이 글에서는 블록체인이 콜드체인 구축에 있어 어떤 도움을 주는지, 어떻게 적용되어 활용되는지 적용사례와 향후 전망에 대하여 쉽게 소개하고자 한다.

이를 통해 물류인들 뿐만 아니라 일반 소비자 입장에서 앞으로 콜드체인 기반의 블록체인 시스템을 통해 어떤 혜택이 주어지고 블록체인이 만들어가는 생태계가 콜드체인을 어떻게 변화해 나갈 수 있는지, 즉 블록체인이 무엇을 보장할 수 있는 것인지를 소개할 것이다.

콜드체인의 생명은 적정 온도관리

물류에서의 콜드체인의 생명은 적정 온도관리이다. 온도 관리의 목적은 신선식품의 신선도를 유지시키는 것이다.

신선도를 유지해야 하는 구간은 산지에서 가공공장까지, 그리고 공장에서의 가공 이후 냉동, 냉장창고가 있는 물류센터와 마지막으로 소비자 배송까지의 각 거점들과 구간들이다. 바로 이 거점별 구간에서의 일정한 온도관리를 제공하는 것이다. 제품의 생산부터 소비자에게 최종 배송되는 전 구간에서의 일정한 저온 범위를 유지하기 위하여 적용되는 활동들인 것이다. 각 거점에서의 보관 시 온도관리와 거점 사이 수·배송 구간에서의 배달 차량의 온도관리까지가 주요 관리 범위이다.

물류 거점별 구간별 전주기 차원에서의 블록체인 시스템 활용을 위한 분산 저장이 필수적이다. 그러나 콜드체인의 일정한 온도관리를 유지하기 위해서는 냉장, 냉동 공조 전문 장비의 설치와 일정한 온도를 유지하기 위한 더 많은 전력공급과 에너지 소비가 수반되기 때문에 전주기 관리는 쉽게 적용될 수 있는 간단한 문제가 아니다. 더불어 아직도 냉동·냉장창고에 단순 다단적재 보관하여 제품의 유통기한 관리도 없이 운영하는 보관, 유통, 배송사업자들이 많은 것이 사실이다.

콜드체인 온도관리 시스템의 현주소

콜드체인 초기 투자 대비 고부가가치 물류 사업을 영위하기 위해서는 신선도 유지를 위한 빠른 배송과 새벽배송과 같은 라스트 마일딜리버리 서비스와 결합하여 고품질의 식품을 좋은 가격에 배송까지 할 수 있는 구조를 만들어야 한다. 그래서 소비자들의 만족도는 개선되어가고, 이것이 하나의 Mega trend로 자리잡아가고 있다.

그러나 이 역시도 단위 업무별 협력을 필요로 하는 관련 기업들 간의 온도관리만 이루어지고 있는 것이다.

즉, 수요기업의 요청에 의거하여 공급기업이 온도관리를 제공하여 식품을 공급하는 것이고, 그 협력공간에서만 콜드체인 온도관리가 이루어지는 것이다.

이런 제한된 영역에서 관리된 온도 데이터가 두 회사 간 데이터의 투명성은 제공할 수는 있어도 폐쇄적인 형태로 온도 관제 서비스가 이루어지고 있는 것이다. 온도 데이터의 정확성은 주장, 증빙할 수 있어도 해당 온도 데이터의 객관화된 신뢰성까지 제공하지는 못한다는 것이다. 이것이 현재 시점에서의 데이터 기반의 온도단말기와 스마트폰 앱을 통해 제공하는 콜드체인 온도관리 시스템의 현주소이다.

콜드체인에 블록체인이 요구되는 까닭

그럼에도 불구하고 물류산업에서 콜드체인의 비중은 더욱 커지고 있다. 코로나19로 인한 의약품과 신선식품 수요 확대에 따른 비대면 소비가 확산되고 있기 때문이다.

냉동이나 냉장에 의한 식료품·의약품 등을 배송하는 유통체계의 신뢰성은 매우 중요하다. 특히 유통이력 위변조나 변질된 식품 유통에 의한 사고 발생 시 실시간으로 수집되는 온도 유통 이력 데이터를 통해 문제 원인이 추적 관리될 수 있어야 한다. 이를 위해서는 표준화된 온도 데이터 수집체계가 필요하다.

표준화된 데이터 수집에 기반한 저장구조의 프레임웍(Framework)을 기반으로 블록체인과 연동하여 위변조를 못하게 암호화된 프로토콜로 분산 저장하여 데이터의 신뢰성을 제공해야 할 것이다. 바로 이것이 콜드체인에 블록체인이 필요한 이유이다. 이를 기반으로 생산자부터 소비자까지 모든 콜드체인 프로세스 참여자에게 더욱 안전한 물류 유통 서비스를 제공할 수 있다.

