품도 오프라인에서 온라인으로 옮겨왔습니다. 메타버스에 배치된 가상 갤러리에서 사용자는 갤러리에 입장하여 모든 차원에서 감상할 수 있습니다[30].

2.3 메타버스에서 블록체인의 역할

메타버스라고 하면 다양한 눈부신 경험이나 재미있는 게임에 대한 상상이 떠오를 수 있습니다. 그러나 우리와 밀접하게 관련된 시나리오는 경제 생태계가 불가피한 평행 세계에 불과합니다. 또한, 디지털 자산은 ERC-20 기반의 균질화된 토큰과 ERC-721 또는 ERC-1155 기반의 비균질화된 토큰과 같이 블록체인이 제공하는 핵심 기능입니다. 블록체인 기술은 메타버스의 원활한 경제 운영을 유지할 수 있기 때문에 블록체인 기술은 메타버스의 영혼입니다.

데이터 개인 정보 보호 및 보안 보장: 메타버스는 사용자에게 가능한 최고의 경험을 제공하기 위해 방대한 양의 민감한 정보를 수집합니다. 조직 또는 응용 프로그램은 대상 시스템의 성공적인 개발을 위해 이 데이터가 필요합니다. 정보가 잘못된 사람의 손에 유출되면 실제 사용자를 대상으로 할 수도 있습니다. 인증, 액세스 제어 및 합의 메커니즘을 갖춘 블록체인은 사용자에게 데이터에 대한 완전한 제어를 제공하여 사용자의 데이터 프라이버시를 보호합니다. 블록체인은 메타버스의 데이터 보안을 보장하는 비대칭 키 암호화 및 해시 기능을 사용합니다.
데이터 품질 보장: 메타버스는 의료에서 엔터테인먼트에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 데이터를 수신합니다. 메타버스의 AI 모델은 이해 관계자를 위한 주요 결정을 내리기 위해 이 데이터에 의존합니다. 메타버스에서 개체 생성은 실제 세계에서 사용자가 공유하는 데이터의 품질에 크게 의존합니다. 블록체인은 개인과 조직이 모든 거래를 검증할 수 있도록 거래에 대한 완전한 감사 추적을 제공합니다. 이렇게 하면 메타버스의 데이터 품질이 향상됩니다.
원활하고 안전한 데이터 공유 가능: 메타버스는 AR 및 VR 장치에 의존하므로 더 연결되고 몰입도가 높은 세상을 만듭니다. 메타버스의 진정한 이점은 디지털 및 물리적 개체에 대한 AR과의 통합에 있습니다. 메타버스의 성공은 AR 및 VR 데이터의 원활한 공유에 달려 있으며, 이를 통해 실제 문제를 해결하는 데 도움이 되는 새롭고 고급 응용 프로그램을 개발할 수 있습니다. 블록체인의 고급 인코딩 정보 시스템을 통해 메타버스의 데이터 공유가 원활하고 안전하게 이루어집니다.
데이터 상호 운용성 활성화: 메타버스에서 이해 관계자는 서로 다른 가상 세계의 자산에 액세스하고 보유해야 하며 다양한 애플리케이션을 사용해야 합니다. 이러한 가상 세계의 데이터 상호 운용성은 구축되는 환경이 다르기 때문에 제한됩니다. 크로스체인 프로토콜을 사용하여 별개의 가상 세계에 위치한 둘 이상의 블록체인에서 데이터를 교환하는 것이 가능합니다. 사용자는 블록체인의 상호 운용성으로 인해 이러한 가상 세계 간에 더 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다.
데이터 무결성 보장: 메타버스의 데이터는 일관되고 정확하게 유지되어야 합니다. 데이터의 무결성이 손상되면 이해 관계자는 메타버스에 대한 신뢰를 잃을 수 있습니다. 메타버스 데이터는 블록체인이 제공하는 불변성으로 인해 대다수 참여자의 동의 없이 수정 또는 제거할 수 없는 체인 전체의 모든 블록에 사본으로 저장됩니다. 이 블록체인 메커니즘은 메타버스의 데이터 무결성을 보장합니다.

메타버스에서 블록체인을 적용한 몇 가지 사용 사례는 아래에 설명되어 있습니다.

금융 시스템: 변조 방지, 개방성, 투명성 및 분산은 블록체인의 4가지 중요한 기능입니다. 메타버스에서는 상품 교환을 위해 짧은 시간에 수백만 건의 거래가 발생하므로[31] 이러한 거래의 보안과 효율성이 보장되어야 합니다. 위에서 언급한 기능을 기반으로 블록체인은 가상 세계에서 대규모 확장 가능한 경제 시스템 구축을 위한 좋은 후보입니다.
스마트 계약 배포: 블록체인 네트워크의 고유한 특성으로 인해 스마트 계약을 자동화, 프로그래밍 가능, 공개, 투명하고 다른 놀라운 기능 중에서 확인할 수 있으므로 타사 검증 플랫폼 없이도 신뢰할 수 있는 온체인 상호 작용이 가능합니다. 메타버스의 금융 시스템이 블록체인 위에 구축되면 스마트 계약의 특성을 사용하여 프로그래밍되고 비구속적이며 검증 가능하고 추적 가능하고 신뢰할 수 있는 방식으로 계약 운영을 탈중앙화하여 다음과 같은 유해한 행동을 크게 줄일 수 있습니다. 금융 시스템에 존재할 수 있으며 금융, 사회 및 게임 분야에서 널리 사용될 수 있습니다.
NFT: NFT의 가장 중요한 특징은 분리 및 고유성으로, 예를 들어 배타적이고 분할할 수 없으며 자유롭게 거래 및 양도할 수 있는 자산과 같은 신원 표현에 적합합니다. 메타버스에서 이러한 가상 자산은 소유권을 나타내는 NFT라는 인증서와 함께 제공됩니다[24].

