분산형 스토리지란 무엇인가요?

시작

단일 엔티티 또는 조직에서 운영하는 기존의 중앙 집중식 스토리지 서버와 달리 분산형 스토리지 시스템은 피어 투 피어(P2P) 네트워킹을 통해 연결된 지리적으로 분산된 노드 전체에 데이터 파일을 보관합니다.

 

지리적으로 분산된 노드(Distributed Nodes)는 분산 시스템에서 사용되는 용어로, 지리적으로 떨어진 여러 대의 컴퓨터 노드들이 서로 연결되어 분산되어 작동하는 시스템을 의미합니다.

 

지리적으로 분산된 노드는 여러 지역이나 국가에 위치한 노드들로 구성되어 있으며, 이들 노드는 인터넷 또는 전용 회선을 통해 서로 통신합니다. 이러한 구성을 통해 분산 시스템은 단일 지역 또는 단일 국가의 문제가 발생하더라도 다른 지역이나 국가의 노드를 통해 서비스를 제공할 수 있습니다.

 

분산 시스템에서 지리적으로 분산된 노드는 보안, 가용성, 확장성 측면에서 매우 중요한 역할을 합니다. 지리적으로 분산된 노드는 하나의 노드가 고장이나 공격 등의 이유로 작동하지 않을 때에도 전체 시스템이 계속해서 작동할 수 있도록 보장합니다. 또한, 지리적으로 분산된 노드는 사용자의 위치와 가까운 노드를 이용하여 서비스를 제공함으로써, 더욱 빠른 응답 시간과 좋은 성능을 보장할 수 있습니다.

 

블록체인을 사용하여 분산형 스토리지 네트워크를 유지하면 오류, 거래 상대방 위험 및 단일 지점 오류로부터 데이터 파일을 보호하여 보안을 강화할 수 있습니다. 

소개

2006년 영국의 수학자 Clive Humby는 "데이터가 새로운 석유다"라는 말을 만들었습니다. 이 진술은 우리의 개인 데이터가 우리의 온라인 경험과 깊숙이 얽혀 있는 시대에 그 어느 때보다 더 적절합니다.

 

오늘날 디지털 신원을 구성하는 개인 데이터는 일반적으로 중앙 집중식으로 저장됩니다. 중앙 집중식 스토리지 솔루션은 더 쉽게 액세스할 수 있지만 사용자는 공유하려는 데이터와 공유 방법을 완전히 제어할 수 없으므로 데이터 손실, 개인 정보 침해 및 사이버 공격에 더 취약할 수 있습니다. 

 

그러나 Web3의 출현으로 우리가 온라인에서 서로 상호 작용하는 방식이 바뀌었고 블록체인 기술이 이러한 변화에 상당한 역할을 했습니다. 

Web3는 블록체인 기술과 탈중앙화 기술을 기반으로 한 새로운 인터넷 기술입니다. Web3는 Web1과 Web2에서 제공되는 정보를 검색하고 공유하는 것 외에도, 사용자가 직접 데이터를 소유하고 제어할 수 있는 분산 웹 환경을 제공합니다.

 

Web3는 블록체인 기술을 기반으로 하기 때문에, 중앙 기관이나 중개 역할을 하는 기업이 없습니다. 따라서, Web3에서는 사용자들이 직접 데이터를 소유하고 관리하며, 필요에 따라 데이터를 공유할 수 있습니다. 이러한 분산화된 데이터 처리 방식은 더욱 안전하고 개인정보 보호에 더 유리한 환경을 제공합니다.

 

Web3는 탈중앙화된 애플리케이션(DApp)과 분산 웹 서비스를 지원합니다. 이러한 DApp은 중앙 서버나 데이터베이스 대신 블록체인 네트워크와 연결되어 작동하며, 이를 통해 더욱 안전하고 신뢰성 높은 애플리케이션을 제공할 수 있습니다.

Web3는 인터넷의 미래를 대표하는 기술 중 하나로, 블록체인 기술과 탈중앙화 기술을 결합하여 더욱 안전하고 개인정보 보호에 더 유리한 분산 웹 환경을 제공합니다.

 

블록체인 기반 애플리케이션은 신뢰할 수 있는 제3자 없이 독립적으로 실행되어 사용자가 더 많은 데이터와 온라인 경험을 제어할 수 있는 분산형 인터넷을 만듭니다. 또한 분산형 저장소의 등장으로 사용자는 단일 중앙 집중식 서버가 아닌 분산된 방식으로 데이터에 액세스하고 저장할 수 있습니다. 

