데이탐코인

개요

에델코인 블록체인은 기존 블록체인들의 문제점을 해결하기 위한 특별한 기능이 부여되었다. 기존 작업증명(PoW) 방식의 블록체인은 채굴을 위한 과도한 경쟁과 에너지 사용이 문제가 되고 있으며 이에 대한 대안으로 나온 지분증명(PoS) 방식의 블록체인은 채굴을 하지 않는다는 대신 신규 사용자 유입 및 증가가 어렵다는 문제를 갖고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 에델코인 블록체인에는 탄소감축이라는 새로운 채굴 방식과 그에 따른 보상 시스템이 고안되었다.

탄소감축채굴(CRM, Carbon Reduction Mining)은 에너지를 소비하는 채굴 방식이 아니라 에너지를 절약하는 채굴 방법이며 기본적으로 탄소 배출을 감축하는 노력, 즉 자원과 에너지의 소비에 있어서 통상적인 사용량보다 적게 소비하는 행위 및 방법을 말한다. 탄소감축증명(PCR : Proof of Carbon Reduction)은 탄소감축채굴에 의하여 측정된 자원과 에너지의 감소량을 정량적인 방법으로 수치화하고 그에 따른 탄소 감축량을 정확히 산출해내어 이를 승인하는 방식을 말한다. 또한 탄소감축증명 보상시스템은 탄소감축채굴에 의해 감축되고 탄소감축증명에 의해 증명된 탄소배출량에 비례하는 보상을 사용자에게 제공하는 방법이다.

특징

카본감축채굴

에델코인은 시중에 존재하는 주요 암호화폐들의 장점을 취합하고 단점을 보완하여 기존 블록체인 네트워크와 차별되는 기능을 갖게 되었다. 기본적으로 에델코인 블록체인 네트워크는 블록체인 기반의 트랜잭션 및 가상머신 지원을 통해 전자 지불 및 스마트 거래가 가능한 구조를 가지며, 이러한 블록체인 네트워크를 유지하기 위하여 불필요한 스펙 경쟁과 에너지 낭비의 문제가 없는 지분증명 방식을 채택하였다. 즉, 새로운 블록을 생성하거나 블록체인 시스템을 유지하기 위해 동작하는 합의 알고리즘으로 지분증명 방식을 사용하였으며, 여기에 그치지 않고 지분증명 방식의 단점을 해결하고자 새로운 채굴 방식과 보상 시스템을 고안하여 적용하였다. 새로운 채굴 방식은 기존 작업증명 방식의 에너지 소모적인 채굴이 아니라 오히려 에너지가 절약되는 방식의 채굴로서 카본감축채굴(CRM: Carbon Reduction Mining)이라고 한다.

에델코인 블록체인 네트워크는 기본적인 합의 알고리즘으로 지분증명 방식을 사용하며 따라서 초기 암호화폐의 배분은 사전 판매와 한정된 기간 동안의 ICO를 통하여 이루어진다. 여기에 지속적으로 새로운 코인 보유자를 늘리고 블록체인에 참여할 기회를 제공하기 위하여 카본감축채굴 방식의 채굴을 권장하고 카본감축채굴에 대한 보상으로 새로운 코인을 생성하여 지급한다. 이때 사용자가 카본감축채굴에 대한 보상을 시스템으로부터 받기 위해서는 CO2의 절감, 즉 카본 감축을 증명해야 한다.

카본감축채굴 방식의 채굴에 대한 카본 감축의 증명은 자원과 에너지의 소비에 있어서 통상적인 사용량, 즉 베이스라인보다 적게 소비하는 행위 및 방법이 선행되어야 하며 이렇게 자원 및 에너지를 베이스라인보다 적게 소비하는 행위 및 방법이 카본감축채굴, 즉 CRM이다. 이때 기준이 되는 베이스라인은 합리적이고 객관적이어야 하며, 해당 항목에 대하여 이러한 베이스라인이 존재해야 이와 비교하여 얼마나 감소되었는지 그 양을 정량적인 측정 방법을 통하여 정확하게 수치화 할 수 있게 된다. 예를 들어 에코드라이브의 경우 공인연비, 또는 빅데이터가 형성될경우 해당 차종의 객관적인 평균연비를 베이스라인으로 정할 수 있어, 에코드라이브를 통해 어느 정도 연료를 절감하였는지를 비교, 측정할 수 있게 된다.