3. 메타버스를 위한 블록체인: 기술적 측면

그림 메타버스의 기술적 측면을 위한 블록체인

3.1. 데이터 수집

3.1.1. 개요

데이터 수집은 메타버스 생태계에서 중요한 단계입니다. 은행/신용카드 정보와 같은 사용자의 민감한 데이터 중 일부는 사용자가 결제할 때 획득합니다. 또한 디지털 아바타를 생성하기 위해서는 메타버스에서 사용자의 생체 인식 포즈/제스처와 같은 민감한 데이터를 획득해야 합니다[32]. 데이터 수집은 메타버스에서 의사 결정, 디지털 제품 개발, 추천 시스템 개발 및 마케팅을 지원할 수 있는 AI/ML 알고리즘을 훈련하는 데 도움이 됩니다[15]. 메타버스에서 데이터를 수집하면 애플리케이션이 더 나은 통찰력을 만들고 시간이 지남에 따라 변경하고 새로운 상황에 적응할 수 있습니다. 메타버스는 그림 3과 같이 다양한 디바이스를 사용하여 사람들이 디지털 방식으로 구매, 판매, 플레이, 대화 및 작업할 수 있는 디지털 마켓플레이스가 될 것입니다. 따라서 엄청난 양의 이기종 데이터가 생성될 것입니다[33]. 메타버스에서 사용할 수 있는 데이터 수집 방법은 다음과 같습니다. 웹 양식은 사용자로부터 정보를 수집하기 위한 메타버스의 데이터 수집 도구 중 하나가 될 것입니다. 클라이언트는 메타버스 기능에 대한 액세스 권한이 부여되기 전에 웹 양식을 사용하여 정보를 빠르고 쉽게 채울 수 있습니다. 봇은 사용자로부터 개인 정보와 주민등록번호와 같은 필수 인증 요소를 캡처할 수 있습니다[34]. 메타버스의 고화질 카메라는 사용자의 신체적 특성에 대한 정보를 수집하는 데 도움이 됩니다. 사용자의 물리적 속성은 가상 세계에서 사용자의 디지털 표현을 구축하는 데 사용됩니다[29]. 클라이언트는 AR/VR 장치를 사용하여 메타버스를 탐색할 수 있습니다. 이러한 장치는 사용자의 행동에 대한 정보를 수집하는 데 사용됩니다[35].

3.1.2. 메타버스에서 데이터 수집의 과제

메타버스에서 WeiFund, Etheria, 4G Capital 및 Ampliative Art와 같은 분산형 애플리케이션(Dapp)을 통해 생성된 데이터는 거대하고 구조화되지 않은 실시간이 될 것입니다. 생성되는 방대한 데이터를 수집하는 데 상당한 어려움이 있습니다. 메타버스에서 추천 시스템과 같은 애플리케이션을 구축하려면 데이터 보증 또는 무결성이 중요해질 것입니다. 이러한 시스템은 이러한 시스템의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있으므로 알 수 없는 출처에서 데이터를 수집하는 경우 영향을 받습니다[36]. VR 헤드셋을 사용하여 Horizon World 및 Horizon Venues 애플리케이션과 같은 고품질 디지털 서비스를 제공하기 때문에 메타버스에서 데이터의 양이 급증할 것입니다[37]. 이는 엔터테인먼트 및 기타 애플리케이션의 스트리밍 증가로 인해 데이터 수집 시스템에 부담을 줄 것입니다[38]. 중복되고 부정확한 데이터도 수집되어 데이터 품질에 영향을 미칠 수 있습니다[39].

3.1.3. 블록체인의 역할

메타버스에서 진정한 데이터의 획득은 블록체인 기술의 채택으로 소셜 네트워킹과 같은 애플리케이션에서 더 쉬워질 것입니다. 블록체인의 분산 원장은 트랜잭션 레코드의 유효성을 검사하고 메타버스에서 데이터를 추적할 수 있습니다[40,41]. 결과적으로 원장에 있는 대다수의 노드가 메타버스의 데이터에 대한 변경 사항을 승인해야 하므로 데이터 수집은 공격에 저항합니다[42]. 메타버스에서 획득한 모든 데이터는 합의 메커니즘에 의해 구동되는 블록체인 고유의 검증 절차를 거칩니다[43,44]. 블록체인에서 모든 활동은 트랜잭션으로 기록되고 각 블록에는 타임스탬프 및 메타데이터와 함께 이전 블록의 암호화 해시가 포함됩니다[45]. 따라서 블록에서 다른 블록을 변경하지 않고는 데이터를 변경할 수 없습니다. 모든 블록에서 얻은 데이터는 변조가 불가능합니다[46]. 중복 블록을 생성할 가능성은 거의 0이므로 데이터 수집 과정에서 중복이 발생하지 않습니다. 모든 블록이 블록체인에서 승인되기 때문에 메타버스에서 블록체인 기반 획득 시스템을 통해 획득한 데이터는 신뢰할 수 있습니다[47].

3.1.4. 요약

메타버스에서 데이터 수집은 고품질의 신뢰할 수 있는 데이터를 보장하는 측면에서 도전 과제입니다. 블록체인 기술을 사용하면 데이터 수집 시스템이 이러한 제약을 극복할 수 있지만 블록체인은 복잡성과 분산이라는 특성으로 인해 속도가 느릴 수 있습니다[48]. 블록체인에서의 거래는 완료하는 데 훨씬 더 오래 걸릴 수 있습니다. 전체 거래에는 며칠이 소요될 수 있습니다. 그 결과 거래 수수료가 평소보다 높으며 네트워크의 사용자 수가 제한됩니다[49]. 블록체인에서 수집된 데이터는 체인을 따라 복사되어야 하므로 스토리지 수요가 증가합니다. 수집된 데이터가 많을수록 더 많은 저장 공간이 필요합니다[50]. 데이터 수집 시스템에서 이러한 문제를 해결하기 위해 메타버스를 위한 성숙한 블록체인 개발에 대한 연구의 여지가 여전히 있습니다.

3.2. 데이터 저장

3.2.1. 개요

메타버스는 물리적 세계와 나란히 존재하며 인간이 지배하는 디지털 영역입니다. 메타버스는 경험, 장소 및 인터넷을 통해 액세스할 수 있는 것으로 구성됩니다. 메타버스에는 엄청난 양의 데이터 저장 공간이 필요합니다. 메타버스에 들어가는 모든 사람은 데이터 파일을 생성하고 데이터는 사회적 상호 작용의 결과로 계속 증가합니다. 메타버스가 구축되고 구현되면 엄청난 양의 데이터가 생성되어 해당 정보를 처리하는 실제 세계의 능력에 상당한 부담을 줍니다. 메타버스를 사용하려면 데이터 저장이 최우선 과제가 되어야 합니다[29].