중앙 집중식 대 분산 스토리지

중앙 집중식 스토리지

중앙 집중식 데이터 스토리지는 수년 동안 기본값이었습니다. 이 저장 방법에는 일반적으로 동일한 위치에 있는 단일 서버 또는 서버 그룹에서 데이터를 관리하고 유지하는 공급자가 포함됩니다.

 

이 방법을 사용하면 데이터에 쉽게 액세스하고 관리할 수 있습니다. 예를 들어 클라우드 스토리지는 일반적으로 Amazon, Google 또는 Dropbox와 같은 단일 조직에서 유지 관리하는 서버에 데이터를 보관하는 중앙 집중식 솔루션입니다.

 

Amazon, Google, Dropbox는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하는 대표적인 기업입니다.

Amazon은 Amazon Web Services(AWS)를 통해 클라우드 컴퓨팅, 데이터베이스, 스토리지, 인터넷 물건 서비스 등 다양한 서비스를 제공하고 있습니다. AWS는 세계에서 가장 큰 클라우드 컴퓨팅 플랫폼 중 하나로, 수많은 기업과 개발자들이 클라우드 인프라를 구축하고 운영하는 데 활용하고 있습니다.

 

Google은 Google Cloud Platform(GCP)를 통해 클라우드 컴퓨팅, 데이터 분석, 머신 러닝, 스토리지 등 다양한 서비스를 제공하고 있습니다. GCP는 개발자와 기업들이 자신들의 애플리케이션을 빠르게 개발하고 배포할 수 있는 환경을 제공합니다.

 

Dropbox는 파일 공유와 파일 저장소 서비스를 제공하는 기업으로, 클라우드 기술을 이용하여 파일을 저장하고 공유할 수 있는 서비스를 제공합니다. Dropbox를 이용하면 파일을 어디서든지 손쉽게 열람하고 공유할 수 있으며, 여러 사용자가 협업하는 데도 용이합니다.

 

이러한 클라우드 기술을 활용하면, 기업이나 개발자들은 자신들이 필요한 컴퓨팅 자원을 더욱 쉽고 빠르게 구축할 수 있습니다. 또한, 클라우드 기술은 비용과 유지보수 부담을 줄여줄 뿐만 아니라, 세계 어디서든 접속이 가능하며, 보안성과 안정성도 높은 환경을 제공합니다.

 

중앙 집중식 데이터 스토리지의 보안과 관련하여 컴퓨터에서 중앙 스토리지 서버로 데이터를 전송할 때 데이터는 일반적으로 128비트 SSL 기술로 암호화됩니다. 또한 중앙 집중식 스토리지 서버에서 한 번 256비트 암호화로 암호화할 수 있습니다.

128비트 SSL(Secure Sockets Layer) 기술은 인터넷에서 데이터 전송 시 보안을 제공하는 기술 중 하나로, 데이터 암호화를 위해 사용됩니다. SSL 기술은 데이터를 전송하는 과정에서 제 3자에 의한 불법적인 접근을 막고, 안전하게 데이터를 전송할 수 있도록 보장합니다.

 

128비트 SSL 기술은 128비트 암호화 알고리즘을 사용하여 데이터를 암호화하고, 이를 수신 측에서 복호화하여 읽을 수 있습니다. 이러한 암호화 방식은 보안성이 높은 편에 속하며, 민감한 정보나 개인정보 등을 안전하게 전송할 수 있도록 보장합니다.

 

128비트 SSL 기술은 웹 사이트에서 사용자의 개인정보나 비밀번호 등을 입력할 때 사용되는 경우가 많습니다. 이를 통해 해커나 악의적인 공격자들이 사용자의 개인정보를 빼낼 수 없도록 보안성을 제공합니다.

 

128비트 SSL 기술은 현재 인터넷에서 가장 많이 사용되는 보안 프로토콜 중 하나입니다. 다양한 인터넷 서비스에서 사용되며, 민감한 정보를 안전하게 전송하기 위해 필수적인 기술 중 하나입니다.