이와 같이 자원 및 에너지를 베이스라인과 비교하여 더 적게 소비하였을 경우, 카본감축채굴에 의하여 감소된 양을 정량적으로 수치화하여 구할 수 있으므로 그에 따른 카본 감축량 또한 계산할 수 있다. 이렇게 카본감축채굴에 의하여 절약된 자원 및 에너지의 양만큼 감축된 카본배출량을 정확히 구하고 인증하는 것을 카본감축증명(PCR ; Proof of Carbon Reduction)이라고 하며, 탄소감축증명을 통해 증명된 카본 감축량에 대하여 일정 기준기준에 따라 보상을 해주는 방식이 탄소감축증명 보상 시스템이다. 이때 보상은 에델코인으로 제공되며 이를 위해 에델코인 블록체인에 카본감축채굴에 대한 탄소감축증명 보상 시스템이 구현된다.

에코드라이브

카본감축채굴의 예로서, 에코드라이브를 들 수 있다. 자동차를 운행할 때 운전자는 연료 절약을 위하여 에코드라이브를 실행할 수 있는데, 이러한 에코드라이브를 실행함에 있어서 그 효과를 정확하게 측정할 수 있는 수단을 제공하고 활용함으로써 실질적으로 절약된 연료량을 측정하고, 측정된 절감 연료량을 감축된 카본량으로 환산하여 제시함으로써 그에 해당되는 일정 비율의 에델코인을 보상으로 제공받는 일련의 과정을 에델코인 블록체인 플랫폼 상에서 구현할 수 있다. 에코드라이브의 효과를 측정할 수 있는 수단으로는 다음과 같은 장치와 방법들이 있다.

• 연료분사 신호 검출장치 : 자동차의 운행시간 동안 자동차의 연료분사 신호를 천분의 1초 정도의 미세시간 단위로 검출하여 연료분사량과 소비 연료량을 측정하고, GPS 장치를 이용하여 이동 거리를 구한 다음 이동 거리 대비 소비된 연료량을 계산하여 해당 운행에 대한 평균 연비를 산출하는 장치이다.

• OBD-II 연결장치 : 자동차의 운행시간 동안 자동차의 OBD-II(On-Board Diagnostics) 단자에 연결하여 특정 PID (Parameter ID)의 값을 검출함으로써 소비 연료량과 이동 거리를 측정하여 해당 운행에 대한 평균 연비를 산출하는 장치이다.

• 기타 연비 계산 장치 및 방법 : 기본적인 자동차의 정보와 GPS 정보를 이용하여 주행 차량의 연료소모량을 측정할 수 있는 측정 수식과 계산 알고리즘을 이용하는 방법이다. 정보를 활용하여 자동차의 연료소모량과 연비, CO2 배출량 등을 GPS 기능을 갖는 스마트폰의 앱 형식으로 구현하여 측정할 수 있다.

이와 같은 장치와 방법으로 에코드라이브를 실행한 자동차 운행에 대한 평균 연비를 측정하면 해당 차량의 공인 연비와 비교하여 어느 정도 소비 연료를 절감하였는지 알 수 있으며, 이렇게 절감된 연료의 양만큼 온실가스(CO2)의 발생이 감축되었다고 할 수 있다. 감축된 CO2의 양은 절감된 연료의 양으로부터 다음과 같은 간단한 수식으로 계산할 수 있는데, 이때 사용되는 환산계수(conversion factor)는 연료의 종류에 따라 달라진다.

