[김영기 칼럼] 위고의 생활 속 블록체인_4 블록체인 기반 스마트팜 관제 시스템

[강남 소비자저널=김영기 칼럼니스트]

스마트팜은 현대 농업의 디지털화 및 자동화를 위한 첨단 기술을 활용한 농업 방식을 의미한다. 스마트팜은 다양한 센서, 데이터 분석, 자동화 기술, 빅데이터, 인터넷 연결 장치, 인공지능(AI) 등을 활용하여 농작업을 효율적으로 관리하고 생산성을 향상시키는 것을 목표로 한다. 토양, 대기, 작물, 가축 등 다양한 환경 변수를 모니터링하는 센서 기술, 로봇, 드론, 자율주행 차량 등 자동화 기술, 데이터 분석 알고리즘, 장비를 제어 및 모니터링 하는데 사용되는 IoT (Internet of Things)기술이 복합적으로 사용된다.

미국, 스페인, 노르웨이, 스웨덴 등 국가에서 스마트팜 시스템을 활용하고 있다. 이러한 스마트팜 시스템의 데이터 기반 의사결정, 정밀 농업 기술, 스마트 계약 등을 활용하여 농작물 생산과 가축 양식의 효율성을 증가시킨다. 또한, 물, 비료, 농약 및 에너지 사용을 최적화할 수 있다. IoT 센서를 통해 토양 및 작물 상태를 모니터링하고, 정확한 양의 자원을 공급하고, 과다한 자원 사용을 방지한다. 이로써 스마트팜은 농산물의 품질을 향상시키며, 농부의 수익을 증가시키고, 농산물 공급의 안정성을 향상시킬 수 있다.

국내에서도 스마트팜에 대한 관심이 높다. 농림축산식품부는 2017년 11월 스마트팜 확산을 혁신성장 핵심 선도사업의 하나로 선정하였으며, 2018년 4월에는 관계부처 합동으로 스마트팜 확산방안을 마련하고, 2022년까지 스마트팜 7,000ha, 축사 5,750호의 농가 보급과 「스마트팜 혁신밸리」4개소 구축을 목표로 사업을 추진 중이다.

그러나 스마트팜도 보완해야 할 문제가 있다. 스마트팜 데이터 위변조는 스마트 농업 시스템에서 발생할 수 있는 중요한 보안 문제 중 하나다. 데이터 위변조는 농작물 생산, 농업 관리 및 의사결정에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 다음과 같은 위험 요소가 포함된다.

정보 왜곡: 데이터 위조는 센서, IoT 디바이스, 데이터베이스 또는 전송 프로토콜을 통해 전달되는 농업 데이터를 왜곡할 수 있다. 이로 인해 잘못된 농작물 정보, 날씨 예보 또는 수확 예측이 발생할 수 있다.

부정한 의사결정: 위조된 데이터가 사용될 경우, 농부나 농장 관리자는 잘못된 의사결정을 내릴 수 있다. 예를 들어, 수확 시기 또는 물 공급과 같은 중요한 농작업 결정이 영향을 받을 수 있다.

안전 및 품질 문제: 농산물의 안전 및 품질과 관련된 데이터 위조는 소비자 건강에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 위조된 데이터로 인해 농산물의 안전 검사 또는 품질 관리가 누락될 수 있다.

금전적 손실: 농부나 농업 기업에 금전적인 손실을 초래할 수 있습니다. 농작물 생산의 부적절한 관리로 인해 손실이 발생하거나, 위조된 데이터로 인해 보상 또는 보험 청구에 어려움을 겪을 수 있다.

협력관계 파괴: 스마트팜은 여러 이해 관계자 간의 데이터 공유와 협력이 중요하다. 데이터 위변조는 협력관계를 파괴하고 데이터 신뢰도를 저해시킨다.

이러한 데이터 관리의 문제점을 블록체인으로 해결할 수 있다. 블록체인(Blockchain)은 분산 원장 기술로, 데이터를 안전하게 저장하고 관리하는 기술이다. 블록체인은 네트워크의 모든 참가자 간에 공유되는 분산 원장(ledger)을 가지고 있다. 데이터베이스는 중앙 서버가 아니라 네트워크의 여러 노드에 저장되어 데이터의 무결성이 보장된다. 또한, 모든 참가자에게 데이터에 대한 투명성을 제공한다. 데이터는 블록체인 네트워크에 기록되어 모든 이해 관계자가 열람할 수 있다. 스마트 계약 구현을 통해 자동화된 계약으로, 특정 조건이 충족되면 트랜잭션을 실행하고 데이터를 업데이트할 수 있기에 협력 과정에서의 신뢰도를 높일 수 있다.

이러한 과정을 스마트팜에 적용 시 현장에서 온도, 습도, 광 센서 등을 통해 자동 수집된 데이터는 블록체인에 실시간으로 저장된다. 해당 과정은 모두 자동으로 이뤄지기 때문에 데이터를 다루는 중간자에 의해 발생할 수 있는 오라클 문제(oracle problem)를 방지할 수 있다. 저장된 데이터는 위변조가 불가능하기 때문에 농산물의 생산지, 생산 날짜 등 정보의 신뢰도가 매우 높다. 블록에 저장된 데이터를 필요 시 빠르게 불러오기 위해 블록 정보를 데이터 베이스에 저장한다. 블록체인의 데이터를 빠르게 찾기 위한 ‘목차’와 같은 역할을 수행한다.

이로써 블록체인의 장점인 데이터의 무결성과 투명성이 접목된 스마트팜 관제 시스템이 완성되며 기존 스마트팜 관제 시스템의 취약점을 없앨수 있을 것으로 기대되고 있다. 스마트팜과 블록체인은 농업 분야의 혁신을 주도하고 있으며, 먹거리의 안전성과 효율성을 향상시키는 데 큰 역할을 한다. 이러한 기술은 농부들과 소비자들 모두에게 혜택을 제공하며, 미래 농업에서 농산물 생산과 유통을 더 투명하고 효율적으로 만들어 나가는데 도움될 것으로 여겨진다.