3.2.2. 메타버스에서 데이터 저장의 과제

메타버스에서 디지털 현실은 물리적 세계와 함께 존재합니다. 더 많은 사람들이 디지털 세계에 합류할수록 많은 양의 데이터 파일이 생성되고 그 결과 메타버스는 방대한 데이터를 생성하게 됩니다. 메타버스가 완전히 작동하는 즉시 물리적 세계의 데이터 저장 용량이 한계에 도달할 것입니다. 결과적으로 데이터 스토리지는 게임, 엔터테인먼트, 부동산, 의료 등과 같은 메타버스 애플리케이션을 배포하는 데 있어 주요 과제가 될 것입니다[51]. 메타버스가 중앙 저장소 시스템에 의존하는 경우 데이터 유출, 변조 또는 손실의 위험이 있습니다. 중앙 집중식 애플리케이션의 데이터 손실[52] 및 손상 가능성이 높으면 메타버스가 민감한 데이터에 의존하는 생체 데이터, 음성 굴절, 생체 신호를 제공하는 능력이 위태로워집니다[53]. 데이터 레이블 지정 및 구성은 메타버스 애플리케이션에서 생성되는 엄청난 양의 데이터에 대한 또 다른 중요한 문제가 될 것입니다[54].

3.2.3. 블록체인의 역할

모든 트랜잭션에 대해 새로운 블록이 생성되어 메타버스 스토리지를 변조할 수 없도록 만듭니다[55]. 결과적으로 데이터는 체인 전체에 걸쳐 원본 블록의 복제본으로 저장되어 메타버스의 데이터 신뢰성과 투명성을 높입니다[13]. 부동산에서 디지털 개체에 이르는 메타버스 애플리케이션은 중앙 집중식 데이터 저장소가 손상될 경우 높은 위험에 노출될 것입니다[56]. 블록체인 기술을 사용하면 데이터 배포에 기여하는 수많은 블록이 생성되어 메타버스의 필수 모니터링 및 생명 유지 경고와 같은 애플리케이션에서 데이터 가용성이 증가합니다. 블록체인 기술의 탈중앙화 특성은 메타버스의 데이터 과학자들이 협업하고 데이터 정리 작업을 할 수 있도록 하여 데이터에 레이블을 지정하고 분석을 위한 데이터 세트를 준비하는 것과 관련된 시간과 비용을 크게 줄여줍니다[57].

3.2.4. 요약

블록체인 기술의 분산된 특성은 데이터를 식별하고 레이블을 지정하는 데 걸리는 시간을 줄이는 동시에 데이터 과학자를 위한 협업 플랫폼 역할을 합니다. 또한 메타버스에서 블록체인은 그림 3과 같이 데이터 신뢰성, 투명성 및 가용성을 제공합니다. 데이터는 블록체인의 모든 블록에 백업됩니다. 합의 기반 분산 원장은 메타버스의 데이터가 변조 및 복제에 저항하는 데 도움이 됩니다[58]. 그러나 추가된 모든 데이터는 전체 체인에서 미러링되어야 하므로 대기 시간 문제를 해결하려면 더 많은 연구가 필요합니다. 블록체인에서는 데이터 변조가 불가능하지만 하드포크는 반드시 고려해야 할 가능성이 있습니다.

3.3. 데이터 공유

3.3.1. 개요

데이터 공유는 다양한 방식으로 메타버스 이해 관계자의 다양한 스펙트럼에 혜택을 줄 수 있습니다. 사람과 응용 프로그램이 동일한 플랫폼을 공유하므로 그림 3과 같이 더 효과적으로 협업할 수 있습니다. 과학자에서 일반 대중에 이르기까지 모든 사람이 메타버스에서 데이터 교환의 이점을 누릴 것입니다[59]. 메타버스의 AR/VR 및 IoT 장치에서 수집된 데이터는 사용자의 행동에 맞춤화된 개인화 시스템을 만드는 데 사용됩니다. 이를 통해 다양한 애플리케이션이 보다 긍정적인 사용자 경험을 제공할 수 있습니다[60]. 조직은 애플리케이션 전반에 걸쳐 정보를 보급하여 메타버스를 통해 데이터 분석을 수행할 수 있습니다. 공유 데이터는 메타버스에서 고객을 이해하고, 광고를 평가하고, 콘텐츠를 개인화하고, 콘텐츠 전략을 수립하고, 제품을 구축하는 데 도움이 됩니다[53].

3.3.2. 메타버스에서 데이터 공유의 과제

중앙 집중식 데이터 교환 플랫폼에서 데이터를 공유하면 데이터 소유자의 민감한 개인 데이터가 메타버스에서 심각한 위험에 노출될 수 있습니다[61,62]. 기존 공유 환경의 데이터는 변경 가능성이 높기 때문에 지연 시간이 길어지고 데이터 가용성이 낮아집니다. 변경 가능한 데이터를 확장하는 것은 변경 불가능한 데이터에 비해 어렵습니다[63]. 메타버스에서는 의료, 트래픽 최적화, 미디어 및 엔터테인먼트와 같은 수많은 애플리케이션이 대량의 데이터를 생성하며 대부분 실시간입니다. 기존 데이터 공유 환경에서 실시간 데이터에 대한 수요가 증가하면 데이터 유연성이 문제가 됩니다.