분산 저장

그러나 중앙 집중식 데이터 스토리지에는 한계가 있습니다. 보안 조치가 아무리 엄격하더라도 스토리지 플랫폼은 암호화 키를 보유합니다. 이로 인해 접근성, 투명성 및 제어에 대한 잠재적인 우려가 제기됩니다. 또한 해커는 모든 것이 한 곳에 보관되므로 단일 실패 지점을 보다 쉽게 ​​대상으로 삼아 많은 양의 데이터에 액세스하려고 시도할 수 있습니다. 

 

반면 분산형 시스템은 단일 위치가 아닌 지리적으로 분산된 컴퓨터 네트워크 전체에 데이터를 저장합니다. 이를 통해 중앙 서버나 공급자에 의존하지 않고도 많은 양의 데이터를 저장할 수 있으므로 잠재적인 검열 및 개인 정보 침해 문제를 제거하는 데 도움이 됩니다. 

분산 스토리지는 어떻게 작동합니까?

분산형 스토리지에는 BitTorrent 또는 IPFS(InterPlanetary File System) 프로토콜과 같은 P2P 네트워크에 연결된 여러 컴퓨터 또는 노드에 데이터를 저장하는 작업이 포함됩니다.

 

분산 저장 시스템에 업로드된 데이터는 작은 조각으로 분할되어 저장을 위해 네트워크를 통해 여러 노드로 전송됩니다. 데이터 파일을 검색해야 하는 경우 네트워크는 파일을 저장하는 개별 노드에서 샤딩된 구성 요소를 결합하고 다시 조립하여 다운로드할 수 있도록 합니다. 

 

또한 분산형 스토리지 시스템의 노드는 암호화 해시 메커니즘이 네트워크에 저장된 모든 데이터를 자동으로 암호화하기 때문에 파일을 보거나 변경할 수 없습니다. 사용자는 개인 키를 사용하여 데이터에 액세스하고 권한이 없는 엔터티가 정보를 검색하지 못하도록 해야 합니다. 

중앙 집중식 스토리지에 비해 분산형 스토리지의 장점

분산형 데이터 스토리지는 기존의 중앙 집중식 스토리지 서버가 직면한 일부 문제를 완화할 수 있습니다. 다음은 분산형 스토리지 네트워크가 중앙 집중형 스토리지 네트워크에 비해 갖는 몇 가지 이점입니다.

향상된 보안 및 개인정보 보호

기존의 중앙 집중식 스토리지 네트워크는 모든 데이터가 단일 위치에 보관되기 때문에 사이버 공격에 더 취약합니다. 반대로 분산 스토리지 시스템은 데이터가 단일 서버가 아닌 여러 노드에 분산되어 있기 때문에 더 강력한 보안을 제공합니다.

 

이로 인해 해커가 분산형 스토리지 네트워크에 침입하여 정보를 추출하기가 더 어려워집니다. 또한 사용자는 분산 시스템에 데이터를 저장하기 위해 개인 정보를 제출할 필요가 없으므로 익명성 계층이 추가됩니다.

단일 장애 지점 없음

중앙 집중식 데이터 스토리지 네트워크는 액세스 및 관리가 더 쉽지만 잠재적으로 데이터 손실로 이어질 수 있는 전송 오류가 발생하기 쉽습니다. 분산형 스토리지 네트워크는 연결된 여러 노드로 구성되어 더 큰 중복성과 내결함성을 제공하므로 한 노드가 다운되더라도 사용자는 네트워크의 다른 노드에서 데이터에 계속 액세스할 수 있습니다.

더 빠른 다운로드 속도

트래픽이 네트워크가 처리할 수 있는 것보다 무거운 경우 중앙 집중식 스토리지에 병목 현상이 발생할 수 있습니다. 블록체인 기술 덕분에 분산형 스토리지는 데이터 파일을 저장하는 노드가 전 세계적으로 분산되어 있기 때문에 대역폭 사용량을 잠재적으로 줄일 수 있습니다.

비용 절감

데이터를 호스팅하는 노드가 많기 때문에 중앙 집중식 시스템보다 분산형 시스템에서 더 많은 스토리지를 사용할 수 있습니다. 이로 인해 일반적으로 기존 중앙 집중식 스토리지 플랫폼에 비해 비용이 절감되며, 특히 규모의 경제를 누릴 수 없는 소규모 사용자의 경우 더욱 그렇습니다. 