CO2 배출량 = 환산계수(연료 1 L당 CO2 발생량) x 연료 소모량

탄소감축증명

에코드라이브 카본감축 채굴과 그에 대한 보상은 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다.

1. 카본감축채굴 디바이스는 카본감축채굴, 즉 CRM을 위한 장치로서 에코드라이브 측정 장치와 결합하여 동작되어야 하며, 이를 위하여 에코드라이브 측정 장치에 내장될 수 있다.
2. 카본감축채굴 디바이스는 에델코인 블록체인 네트워크에 등록되어야 하며, 이때 최초의 사용자는 카본감축채굴 디바이스의 소유권을 갖게 된다.
3. 정상적으로 등록된 카본감축채굴 디바이스는 사용자가 자동차를 운행하였을 경우, 에코드라이브 측정 장치를 통해 추출된 주행 정보를 포함한 카본 데이터를 에델코인 블록체인 네트워크에 전송한다.
4. 에델코인 블록체인 네트워크는 카본감축채굴 디바이스로부터 전송된 카본 데이터를 평가하고 검증한다. 이때, 검증은 카본감축채굴 디바이스의 정상 등록 여부와 카본 데이터의 타당성 여부 및 이상 유무 등을 체크하고 베이스라인 데이터와 비교, 평가함으로써 이루어진다.
5. 카본 데이터가 정상적으로 인증되면, 에델코인 블록체인 네트워크는 카본감축 데이터를 산출하고 이에 대해 일정 비율만큼의 에델코인을 계산한다. 이때 카본감축 데이터와 에델코인간의 교환 비율은 탄소배출권의 국제 거래시세와 에델코인의 시장 가격 등을 참조할 수 있다.
6. 에델코인 블록체인 네트워크는 이렇게 계산된 양만큼 에델코인을 신규로 발행하여 카본감축 데이터에 대한 보상으로 사용자에게 전송한다.
7. 만약 카본감축채굴 디바이스의 소유권이 다른 사용자로 변경되는 경우에는, 이전 소유자의 명시적인 동의가 제공되어야만 변경이 가능하며 해당 디바이스의 이력에 기록이 남게 된다.

이러한 모든 과정은 에델코인 블록체인 시스템에 기록되어 데이터의 위조나 변조가 불가능하며, 누구든 저장된 데이터를 확인할 수 있어 데이터의 신뢰성과 투명성이 보장된다. 또한 이렇게 카본감축 채굴과 보상 시스템을 통하여 다수의 사용자가 에델코인을 습득하고 보유할 수 있게 되면, 채굴자의 권한과 보상도 분산되어 에델코인 블록체인을 더욱 건강하게 만드는 결과를 가져오며, 그에 따라 자연스럽게 지분증명 방식의 단점이 해결되는 효과를 볼 수 있게 된다.

다수의 사용자가 블록체인에 참여하고 코인을 습득할수록 블록체인은 더 안전한 시스템이 되기에 해당 코인의 가치가 상승하게 되고, 이는 더 많은 사용자의 참여로 이어지게 된다. 이러한 순환 과정은 비트코인에서도 볼 수 있었던 현상인데, 코인의 가치 상승이 더 많은 채굴자의 참여를 불러오고, 그럴수록 코인의 가치는 더 올라가는 상승 효과가 발생하게 된다. 이때 비트코인의 채굴은 채굴자의 경쟁이 심해질수록 자원이 소비되고 에너지의 낭비가 커지게 되는 것에 반하여, 에델코인의 카본감축 채굴은 경쟁이 심해질수록 더욱 에너지가 절약되고 카본이 감축되는 효과를 가져온다. 따라서 에델코인 시스템에서의 코인의 가치 상승과 채굴 경쟁의 심화 구조는 바람직한 선순환과정이라고 할 수 있다. 이렇게 에너지를 소비하는 것이 아니라 에너지를 절약하는 새로운 개념의 카본감축채굴 방법을 제공함으로써, 채굴자에게 도덕적이고 긍정적인 동기를 부여하고 좀 더 적극적으로 카본감축 채굴을 실행하도록 하는 것이 카본감축 채굴과 탄소감축증명 보상시스템의 장점 중 하나라고 할 수 있다.