3.3.3. 블록체인의 역할

블록체인 기술은 메타버스에서 암호화 교환, 교육 및 기타 응용 프로그램의 트랜잭션을 보다 투명하고 정확하게 만들 수 있습니다[62]. 거버넌스 및 재무와 같은 애플리케이션은 모든 거래에 대한 분산되고 변경 불가능한 기록을 생성하여 이해 관계자가 이러한 기록을 볼 수 있도록 합니다. 따라서 메타버스의 이해 관계자는 데이터 투명성을 높일 수 있습니다[64]. 블록체인은 애플리케이션과 사용자가 Thunderbird, The bat!, Pegasus Mail와 같은 타사 애플리케이션이 데이터를 관리하는 방법을 이해할 수 있도록 하고 회색 시장 거래를 제거하여 사용자 신뢰를 높일 수 있도록 합니다[65]. 또한 데이터 소유자는 정보를 완전히 제어할 수 있습니다. 데이터 감사는 또한 분산 원장 기술의 이점을 얻을 수 있습니다. 결과적으로 블록체인은 데이터 검증에 소요되는 시간과 비용을 줄여줍니다[66]. 스마트 계약은 데이터 공유의 유연성을 향상시킵니다. 일반적으로 모든 참가자가 중개자의 개입이나 시간 손실 없이 결과를 즉시 확인할 수 있도록 계약 실행을 자동화하는 데 사용됩니다. 블록체인을 사용하면 스마트 계약이 프로그래밍에서 이질적일 수 있습니다. 따라서 Nmusik, Ascribe, Tracr, UBS 및 Applicature [67]와 같은 응용 프로그램에 도움이 될 것입니다.

3.3.4. 요약

블록체인 기술을 사용하면 메타버스 데이터의 유연성과 적응성이 향상됩니다. 블록체인은 체인을 따라 데이터 복사본을 복제해야 하므로 정보를 전송할 때 더 많은 지연이 발생합니다[68]. 메타버스에 있는 사람들의 수가 증가함에 따라 블록의 수도 증가해야 하므로 막대한 양의 컴퓨팅 자원을 사용해야 한다[69]. 이로 인해 사용자는 공유 트랜잭션의 유효성 검사에 대해 더 높은 트랜잭션 비용을 청구하게 됩니다. 차세대 블록체인은 메타버스에서 데이터를 효과적으로 공유하기 위해 이 문제를 해결해야 합니다.

3.4. 데이터 상호운용성

3.4.1. 개요

상호 운용성은 메타버스의 주요 원동력이 될 것입니다. 금융 및 의료와 같은 다양한 애플리케이션 세트는 메타버스에서 정보를 교환하고 통신할 수 있습니다. 메타버스는 가상 세계를 위한 사회적, 문화적 상호작용 플랫폼이 될 것입니다. 가상 브리지는 사용자가 아바타와 소유물을 유지하면서 가상 세계 간에 쉽게 전송할 수 있도록 점진적으로 생성됩니다. 고유한 자격 증명 집합은 신원 표준을 사용하여 사용자에게 발급되며 이러한 자격 증명은 가상 세계 경계를 넘어 사용할 수 있습니다[53], [70], [71]. 이것은 실제 면허증 번호, 주민등록번호, 여권 번호 및 기타 식별 번호와 동일할 수 있습니다.

3.4.2. 메타버스에서 데이터 상호운용성의 과제

메타버스는 수많은 디지털 영역의 융합을 통해 만들어질 것입니다. 현재 사용 가능한 기존의 중앙 집중식 디지털 플랫폼은 연결되지 않고 조직화되지 않았습니다. 개인은 다른 영역에 참여하기 위해 계정, 아바타, 하드웨어 및 지불 인프라를 설정해야 합니다[51]. NFT 및 아바타와 같은 자신의 디지털 소유물을 다른 디지털 환경으로 이전하는 사용자의 옵션은 제한됩니다. 예를 들어, 디센트럴랜드에서 동일한 계정을 roblox로 사용하는 것은 불가능합니다. 가상 세계에서 애플리케이션을 사용할 수 있는 가능성은 가상 세계 간의 상호 연결에 달려 있습니다. 위치나 기술에 관계없이 디지털 세계 애플리케이션은 서로 정보를 자유롭게 전달할 수 있어야 합니다. 메타버스 상호 운용성은 가상 세계 간의 상호 작용을 적절한 방식으로 관리할 수 있는 능력에 따라 달라지며 이는 기존 접근 방식의 심각한 한계입니다[14].

3.4.3. 블록체인의 역할

메타버스에서 가상 세계 간의 상호 운용성을 보장하기 위해 크로스 체인 프로토콜이 완벽한 솔루션입니다[72, 73]. 이를 통해 아바타, NFT 및 가상 세계 간의 지불과 같은 소유물 교환이 그림 3과 같이 가능합니다. 이 프로토콜은 메타버스 채택의 광범위한 기반을 제공할 것입니다. 가상 세계 간의 상호 운용성은 크로스 블록체인 기술[74]을 사용하여 활성화되어 메타버스에서 중개자가 필요하지 않습니다. 블록체인은 사람과 애플리케이션이 메타버스에서 연결하는 것을 간단하게 만들 것입니다.

3.4.4. 요약

여러 메타버스에서 가상 세계 간의 상호 운용성을 높이는 블록체인의 잠재력에도 불구하고 추가 연구가 필요합니다. 메타버스 상호 운용성을 가능하게 하는 크로스 블록체인의 주요 과제는 공통 언어를 공유하지 않는 여러 가상 세계에 여러 퍼블릭 블록체인이 존재한다는 것입니다. 다양한 플랫폼은 다양한 수준의 스마트 계약 기능을 제공하여 적응을 어렵게 만듭니다. 또한 이러한 가상 세계에서 사용되는 트랜잭션 아키텍처와 합의 프로세스는 상당히 다양하여 상호 운용성을 제한합니다[75].

3.5. 데이터 프라이버시 보호

3.5.1. 개요

메타버스는 고급 인간-컴퓨터 인터페이스(HCI) 기술을 사용하여 사용자가 가상 환경과 상호 작용할 뿐만 아니라 사회적 상호 작용에 참여할 수 있도록 합니다[76]. 웹 2.0은 중앙 집중식이며 데이터 개인 정보 보호에 대한 우려를 제기합니다. 웹 3.0으로도 알려진 메타버스의 인터넷이 범위와 복잡성이 증가함에 따라 메타버스는 현실 세계와 가상 세계의 경계를 축소할 것입니다[77]. 웹 2.0이 개인의 권리 보호에 미치는 영향은 아직 해결되지 않았습니다. 따라서 다가오는 웹 3.0에서는 데이터 프라이버시 문제가 더욱 복잡해질 것입니다. 메타버스에서 생성되는 데이터의 양이 크게 증가합니다. 따라서 애플리케이션의 부적절한 보안 절차는 데이터 유출 가능성을 높입니다[78]. 개인 정보 보호는 개인 데이터의 기밀성을 보호할 때 우려되는 주요 원인입니다[34].