향상된 데이터 무결성

데이터 무결성은 전체 수명 기간 동안 동일한 품질을 유지하는 데이터의 기능을 나타냅니다. 서버에 문제가 발생하거나 웹 페이지가 다른 위치로 이동되면 데이터를 사용할 수 없게 되므로 중앙 집중식 스토리지 시스템에서는 데이터 무결성을 유지하는 것이 어렵습니다. 분산형 스토리지를 사용하면 데이터에 무한정 액세스할 수 있으며 해싱을 통해 그대로 유지됩니다.

해싱(Hashing)은 임의의 길이를 가진 데이터를 고정된 길이의 데이터로 변환하는 것을 의미합니다. 이 때 변환된 고정된 길이의 데이터를 해시값(Hash Value)이라고 합니다.

 

해싱 함수(Hash Function)는 입력받은 데이터를 고정된 길이의 데이터로 변환하는 함수입니다. 이 함수는 입력값에 대해 항상 같은 결과를 반환하며, 다른 입력값에 대해서는 다른 결과를 반환합니다. 해싱 함수는 이러한 특성 때문에 데이터의 무결성 검사나 메시지 인증 등의 용도로 사용됩니다.

 

해싱 함수는 보안 분야에서도 널리 사용됩니다. 예를 들어, 사용자의 비밀번호를 해싱하여 저장함으로써, 데이터베이스가 해킹당했을 때 사용자의 비밀번호를 보호할 수 있습니다. 또한, 해시값은 전혀 다른 입력값에 대해서는 다른 값을 반환하기 때문에, 데이터를 검색하거나 인덱싱하는 데에도 유용합니다.

 

하지만, 해싱 함수는 입력값이 다르더라도 동일한 해시값을 반환하는 충돌(Collision)이 발생할 수 있습니다. 이러한 충돌을 방지하기 위해서는 충돌이 발생할 확률이 적은 안전한 해싱 함수를 선택하거나, 해싱 함수를 조합하여 사용하는 등의 방법을 사용할 수 있습니다.

분산 스토리지의 한계는 무엇입니까?

분산형 데이터 저장소가 중앙 집중식 시스템보다 이점이 있을 수 있지만 위에 나열된 이점과 모순될 수 있는 몇 가지 제한 사항도 있습니다. 예를 들어 분산 스토리지 시스템은 데이터를 저장하고 검색하기 위해 노드 네트워크에 의존하기 때문에 액세스 시간이 중앙 집중식 스토리지 시스템보다 느릴 수 있습니다. 

 

마찬가지로 분산형 저장소는 데이터 소유권 관점에서 중앙 집중식 시스템보다 더 안전할 수 있지만 보안 및 기타 위험에 면역이 되지는 않습니다. 악의적인 노드는 네트워크에 저장된 데이터의 보안을 손상시킬 수 있습니다. 또한 분산형 스토리지 시스템은 올바르게 작동하기 위해 네트워크 인프라에 의존합니다. 따라서 네트워크 중단 시 네트워크에 저장된 데이터의 가용성이 저하될 수 있습니다.

 

또한 분산형 스토리지에는 표준화가 부족합니다. 서로 다른 프로토콜은 서로 다른 암호화 방법과 인증 메커니즘을 사용할 수 있으므로 상호 운용성을 보장하기 어렵습니다. 또한 분산 스토리지 시스템의 암호화 및 키 관리와 관련된 위험은 아직 해결되지 않았습니다.

마무리 생각 

분산형 스토리지는 아직 대량 채택되지 않은 신흥 기술이지만 Web3 혁명을 추진하는 데 도움이 될 수 있습니다. 사용자가 보다 저렴하고 효율적이며 안전한 데이터 저장 메커니즘을 추구함에 따라 BitTorrent 와 같은 분산형 플랫폼은 예상보다 빨리 대중화될 수 있습니다.

 

또한 데이터 침해의 만연, 스토리지 비용 상승, 기존 데이터 스토리지 공간의 검열로 인해 더 많은 사람들이 분산형 제품으로 전환할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 분산형 스토리지는 중앙 집중형 스토리지의 일부 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있지만 여전히 고유한 한계가 있습니다.

 

현재 중앙 집중식 스토리지는 많은 사람들에게 매력적인 솔루션으로 남아 있으며 분산형 스토리지가 대중화되더라도 상당한 시장 점유율을 유지할 것입니다.