보상시스템의 확장

카본감축 채굴은 에코드라이브만이 아니라 온실가스 배출을 줄일 수 있는 모든 에너지 절약 행위나 활동, 장치 및 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들면 자가 태양광 발전을 통하여 통상적으로 사용하던 전력량과 비용을 절감하였다면, 그 절감된 부분만큼을 일련의 인증절차를 통하여 카본감축채굴로 인정받을 수 있다. 이 경우 사용자는 절감된 비용만큼의 이익과, 절감한 에너지만큼 보상받는 에델코인으로 인한 이중 이익을 볼 수 있으며, 향후 에델코인의 가치 상승에 따른 기대이익까지 바라볼 수 있게 된다. 이와 같이 태양광이나 풍력, 조력 등 무공해 발전 설비나 장치에 대하여 해당 설비나 장치의 효용성을 평가하고, 이를 수치화하여 감축된 CO2에 대한 카본감축증명 보상 시스템을 만들 수 있다. 다만 이렇게 새로운 보상 시스템을 구축할 때에는 합리적이고 객관적인 베이스라인이 있어야 한다는 전제 조건을 만족시켜야 한다. 왜냐하면 해당 항목에 대한 베이스라인이 존재해야 정확한 카본 감축량을 측정할 수 있고 이를 보상할 수 있기 때문이다.

위에 언급한 무공해 발전 설비의 경우, 해당 전력을 생산하기 위하여 화석연료를 사용한 화력발전을 하였을 경우 발생하는 CO2의 양이 베이스라인이 될 수 있다. 또한 전기 자동차나 전기 오토바이의 경우, 전기를 사용하여 주행한 거리만큼 화석연료를 사용하여 주행할 때 발생하는 CO2의 양이 베이스라인이 될 수 있다. 다만 이 경우에는 해당 거리를 주행하는데 필요한 전기를 생산하는데 발생하는 CO2의 양을 고려해야 정확한 감축량을 계산할 수 있다. 이와 같이, 기존에 존재하거나 앞으로 시행될 모든 에너지 절약 비즈니스와 프로젝트에 카본감축 채굴과 에델코인 보상시스템이 적용될 수 있으며, 이는 에델코인 보상시스템이 해당 비즈니스나 프로젝트의 활성화에 일정 부분 기여할 수 있음을 의미한다. 광범위하게 적용될 수 있는 카본감축채굴과 탄소감축증명 보상시스템의 응용 예를 다음에 보였다.

블록체인

에델 코인의 블록체인 환경은 탄소감축증명 프레임워크와 효율적으로 융합할 수 있는 블록체인 플랫폼과 운영될 수 있다. 예를 들어, 이오스, 스텔라, 리플 등과 같은 다양한 블록체인과 융합이 가능하며, 채굴 기반의 화폐가 아닌 최초 정해진 수만큼 발행한 후 유동시키는 방법으로 최소의 에너지 리소스를 활용하는 것에 중점을 두고 블록체인을 운영하려 한다. 블록체인을 채택하는 이유로는 탄소배출권의 이중지불(Double counting) 방지를 해결하는 방안으로 사용하려 한다. 채굴과 거래 내역이 투명하게 적용이 되고 한번 거래된 내역은 재 판매가 될 수 없도록 사전에 방지하기 위해서이다. 블록체인의 합의 알고리즘의 특성으로 2개의 같은 노드가 생성되더라도 지속적으로 블록이 연결되어 가장 긴 블록만 채택하는 “The longest chain wins” 메커니즘에 의하여 짧은 노드로 구성된 블록은 소멸하게 된다. 이 메커니즘만 가지고도 이중지불 문제를 해결할 수 있다.

