Defining Decentralization: An Ontological Perspective

거대한 "누가 통제하는가?"의 혼란

당신이 도시를 묘사하려고 한다고 상상해 보십시오. 집들이 서로 멀리 떨어져 있기 때문에 도시가 "넓게 퍼져 있다(spread out)"라고 말할 수도 있고, 단 한 명의 시장도 모든 가로등을 통제하지 않기 때문에 "탈중앙화되어 있다(decentralized)"라고 말할 수도 있습니다. 컴퓨터 과학의 세계에서 이 두 단어, 즉 **분산(distribution)**과 **탈중앙화(decentralization)**는 수십 년 동안 혼용되어 왔습니다. 분산은 피자 배달과 같습니다. 토핑은 피자 전체에 흩어져 있지만, 그 토핑들은 모두 하나의 피자에 속해 있습니다. 탈중앙화는 더 많은 것은 이웃 사람들이 각자 자신의 정원을 가꾸고 있으며, 그 누구도 모든 대문의 열쇠를 쥐고 있지 않은 동네와 같습니다.

오랫동안 과학자와 엔지니어들은 보안이 강화된 인터넷 네트워크부터 함께 학습하는 인공지능에 이르기까지 모든 것을 구축하기 위해 이 용어들을 사용해 왔습니다. 하지만 문제는 여기에 있습니다. 모두가 "탈중앙화"가 해킹하기 어렵고, 더 사적이며, 더 회복력이 높기 때문에 좋은 것이라는 점에는 동의합니다. 하지만 정작 그것이 무엇인지에 대해서는 아무도 합의하지 못하고 있습니다. 만약 데이터가 여러 컴퓨터에 있더라도 한 명의 '보스 컴퓨터'가 그들에게 무엇을 할지 지시한다면, 그 시스템은 탈중앙화된 것일까요? 아니면 아무도 책임자가 없는 자유로운 상태여야만 할까요? 이러한 혼란은 설계도 없이 집을 짓는 것과 같습니다. 겉보기에는 집처럼 보일지 몰라도 바람이 불면 무너지는 구조물을 만들게 될 수도 있습니다. 우리가 더 똑똑한 AI와 더 복잡한 디지털 네트워크를 구축하기 시작함에 따라, "탈중앙화"의 정확한 정의를 밝히는 것은 단순한 말장난이 아닙니다. 이는 위기 상황에서 살아남는 시스템과 무너지는 시스템 사이의 차이를 결정짓는 일입니다.

논문의 핵심 아이디어: 혼돈을 위한 지도

"탈중앙화의 정의: 온톨로지적 관점(Defining Decentralization: An Ontological Perspective)"이라는 제목의 이 논문은 탈중앙화가 실제로 무엇을 의미하는지에 대한 미스터리를 풀려는 탐정 역할을 합니다. 뉴캐슬 대학교와 플라워 랩스(Flower Labs)의 연구진인 저자들은 현재 우리가 탈중앙화를 이야기하는 방식이 무질서하고 종종 틀렸다고 주장합니다. 그들은 사람들이 분산(물리적으로 놓여 있는 위치)과 탈중앙화(어떻게 연결되어 있고 누가 통제하는가)를 자주 혼동한다고 지적합니다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 **온톨로지(ontology)**라고 불리는 새로운 "지도"를 구축했습니다. 온톨로지를 단순히 단어를 정의하는 데 그치지 않고, 그 단어들이 설명하는 사물들이 실제 세상에서 어떻게 서로 맞물려 돌아가는지를 설명하는 초정밀 사전이라고 생각하십시오. 단순히 네트워크에 얼마나 많은 컴퓨터가 있는지 세는 방식(논문은 이 방법이 너무 단순하다고 언급합니다) 대신, 그들은 구성 요소들 사이의 관계를 살펴보는 시스템을 만들었습니다. 그들은 컴퓨터 시스템을 점(컴퓨터)과 그 점들을 잇는 선(케이블)으로 이루어진 그래프로 취급합니다.

이 논문의 주요 발견은 어떤 시스템 전체를 단순히 "탈중앙화되었다" 혹은 "중앙집중적이다"라고 단정 지을 수 없다는 것입니다. 대신, 시스템은 어떤 면에서는 탈중앙화되어 있고 다른 면에서는 중앙집중적일 수 있습니다. 예를 들어, **연합 학습(Federated Learning)**이라는 인기 있는 AI 학습 유형의 경우, 데이터는 많은 휴대폰에 흩어져 있을 수 있지만(탈중앙화), 단 하나의 서버가 여전히 그들에게 무엇을 할지 지시할 수 있습니다(중앙집중화). 저자들의 새로운 지도는 이러한 차이를 포착할 수 있습니다. 그들은 시스템이 "예/아니오"라는 답변을 강요받는 대신, 일부는 자유롭고 일부는 통제되는 부분적 탈중앙화(partially decentralized) 상태일 수 있음을 증명합니다.

