김시호 교수팀, 신호 없는 교차로 교착 상태 문제 해결 방법 제시

[보안뉴스 박미영 기자] 연세대 글로벌융합공학부 김시호 교수팀이 ‘블록체인’을 이용한 ‘차량간 신뢰네트워크’ 기술을 개발했다.

보통 먼저 진입한 차가 통과 우선권을 갖는 신호등 없는 교차로에 자율주행차가 거의 동시에 도달했을 때, 어떤 차가 먼저 진입했는지를 자율주행차가 스스로 감지해야 자신의 통행 우선권을 판단할 수 있다. 그러나 아직 이를 판별하는 기술적인 방법이 존재하지 않아서, 무신호 교차로에서 자율 주행차들이 만날 경우 교착 상태(deadlock)가 발생한다. 인간 운전자들은 이러한 상황에서 합의하에 양보할 수 있지만, 인공지능 Agent 간 양보를 가르치는 것은 아직 해결해야 할 문제다. 또한 어떤 자율주행차가 이런 상황에서 항상 양보하도록 프로그램돼 있다면 소비자가 이를 선택할 것인가에 대한 문제 등이 발생한다.

김시호 교수팀에서 개발한 블록체인 기술 기반 차량 간 신뢰네트워크는 자율주행차들이 무신호 교차로에서 차량 간 우선권을 판단해 순차 주행할 수 있도록 만들어주는 기술로, 성공적으로 동작 가능함을 입증했다.

‘블록체인’은 거래 등의 기록을 불특정 참여자 간에 분산장부로 공유함으로써 기록의 위조·변조 및 행위에 대해 부인을 불가능하게 만드는 기술로, 차세대 보안 방식으로 주목받고 있다. 하지만 비트코인·이더리움 등에 사용되는 방법은 장부 기록을 수분 또는 수초 주기로 기록하기 때문에 초당 수백회 이상 거래가 발생하는 차량 간 통신 등 실시간성이 요구되는 경우에는 적용할 수 없었다.

이에 김시호 교수 연구팀은 장부를 지역 동적 장부(LDB, Local Dynamic Blockchain)와 주장부(MB, Main Blockchain)로 분리해 구성했다. 이는 실시간 정보는 지역 동적 장부에 기록하고 중요한 이벤트만을 주장부에 기록함으로써 블록체인 기술이 실시간 정보를 다룰 수 있게 해주는 한편 주장부(MB)의 저장 용량이 무한대로 커지는 것을 방지해 수천만대 자동차의 운행 통신을 모두 기록할 수 있게 해준다.

이 차량 간 신뢰네트워크를 이용하면, 자율주행차는 자신이 교차로에 도달한 시간을 블록체인의 지역 동적 장부(LDB)에 기록해 우선권을 가진 차량이 먼저 진입할 수 있도록 돕는다. 이는 교착 상태를 방지하는 한편 교차로에서 사고의 발생 가능성을 낮추며, 사고가 발생한 경우 어떤 차량에 과실이 있었는지도 확인할 수 있게 한다.

이 연구는 IITP ICT 인재 양성 사업의 후원을 받아 진행됐으며, 엘스비어 출판사의 어드밴스드 인 컴퓨터 전문 저서 및 컴퓨터 네트웍스 저널을 통해 2018년 9월에 발표됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]

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