3.5.2. 메타버스에서 데이터 프라이버시 보호의 과제

메타버스 생태계는 공격자가 사용자를 속이고 민감한 정보를 훔칠 수 있는 초기 단계에서 적응하기 어려울 것입니다. 프로모봇과 같은 인공지능 봇이 배치되면 사용자는 자신이 누구와 거래하는지 알지 못하고 실제 사람과 상호 작용하는 것으로 믿게 되어 사기를 당할 수 있습니다. 개인 식별 정보(PII)는 개인 데이터의 기밀성을 보호할 때 우려의 원인이 됩니다[79]. 메타버스에 유효성 정보를 통합하면 많은 양의 데이터를 동시에 관리하기가 어려워집니다.

3.5.3. 블록체인의 역할

블록체인 기술은 메타버스 사용자에게 개인 및 공개 키를 사용하여 데이터를 제어할 수 있는 기능을 제공하여 데이터 소유권을 효과적으로 부여합니다. 블록체인 기반 메타버스에서 제3자 중개자는 다른 당사자로부터 데이터를 오용하거나 얻는 것이 허용되지 않습니다. 블록체인 기반 메타버스에 개인 데이터가 보관되는 경우 데이터 소유자는 제3자가 자신의 정보에 액세스할 수 있는 시기와 방법을 규제할 수 있습니다[80]. 감사 추적은 블록체인 원장에 표준으로 포함되어 그림 3과 같이 메타버스의 트랜잭션이 완전하고 일관성이 있도록 합니다. 블록체인에서 영지식 증명을 채택하면 개인이 필수 식별 정보에 편리하게 액세스할 수 있습니다. 개인 정보를 보호하고 소유물에 대한 소유권을 유지하면서 메타버스의 데이터. 영지식 증명은 사용자가 정보를 공개하지 않고 애플리케이션에 자신에 대한 무언가가 진짜임을 설득할 수 있는 블록체인 메커니즘입니다[81].

3.5.4. 요약

블록체인 기술을 채택하면 사용자가 데이터의 개인 정보를 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 개인 키 분실과 같은 단일 인적 오류는 블록체인 기술의 보안과 메타버스 데이터의 개인 정보를 손상시킬 가능성이 있습니다. 메타버스에서 공격자는 부적절한 보안 메커니즘을 사용하여 개인 정보를 손상시키는 경향이 있기 때문에 타사 응용 프로그램을 쉽게 표적으로 삼을 수 있습니다[82]. 사용자 데이터 프라이버시를 보장하기 위해 메타버스에서 블록체인이 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 조사의 가능성은 여전히 많습니다.

4. 메타버스 핵심 구현기술에 블록체인의 역할

블록체인은 사용자가 영향을 두려워하지 않고 사회 및 경제 활동에 참여할 수 있도록 메타버스의 핵심 활성화 기술을 향상시킬 수 있습니다. 메타버스의 핵심 구현 기술에 대한 블록체인의 그림은 그림 4에 나와 있습니다.

그림 메타버스의 주요 활성화 기술을 위한 블록체인

4.1. 메타버스에서 IoT용 블록체인

4.1.1. 개요

메타버스 플랫폼은 의학, 교육, 스마트 시티와 같은 메타버스의 여러 응용 프로그램에서 효율적으로 실행될 수 있도록 다양한 사물 인터넷(IoT) 장치에서 데이터를 수집합니다[83]. IoT 장치는 다양한 하드웨어, 컨트롤러 및 물리적 항목을 사용하여 메타버스를 연결합니다. 메타버스에 연결하고 물리적 및 가상으로 탐색하는 것은 특수 센서가 장착된 IoT 장치에 의해 가능합니다. 메타버스에서 작업을 수행하는 IoT 장치의 용량은 사용자가 메타버스에서 작업할 수 있는 능력에 매우 중요합니다[56].

4.1.2. 메타버스에서 IoT의 과제

메타버스에는 수많은 IoT 센서가 연결되어 있을 것입니다. 연결된 장치가 너무 많기 때문에 IoT 스토리지 및 보안은 의심할 여지 없이 우려 사항입니다. 구조화되지 않은 실시간 IoT 데이터를 분석하는 것은 매우 어렵습니다[84]. 데이터의 품질은 데이터의 양, 정밀도, 속도에 따라 판단할 수 있습니다[85]. 또한 메타버스 데이터는 분석을 위해 오류가 없어야 합니다. 중앙 집중식 전략을 사용하는 것은 가상 세계에 데이터를 저장할 때 유리하지 않습니다. 단 하나의 데이터라도 변조되면 IoT 장치에서 생성되는 전체 결과 집합에 해를 끼칩니다. IoT 장치의 플랫폼 간 기능은 가상 세계 간에 데이터를 공유하는 데 중요합니다[86]. 안전 및 규정 준수를 위해 IoT 데이터를 추적해야 합니다.