새로운 도구: "공백 허용성(Void Tolerance)"과 "불침투성(Imperviousness)"

이 새롭고 더 복잡한 탈중앙화 개념을 측정하기 위해, 저자들은 유희적이면서도 강력한 두 가지 도구인 **공백 허용성(Void Tolerance)**과 **불침투성(Imperviousness)**을 발명했습니다.

네트워크를 친구들이 쪽지를 주고받는 웹이라고 상상해 보십시오.

• **공백 허용성(Void Tolerance)**은 다음과 같이 묻습니다: "만약 한 친구가 갑자기 사라진다면, 그룹 전체의 대화가 중단되는가?" 만약 한 사람이 떠남으로써 그룹이 두 개의 고립된 섬으로 나뉜다면, 그 시스템은 공백 허용성이 낮은 것입니다. 만약 누군가 떠난 후에도 그룹이 계속 대화를 이어간다면, 공백 허용성이 높은 것입니다. 이는 시스템이 빠진 조각들로부터 얼마나 잘 생존하는지를 측정합니다.
• **불침투성(Imperviousness)**은 다음과 같이 묻습니다: "특정한 사람이 그룹과 대화하는 것을 막기 위해 얼마나 많은 전화선을 끊어야 하는가?" 만약 단 하나의 선만 끊어도 그 사람을 침묵시킬 수 있다면, 그 사람은 그리 보호받지 못하는 것입니다. 만약 수십 개의 선을 끊어야 한다면, 그 사람은 매우 불침투적입니다. 이는 시스템의 연결을 끊기가 얼마나 어려운지를 측정합니다.

저자들은 자신들의 지도를 연합 학습(많은 기기에 있는 개인 데이터를 통해 AI가 학습하는 기술)과 블록체인(암호화폐의 기반 기술)이라는 두 가지 매우 다른 실제 사례에 적용하여 테스트했습니다.

시뮬레이션 결과, 기존의 탈중앙화 측정 방식은 종종 오류를 범한다는 것을 보여주었습니다. 예를 들어, 블록체인 네트워크는 많은 컴퓨터를 가지고 있기 때문에 "탈중앙화"된 것처럼 보일 수 있지만, 만약 그 모든 컴퓨터가 한 회사에 의해 통제된다면, 새로운 지도는 그것이 통제 측면에서는 사실상 중앙집중적임을 드러냅니다. 반대로, 어떤 시스템은 보스 컴퓨터 때문에 "중앙집중적"으로 보일 수 있지만, 데이터와 학습이 다양한 기기에서 이루어진다면, 지도는 그 특정 영역에서는 탈중앙화되어 있음을 보여줍니다.

논문은 이 새로운 그래프 기반의 지도와 두 가지 새로운 지표를 사용함으로써, 마침내 서로 다른 시스템을 공정하게 비교할 수 있다고 결론짓습니다. 우리는 단순히 추측하는 대신, "이 AI 시스템은 데이터 저장 측면에서는 더 탈중앙화되어 있지만, 의사 결정 측면에서는 덜 탈중앙화되어 있다"라고 말할 수 있습니다. 저자들은 누구나 네트워크를 그려보고 즉시 이러한 점수를 확인할 수 있는 브라우저 기반 도구를 제작하여, 자신들의 정의가 다양한 유형의 기술에 걸쳐 작동함을 입증했습니다.

이 논문이 주장하지 않는 것

이 논문이 주장하지 않는 바를 아는 것도 중요합니다. 저자들은 자신들의 지도가 오직 연결의 구조(그래프)만을 본다는 점을 매우 명확히 하고 있습니다. 이 지도는 시스템이 얼마나 빠른지, 비용이 얼마나 드는지, 또는 규칙이 얼마나 공정한지는 측정하지 않습니다. 또한 그들은 새로운 "공백 허용성"과 "불침투성" 수치가 이 연구를 위해 만든 특정한 공식이며, 중력과 같은 자연의 보편적인 상수가 아니라는 점을 인정합니다. 논문은 이 수치들이 비교를 위해 유용하지만, 모든 문제에 대한 최종적이고 완벽한 답은 아니라고 제안합니다. 또한 그들의 정의는 컴퓨터의 '소유권'(예를 들어 한 회사가 모든 서버를 소유하는 경우)을 고려하는 것이 아니라, 컴퓨터들이 어떻게 연결되어 있는지만을 다룬다는 점을 언급합니다.

요점

요약하자면, 이 논문은 "탈중앙화"를 단순히 켜거나 끌 수 있는 스위치로 취급하는 것을 멈춰야 한다고 제안합니다. 대신, 그것은 빨간색과 파란색이 섞일 수 있는 색상처럼 다차원적인 속성입니다. 새로운 수학적 지도와 회복력을 측정하는 두 가지 새로운 방식을 사용하여, 저자들은 우리의 디지털 세계가 어떻게 구축되어 있는지 이해하기 위한 더 명확하고 정직한 방법을 제공합니다. 그들은 시스템이 '독단적인 부분'과 '자유로운 부분'의 혼합체일 수 있으며, 그 혼합을 이해하는 것이 미래를 위한 더 안전하고 더 나은 기술을 구축하는 핵심임을 보여줍니다.