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[김종현의 블록체인과 AI] Blockchain for AI

2025-04-01

김종현(주)루트랩 대표이사

AI 기술이 발전하면서 데이터 신뢰성, 모델의 공정성, 보안성이 핵심적인 이슈로 떠오르고 있습니다. AI 모델은 학습하는 데이터의 질과 무결성에 크게 의존하며, 모델의 운영 방식도 중앙 집중적인 형태가 많아 투명성과 검증이 어려운 구조를 가지고 있지요. 블록체인은 데이터의 변경 불가능성, 분산 검증 메커니즘, 스마트 계약을 활용한 자동화 기능을 통해 AI의 신뢰성과 보안성을 강화하는 역할을 수행할 수 있습니다.

AI 시스템이 학습하는 데이터는 모델의 성능과 결정의 신뢰성을 결정하는 가장 중요한 요소이며 그에 따른 리스크도 따르고 있습니다. 블록체인은 분산 원장 기술을 활용하여 모든 데이터가 변경 불가능한 형태로 저장될 수 있도록 합니다.

블록체인은 Merkle Tree 구조를 사용하여 데이터 블록 간의 연결성을 보장하며, 데이터의 변조 여부를 즉각적으로 감지할 수 있도록 합니다. 이를 통해 AI가 신뢰할 수 있는 데이터를 기반으로 학습할 수 있으며, 데이터의 출처와 변화를 투명하게 기록할 수 있습니다.

또한, 블록체인의 분산 합의 알고리즘을 활용하면 특정 기관이 데이터의 진위를 독점적으로 판단하지 않고, 네트워크 전체에서 분산 검증을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 AI 시스템이 신뢰할 수 있는 데이터만을 활용하도록 보장할 수 있게 됩니다.

AI 모델의 의사결정 과정이 불투명할 경우, 신뢰성이 저하될 수 있으며, 이로 인해 AI의 윤리적 문제와 법적 책임 소재에 대한 논란이 발생할 수 있습니다. 블록체인은 AI 모델의 학습 과정과 추론 과정에서 사용된 데이터, 가중치 업데이트 내역, 모델의 버전 변경 사항 등을 블록체인 상에 기록하여 AI 모델의 결정 과정을 추적할 수 있도록 합니다.

이를 위해 블록체인 기반의 모델 해싱 기법이 사용될 수 있습니다. 특정 AI 모델의 구조와 가중치 값, 학습 데이터의 요약 값을 해시 형태로 저장하면, 해당 모델이 변경되었는지 여부를 블록체인을 통해 즉시 검증할 수 있습니다.

또한, 블록체인은 모델이 실행된 결과 값을 기록하고, 이를 다중 서명 기반으로 검증할 수 있도록 함으로써 AI의 결과가 조작되지 않았음을 보장할 수 있습니다. 이는 금융, 의료, 자율주행 시스템과 같은 고위험 AI 응용 분야에서 신뢰성을 확보하는 데 중요한 역할을 하게 될 겁니다.

현재 대부분의 AI 시스템은 중앙 집중형 데이터센터에서 운영되며, 특정 기관이나 기업이 AI 모델을 독점적으로 제어할 수 있는 구조를 가지고 있습니다. 이러한 방식은 데이터 프라이버시 및 보안 문제를 야기할 수 있으며, AI 모델이 악의적으로 변경되거나 불공정한 결정을 내릴 위험성을 높이게 됩니다.

블록체인은 AI 모델을 탈중앙화된 형태로 운영할 수 있는 방법을 제공할 것입니다. 이를 위해 블록체인 기반의 분산 신경망 개념이 적용될 수 있으며, AI 모델을 온체인이 아닌 오프체인에서 실행하고 결과를 블록체인에 저장하는 하이브리드 구조를 활용할 수도 있을 겁니다. 특히, 블록체인의 신뢰 실행 환경과 결합하면 AI 모델의 보안성이 더욱 강화될 수 있습니다. AI 모델이 특정한 보안 환경에서만 실행되도록 제한하여 외부의 접근을 막는 방법이죠.

AI 모델을 훈련하고 실행하는 데에는 높은 연산 능력이 필요하며, 이를 위한 하드웨어 자원이 특정 대기업이나 연구 기관에 집중되어 있는 경우가 많습니다. 블록체인은 AI 연산을 분산 네트워크에서 수행할 수 있도록 하는 기술을 제공할 수 있습니다.

블록체인 기반의 분산 컴퓨팅 네트워크에서는 여러 참여자들이 유휴 컴퓨팅 자원을 제공하고, AI 연산을 분할하여 병렬적으로 수행할 수 있도록 하는 방법이 있죠. 이를 위해 블록체인은 작업 증명 대신 연산 증명 또는 스테이크 기반 연산 검증과 같은 새로운 합의 알고리즘을 활용할 수 있습니다.

이와 함께, 블록체인의 상태 채널과 레이어2 솔루션을 적용하면 AI 연산 과정의 성능을 향상시키면서도 네트워크의 확장성을 유지할 수 있습니다.

인공지능과 블록체인이 그리는 미래 사회, 벌써부터 기대되지 않으신가요?

〈주〉루트랩 대표이사