4.1.3. 블록체인의 역할

블록체인을 사용하면 메타버스의 IoT 장치가 크로스체인 네트워크를 통해 데이터를 통신할 수 있으며, 이는 그림 4와 같이 가상 세계에서 공유 트랜잭션의 변조 방지 기록을 생성합니다. 블록체인 기술의 결과로, 애플리케이션과 사용자는 중앙 집중식 관리나 제어 없이 IoT 데이터를 공유하고 액세스할 수 있습니다[87]. 메타버스 사용자 간의 충돌을 제거하고 신뢰를 높이기 위해 각 트랜잭션을 기록하고 인증합니다. 메타버스에서는 IoT 기반 블록체인을 통해 실시간으로 데이터를 저장할 수 있습니다. 모든 이해 관계자는 불변의 블록체인 거래로 인해 데이터에 의존하고 신속하고 효율적으로 조치를 취할 수 있습니다[88]. 블록체인 기술을 통해 이해 관계자는 공유 블록체인 원장에서 IoT 데이터 기록을 추적할 수 있으므로 메타버스의 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

4.1.4. 요약

블록체인을 사용하면 IoT 장치가 여러 가상 세계에서 실제 데이터를 안전하게 공유하고 저장할 수 있습니다. 블록체인 기술을 계속 실행하려면 상당한 양의 처리 능력이 필요합니다. 소규모 채굴자 그룹이 네트워크의 전체 채굴 해시 비율의 대부분을 제어하는 경우 블록체인은 취약합니다. 공개되지 않은 IoT 데이터는 메타버스의 블록체인에 게시되기 전에 거버넌스 부족으로 검증이 불가능합니다. 분산 거래 원장에서 실행되는 메타버스의 스마트 계약은 법률을 위반할 수 있습니다. 블록체인 기술이 제공하는 익명성 때문에 메타버스에서 불법 서비스와 관련된 모든 IoT 거래를 추적하는 것은 어렵습니다. 블록체인의 자동 기능은 많은 이점을 제공하지만 특정 행동에 대한 책임이 있는 당사자를 정확히 찾아내는 것은 여전히 어려운 과제입니다[89]. 메타버스의 확장을 위해서는 블록체인을 정규화해야 합니다.

4.2. 메타버스에서 디지털 트윈용 블록체인

4.2.1. 개요

디지털 트윈[5]은 단순한 자산에서 복잡한 제품 및 환경에 이르기까지 메타버스의 모든 것을 정교한 디지털로 표현한 것입니다. 따라서 사용자의 요구와 관련된 모든 것이 디지털 트윈을 사용하는 생태계의 구성 요소가 될 수 있습니다. 양방향 IoT 연결을 통해 사용자는 선호하는 모델에 생명을 불어넣으면서 실세계와 동기화할 수 있습니다. 메타버스의 응용 프로그램은 처음부터 물리적 세계와 디지털 세계의 연결이 설정되지 않으면 제대로 작동할 수 없습니다. 디지털 트윈은 메타버스 환경이 어떻게 진화하고 미래 예측에 도움이 될 것인지 이해하는 데 중요할 것입니다[90]. 디지털 트윈을 사용하면 하드웨어 서비스가 필요한 시점을 예측하거나 메타버스에 도달하기 전에 사용자의 요구를 예측할 수 있습니다[91].

4.2.2. 메타버스에서 디지털 트윈의 과제

메타버스의 디지털 트윈 모델은 여러 원격 센서에서 얻은 정보를 사용하여 개발됩니다. 디지털 트윈 모델의 정확도는 모델을 만드는 데 사용되는 데이터의 품질에 영향을 받습니다. 즉, 소스에서 제공하는 데이터는 정품이어야 하며 품질 면에서 표준에 부합해야 합니다[92]. 서로 다른 가상 세계에서 디지털 트윈 간의 협업이 가능해야 합니다. 메타버스의 결과를 개선할 것입니다. 디지털 트윈은 의료에서 금융 시장에 이르는 다른 디지털 트윈과 상호 작용하고 연결해야 합니다. 가상 세계는 끊임없이 변화하고 있으며 메타버스의 디지털 트윈은 이러한 변화를 감지하고 대응해야 합니다. 디지털 트윈은 오류를 식별하고 수정할 수 있어야 하므로 더 정확하고 일관된 커뮤니케이션이 가능합니다. 다양한 장치와 센서를 결합하여 실시간 데이터를 사용하는 디지털 트윈 모델을 개발할 때 봇넷 및 기타 악성코드로부터 데이터를 안전하게 유지하는 것이 어렵습니다[93].

4.2.3. 블록체인의 역할

블록체인 암호화 기능과 과거 데이터 투명성을 통해 디지털 트윈은 공격에 저항하고 다양한 가상 세계에서 데이터를 안전하게 공유할 수 있습니다[94]. 지능형 분산 원장을 사용하여 가상 세계의 디지털 트윈 간에 데이터를 공유할 수 있습니다. 실제 개체는 블록체인에 저장되고 그림 4와 같이 지능형 분산 원장을 사용하여 메타버스의 디지털 트윈과 동기화됩니다. 또한 블록체인에 디지털 트윈을 배포하면 개인 정보 및 데이터 보안 [95] 관련된 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 블록체인과 AI를 결합하면 메타버스에서 센서 데이터를 추적하고 고품질 디지털 트윈을 생성할 수 있다. 메타버스의 모든 디지털 트윈 작업은 블록체인에 트랜잭션으로 기록되며, 이는 변경 불가능하고 변경에 대한 합의가 필요합니다[94].

4.2.4. 요약

블록체인 기술을 디지털 트윈에 통합하면 메타버스 이해 관계자가 공유 분산 원장의 데이터를 효율적으로 관리하는 동시에 데이터 신뢰, 무결성 및 안전 문제를 해결할 수 있습니다. 표준화, 개인 정보 보호 및 확장성은 메타버스의 디지털 트윈 애플리케이션에서 블록체인을 성공적으로 구현하기 위해 해결해야 하는 모든 문제입니다. 블록체인, XAI 및 연합 학습 접근 방식의 조합은 메타버스에서 디지털 트윈의 품질을 향상시킬 것입니다[9].

4.3. 메타버스에서 AI용 블록체인

4.3.1. 개요

AI는 메타버스의 잠재력을 최대한 발휘 할 수 있도록 도와주는 메타버스의 기반과 발전을 위한 가장 중요한 구현 기술 중 하나입니다. AI 모델은 원본 이미지 또는 3D 스캔을 기반으로 사용자 이미지를 자동으로 분석하고 아바타라는 매우 사실적인 시뮬레이션 표현을 만듭니다. 메타버스에서 아바타의 표현적 속성과 특징은 전반적인 사용자 경험의 질에 영향을 미칩니다. 구체적으로 AI는 아바타를 보다 역동적으로 만들기 위해 다양한 표정, 감정, 패션, 노화 관련 특성 등을 그릴 수 있다[29]. 상당한 인공 지능 훈련의 결과로 메타버스는 언어 능력에 관계없이 전 세계의 개인이 사용할 수 있게 될 것입니다. AI를 사용하지 않고 판매 가능하면서도 재미있고 정통한 메타버스 경험을 만드는 것은 어려울 것입니다.