탄소감축증명 블록체인은 카본감축채굴 디바이스로부터 수신된 데이터를 기반으로 실행된다. 카본감축채굴 디바이스는 친환경 운송수단에 장착이 되며, 동일운행 도로 구간에서 화석연료 운송수단 대비 감축된 탄소배출량을 위변조 암호화를 거쳐 탄소감축증명 블록체인으로 전송된다. 데이터의 중복 및 위변조 유무를 확인 후 무결성이 검증된 데이터만 네트워크 상의 합의를 통해 블록체인 노드에 기록한다. 최소 1개 이상의 합의자가 존재하면 노드 추가가 가능한 합의 방법을 사용한다. 이는 하드웨어 리소스를 기반으로 한 비트코인, 이더리움 등의 채굴과 차별되며, 에너지 사용을 최소화한 방법을 사용한다. 카본감축채굴 디바이스에서 산출된 데이터는 공개키(Public key)와 개인키(Privatekey)로 암호화하여 전송되며 SHA-3 알고리즘 기반으로 해시 처리되어 전송된다. 다중 운전자에 대한 설정도 가능하며, 운전자별로 블록체인 노드에 기록이 가능하도록 설계한다. 운전자 구별 방법으로는 IC카드, NFC, 생체인증 등을 적용할 수 있다.

채굴 가능한 총량은 10억 EDL이며, 1일 최대 274,000 EDL로 제한된다. 1 EDL의 가치는 CO2 1톤으로 부여하여 저감한 탄소배출량에 대해 EDL로 보상한다. 이는 스마트 계약을 이용하여 탄소배출권의 소유권 이전, 감축활동에 따른 보상이 가능하며 블록체인상에서 계약이 실행되므로 신뢰성 및 투명성이 확보된다. 에델코인의 가치 보존은 국제 탄소배출권 거래와 연동되어 안정적인 가치를 창출하는 것을 목표로 하며, 다른 사업분야의 탄소 감축도 용이하게 구현 및 증명이 가능하도록 한다. 카본감축채굴 장치를 장착한 차량에 대해 실시간 모니터링이 가능하며 운행거리, 운행경로, 탄소배출량 등의 데이터를 수집할 수 있다. 이는 특수한 운송분야 적용이 가능하며 카본감축채굴에 탑재된 센서에 의해 현재의 상태를 파악하여 관제센터에 정보를 전달한다. 도로교통 정보와 연동하여 최단시간 경로 등의 정보전달이 가능하며 연비상태도 실시간 관제가 가능하다. 이때의 운행정보는 탄소감축증명 블록체인에 저장되며, 개인의 조작에 의한 수정이 불가능하여 검증된 데이터로 탄소 감축데이터를 산정할 수 있다.

탄소저감 데이터 연산

인공지능(AI) 엔진의 적용은 도로의 상태에 따라 달라지는 연비 기준을 수집된 데이터로 학습하여 구간별 연비 특성을 산출할 수가 있으며 이를 기준으로 연비구간별 탄소발생 기준을 정할 수 있다. 이는 목적지까지 이동시 정해지는 기준을 실 도로 상황에 맞게 산출할 수 있으며 보다 정확한 탄소저감 데이터로 수집할 수가 있다. 구간별 데이터는 운영하는 시간이 길어질수록 더 정확한 데이터가 산출되며, 향후 차량에 지정된 탄소배출량과 도로 구간별 탄소 배출량을 기준으로 보다 정확한 탄소배출 수치를 측정할 수 있다.