4.3.2. 메타버스에서 AI의 과제

과학기술적으로 메타버스는 새로운 프론티어를 의미하며, AI를 구축하는 것은 어려운 과업이 될 것이다. 메타버스에서 AI 기반 소재의 소유권을 추적하는 것은 어렵습니다. 사용자는 그림 4와 같이 실제 사람과 상호 작용하는지 컴퓨터 생성 아바타와 상호 작용하는지 알 수 없습니다. 사용자는 AI 기술을 사용하여 메타버스 상호 작용에 참여하고 예를 들어 AI 코드를 사용하여 리소스를 불법적으로 이용할 수 있습니다. 게임에서 이기거나 다른 사용자의 자원을 훔치는 것 [96]. AI가 오류를 만들어 사람들이 메타버스에 대한 믿음을 잃게 만드는 것도 가능합니다. 또한 메타버스의 다양한 AI 응용 프로그램에서 유사한 유형의 블록체인을 사용하는 것이 장애물입니다.

4.3.3. 블록체인의 역할

블록체인 기술이 제공하는 암호화는 메타버스 사용자가 자신의 데이터를 완벽하게 제어할 수 있도록 하여 AI 동의 소유권을 다른 당사자에게 쉽게 이전할 수 있도록 합니다. 사용자는 영지식 증명을 사용하여 이 정보를 애플리케이션 자체에 공개하지 않고 특정 정보가 정확하다는 애플리케이션 및 기타 사용자를 설득할 수 있으며 이는 AI 모델 교육에 데이터를 사용할 수 있는 권한을 제공합니다. 공통 기능으로 블록체인 원장은 메타버스에서 발생하는 모든 트랜잭션의 책임을 확인하는 데 사용할 수 있는 감사 추적을 제공합니다. 영지식 증거 시스템을 통해 개인은 메타버스에서 중요한 사실을 식별할 수 있으며 동시에 개인 정보를 보호하고 딥페이크로부터 리소스 소유권을 유지할 수 있습니다[97]. 이렇게 하면 AI가 메타버스의 리소스를 악용하는 것을 방지할 수 있습니다.

4.3.4. 요약

AI와 블록체인의 결합은 AI 기반 시스템이 획득, 저장 및 사용해야 하는 매우 민감한 데이터를 보호합니다. 메타버스의 민감한 데이터와 정보는 대략적인 것부터 미세한 것까지 이 접근 방식의 결과로 훨씬 더 잘 보호됩니다. 퍼블릭 블록체인은 안전하고 확실한 데이터 처리가 가능하지만 수집된 데이터는 메타버스의 모든 이해 관계자에게 공개됩니다. 이것은 우려의 원인이 될 수 있으며 메타버스의 AI 모델에도 해를 끼칠 수 있습니다. 공격자는 블록체인 표준이나 규정이 없는 경우 AI의 약점을 악용합니다. 놀랍게도 AI 애플리케이션이 서로 다른 블록체인에 구축된 메타버스에 익숙해질 수 있도록 하는 크로스 체인 변환기를 도입해야 합니다.

4.4. 메타버스에서 빅데이터용 블록체인

4.4.1. 개요

메타버스의 데이터는 현실 세계의 데이터보다 더 다양하고 더 많은 양과 빠른 속도로 도착합니다. 메타버스의 새로운 데이터 소스가 발견되면 메타버스의 빅 데이터 기술을 사용하여 더 크고 정교한 데이터 세트를 조합할 것입니다. 메타버스에서 생성되는 방대한 양의 데이터는 고객 서비스에서 데이터 분석에 이르기까지 다양한 활동에 유용할 것입니다[98]. 빅데이터는 메타버스에서 새로운 기회와 비즈니스 모델의 창출로 이어질 새로운 통찰력을 제공할 것입니다.

4.4.2. 메타버스에서 빅데이터의 과제

데이터 저장 기술이 발전했지만 메타버스에서 데이터의 양은 점차적으로 2배가 되었고 앞으로도 계속 증가할 것입니다. 메타버스에서 생성되는 데이터의 양과 속도를 따라잡는 것은 수행하기 복잡한 작업입니다. 메타버스 응용 프로그램에서 생성된 데이터의 이질성도 큰 문제입니다. 메타버스에서 데이터를 잘 활용하는 능력은 데이터를 가치 있게 만드는 것이고 큐레이션은 이를 달성하는 방법입니다. 메타버스에서 소비자에게 필수적인 데이터 수집 및 정리에는 많은 시간과 노력이 필요합니다. 데이터 과학자는 이해 관계자가 사용할 데이터를 준비하고 구성하는 데 대부분의 시간을 할애합니다[15]. 마지막으로 빅데이터 기술은 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 메타버스에서 최신 빅 데이터 기술 발전을 따라가는 것은 끝없는 도전입니다.

4.4.3. 블록체인의 역할

블록체인 기술을 사용하면 신뢰할 수 있는 데이터 소스에서 데이터를 수집할 수 있으므로 그림 4에서와 같이 부적절한 데이터를 얻을 수 있습니다. 데이터 소유자는 데이터를 완전히 제어할 수 있습니다. 제3자에 의한 데이터 조작은 제한됩니다. 이것은 메타버스의 데이터 흐름이 높은 수준의 품질임을 보장합니다[41]. 블록체인 기술의 분산된 특성으로 인해 메타버스의 데이터 과학자는 데이터 정리에 대해 의사 소통하고 협업할 수 있으며, 이는 데이터 분류 및 분석 애플리케이션용 데이터 세트 생성과 관련된 시간과 비용을 크게 줄일 뿐만 아니라 데이터 오염. 블록체인의 불변성으로 인해 데이터가 네트워크 전체에 복제되기 때문에 데이터를 변조하는 것은 불가능합니다[99]. 이것은 메타버스의 이해 관계자를 위한 데이터의 가용성을 향상시킬 것입니다.

4.4.4. 요약

블록체인은 빅데이터 분석의 미래에 대한 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 사용자는 메타버스에서 개인 정보 및 금융 활동에 대한 완전한 제어를 유지할 수 있습니다. 블록체인 덕분에 제3자가 신뢰할 수 있는 데이터를 얻고 해당 데이터에 레이블을 지정할 필요가 없습니다. 합의 모델, 채굴 블록 비용, 트랜잭션 검증과 같은 일부 문제는 여전히 도전적입니다[41]. 블록체인은 기존 시스템을 크게 변경하거나 이러한 시스템을 완전히 교체해야 하는 솔루션을 제공합니다. 결과적으로 전체 시스템을 변경하는 것은 어렵고 시간이 많이 걸립니다. 메타버스와의 블록체인 통합은 아직 초기 단계이지만 이러한 문제는 미래에 해결되어 광범위하고 새롭고 흥미로운 기회를 위한 길을 열어줄 것입니다.

4.5. 메타버스에서 다감각 XR앱과 홀로그램 회의용 블록체인

4.5.1. 개요

메타버스는 그림 4와 같이 홀로그램 텔레프레즌스 및 증강 현실 응용 프로그램과 같은 기술의 사용을 통해 실감 나는 현실 세계 경험을 제공합니다. 이러한 응용 프로그램은 오디오, 비디오, 인지 및 기타 구성 요소를 통합합니다. 메타버스에서 가상 및 물리적 개체의 실시간 표현을 제공합니다. XR 응용 프로그램은 센서를 사용하여 실제 개체를 통합하여 보다 사실적인 경험을 만듭니다[100]. 이러한 발전의 결과로 홀로그램 텔레프레즌스와 다중 감각 XR 애플리케이션을 통해 사용자는 현실 세계와 가상 세계를 동시에 경험할 수 있습니다.

4.5.2. 메타버스에서 다감각 XR앱과 홀로그램 회의의 과제

VR, AR 및 홀로그램 텔레프레즌스와 같은 XR 기술은 메타버스의 핵심 기술입니다. 그러나 그들은 또한 개인적 및 사회적 문제를 제기할 수 있습니다. 이러한 기술에서 수집한 정보를 사용하여 회사는 추천 시스템을 개발할 수 있습니다. 메타버스에서 이러한 추천 시스템의 품질은 다양한 소스에서 수집된 행동 데이터의 영향을 받을 수 있습니다. 이 기술은 메타버스의 사용자가 항상 쉽게 액세스할 수 있어야 하는 엄청난 양의 데이터 저장을 필요로 합니다. AR/VR 장치에서 수집한 생체 정보와 같은 민감한 데이터는 사용자를 식별하고 가상 세계에서 사용자에 대한 추가 정보를 추론하는 데 사용할 수 있습니다[29]. 메타버스는 이러한 사용자의 민감한 정보의 프라이버시를 보장해야 합니다. 이 가제트는 가상 세계 간에 방대한 양의 데이터를 교환하거나 전송합니다. 메타버스는 다양한 이해관계자와 제3자가 데이터 공유 프로세스에 참여할 때 데이터 투명성을 가능하게 해야 합니다[101].

4.5.3. 블록체인의 역할

메타버스에서 블록체인 기반 분산 원장은 홀로그램 텔레프레즌스 및 기타 XR 애플리케이션 레코드의 유효성을 검사하고 잘못된 데이터의 출처를 추적할 수 있습니다. 이것은 보다 정확한 추천 시스템을 구축하는 데 도움이 됩니다. 홀로그램 텔레프레즌스와 기타 XR 애플리케이션은 블록체인의 제로 트러스트 메커니즘과 크로스체인 기술을 통해 가상 세계 간에 데이터를 안전하게 공유하는 것이 더 쉽다는 것을 알게 될 것입니다[101]. XR 애플리케이션 및 홀로그램 텔레프레즌스의 경우 블록체인이 제공하는 행성 간 파일 시스템은 데이터 무결성을 보장합니다. 이러한 장치에 의해 수집되고 블록체인에 저장된 데이터는 합의 메커니즘으로 인해 변경되지 않습니다. 블록체인은 디지털 자산의 검증 및 소유권 이전을 투명하게 만들어 AR/VR 이해 관계자 간의 신뢰를 보장합니다[102].

4.5.4. 요약

홀로그램 텔레프레즌스 및 블록체인 기술과 결합된 다중 감각 XR 애플리케이션은 메타버스의 자산과 지불이 효율적이고 명확하게 관리될 수 있는 통합 플랫폼으로 디지털 경제를 통합하는 데 도움이 될 것입니다. VR/AR 기술은 가까운 장래에 스마트폰이나 컴퓨터의 전 세계에 도달하지 못할 것입니다. 블록체인에 대한 우려와 문제는 강화된 AI 딥 페이크[103]의 사용이 될 것이며, 이는 새롭게 부상하는 블록체인 플랫폼에 의해 해결되어야 합니다. IoT 장치, 디지털 트윈 및 XR 애플리케이션은 메타버스에서 빅 데이터를 생성합니다. 블록체인은 메타버스에서 확실한 데이터를 고품질로 안전하게 획득할 수 있도록 이러한 기술을 지원할 것입니다. 블록체인은 블록체인이 제공하는 불변성과 투명성을 통해 메타버스 데이터에 빅데이터를 안전하게 저장하고 처리할 것이다. IoT, 디지털 트윈 및 XR과 같은 구현 기술은 블록체인이 제공하는 더 높은 데이터 투명성과 적응성 측면에서 상당한 이점을 얻을 것입니다. 메타버스에서 디지털 트윈을 사용하여 생성된 NFT와 부동산 또는 디지털 자산은 블록체인의 제로 트러스트 및 크로스 체인 메커니즘으로 인해 상호 운용 가능하게 됩니다. 메타버스 지원 기술은 블록체인이 제공하는 익명성, 감사, 인증, 변조 방지 및 액세스 제어로 인해 높은 수준의 데이터 개인 정보 보호의 이점을 누릴 것입니다. 표 II는 블록체인이 메타버스의 기술적 측면과 다양한 활성화 기술에 미치는 영향을 요약한 것입니다.

* 출처 : https://arxiv.org/abs/2203.09738