적용 기술

탄소감축증명 블록체인은 탄소배출권 거래소와의 온라인 거래가 가능하도록 설계 및 개발할 계획이다. 국제간의 거래나 기업과의 거래에 암호화폐로 환산하여 거래가 가능하도록 하며, 신뢰된 블록체인 데이터를 기반으로 운영되므로 이중 판매나 허위데이터로 거래가 불가능하도록 한다. 거래되는 환경은 PC 웹 환경과 모바일 환경에서의 전용 앱을 통해 거래가 가능하도록 하며 특히 모바일 전용 앱에서는 보상된 에델코인의 내역 및 사용 내역 등을 확인 할 수 있고, 암호화폐의 송수신 기능, 코인의 사용처 안내 및 오프라인 매장에서 결재가 가능한 지불 방식도 개발 및 운영이 될 것이다.

디앱

에델코인의 디앱 설계

에델코인은 이더리움 기반 디앱 코인이다. 탄소감축증명 시스템의 다양한 디앱은 이더리움 플랫폼 위에서 작동하며, 전기 교통수단의 탄소감축량을 기반으로 구성되고 각기 다른 사업자에 유연하게 대처할 수 있도록 설계되었다. 개인이 이용하는 교통수단에서 다수를 대응하는 교통수단까지 각각 다른 블록체인망으로 구성할 수 있으며, 각 그룹별 블록체인간에 스마트 계약이 가능하도록 설계되었다. 합의를 위해서 풀노드간의 합의 검증이 이뤄지며, 라이트노드의 허용으로 서브노드 블록체인 구성이 가능하다. 카본감축채굴 디바이스에서 수집된 탄소감축 데이터를 그대로 사용가능하며, 비즈니스 모델에 따른 변형 데이터도 탄소감축증명 서버에서 가공하여 블록체인에 참여하는 것 역시 가능하다. 다양한 디앱들이 이더리움 플랫폼 상에서 작동되는데, A그룹의 데이터로 구성된 블록체인은 별도의 가공 처리 없이 데이터 무결성 검증 후 탄소감축량 만큼 EDEL로 보상하여 블록체인 네트워크에 참여시키며, 이는 1일로 마감하여 일괄 처리한다. 개인 운송수단을 전기운송수단으로 전환함으로써 달성한 탄소감축량에 대한 보상의 예이다.

B그룹과 B-1은 사업자와 이용자가 구별되며 B그룹 1개의 노드에 1개의 B그룹-1으로 구성된다. 이 때 B그룹의 탄소감축량은 차량 시동 온오프 시점의 전체 운행정보 데이터를 기반으로 계산된 탄소감축량이 계산된다. B그룹은 택시 사업자, B그룹-1은 택시 승객의 예가 이에 해당한다. B그룹-1의 탄소감축량은 B그룹의 택시 미터기 작동 시작 및 종료 구간별 탄소감축 데이터를 기반으로 계산된 탄소감축량이 부여된다.

C그룹과 C-1은 전기버스 사업자와 승객의 예로 구별될 수 있는데, C그룹 1개의 노드에 n개의 C그룹-n으로 구성된다. 이 때 C그룹-n의 탄소저감량은 C그룹의 교통카드 결재시스템 작동 운행구간별 탄소감축 데이터를 기반으로 계산된 탄소감축량이 부여된다.

A그룹, B 및 C의 운영구조는 다음의 그림과 같이 설명된다. 탄소감축증명 서버의 역할은 수집된 탄소감축 데이터를 메인넷에 참여하도록 검증하며, 데이터의 분석, 통계, 트레이딩 모니터링 하도록 구현된다. 운영모델별로 탄소감축증명 서버가 운영되며, 서로 다른 트랜잭션에 대한 로드를 최소화하여 운영되도록 설계되었다.

EDEL 코인 트레이딩 서버의 거래시간은 최소 20초 내에 처리될 수 있는 블록체인으로 선정하며, 거래 오류시 재시도가 가능하도록 한다. 향후 다른 종류의 블록체인이 추가될 경우 상이한 블록체인간 연동이 가능하도록 EDEL 게이트노드를 적용하여 운영이 가능하도록 한다.