특히 콜드체인은 보관과 수배송 등 다양한 이슈들이 복잡하게 연관된 다자간의 협업이 굉장히 중요한 산업분야인 만큼, 거래 과정에서의 온도에 대한 유통이력 데이터의 투명성과 보안성, 신뢰성이 매우 중요하기 때문에 블록체인 플랫폼은 필수적이다.

블록체인을 통한 신뢰 네트워크의 구축
이렇게 필수적인 블록체인 플랫폼이 어떻게 동작하는지에 대한 이해를 명확하게 할 필요가 있다.

우리가 은행에 저금을 하거나 타인에게 송금을 할 경우를 생각해보자. 은행에 저금할 경우는 해당 은행 서버에 나의 저금 정보가 단독으로 저장되는 것이다. 하나의 서버라는 컴퓨터에 저장되는 만큼 위조되거나 해킹으로 인한 데이터 공격을 받을 경우, 또는 지진이나 자연재해에 의한 파손 시 복구가 안 되는 금전적 피해가 상당할 것이다. 더불어 타행으로 송금할 경우 보내는 계좌은행과 받는 계좌은행, 즉 두 곳에 데이터가 저장되는 구조이다. 이러한 구조를 기반으로 신뢰를 보장할 수 있기 때문에 우리는 은행을 이용하는 것이다.

콜드체인에서도 마찬가지이다. 신선식품의 신뢰도야 맛으로 판단하지만, 그에 앞서 2명 이상의 다자간 신뢰를 제공할 수 있는 것은 블록체인 시스템으로 가능하다. 즉, 블록체인 시스템으로 신뢰 네트워크를 보장할 수 있다는 것이다.

기업들 간의 단순 B2B(business to business)형태의 온도 관제가 아니라 최종 소비자까지 콜드체인생태계에 참여함에 따라 최종 소비자 customer가 참여한 전체 모습이 콜드체인 온도 관리의 전주기 이력관리가 가능한 구조인 것이다. 그래야 생태계가 자리를 잡게 되고, 이 생태계가 콜드체인 전체의 수준을 바꿀 수 있을 것이다. 바로 블록체인을 통해서 다자간의 물류유통에서의 신뢰 시스템을 제공할 수 있는 것이다. B2B2C(business to business to customer)형태가 될 것이다.

모든 참여주체 간 신뢰 기반 합의 알고리즘
이런 블록체인 네트워크의 구성을 위해 불특정 다수의 퍼블릭 블록체인 망으로 아키텍쳐를 설계하고 블록체인 노드를 구성하는 것은 낭비적이 요소가 다분하다. 불필요한 자원낭비가 많은 구조이기 때문이다. 그 이유는 물류 데이터가 은행 데이터만큼 직접적으로 사회에 영향을 미치는 가치를 제공하는 데이터가 아닌 로그성 데이터 성격이 강하기 때문이다.

로그성 데이터에 기반한 트랜잭션 처리에 대한 시스템과 네트워크 낭비를 줄이기 위해서는 퍼블릭보다는 프라이빗 블록체인이 효과적이다. 현존하는 프라이빗 블록체인에서는 리눅스 파운데이션에서 공개한 하이퍼레저 패브릭 플랫폼이 콜드체인 블록체인에 가장 효과적이다.

하이퍼레져 패브릭을 이용한 블록체인에서의 기본 네트워크 구성 참여자는 물류 공급망의 참여업체들로 구성이 가능하다. 즉, 허가받은 노드로 각각의 생산자와 유통 가공업체, 보관업체 그리고 소비자가 노드로 구성될 수 있기 때문에 매력적이다.

신선식품의 생산자와 가공업체, 그리고 판매업체와 라스트 마일 배송업체 등 공급망 기준의 참여자들을 기본 블록체인 노드로 참여시킨다는 것은 하나의 온도데이터를 같이 분산 저장할 수 있는 자격을 가지게 된다는 의미이다. 풀어서 설명하면 신라시대 화백제도의 만장일치 시스템에서의 의견 수렴과정을 통한 결정처럼 블록체인 참여노드로 참여한 해당업체들이 모두 신뢰 기반의 합의 알고리즘으로 합의를 이루게 되고, 네트워크 노드 간에 합의가 이루어져서 해당 참여노드에 데이터가 모두 분산 저장되는 구조를 갖게 되는 것이다. 이러한 방식으로 저장되기 때문에 위변조를 방지할 수 있는 것이다. 한마디로 된장으로 된장찌개를 만들 수 있어도 된장으로의 환원이 불가한 구조이다.

콜드체인 내 사회적 갈등비용 줄이는 블록체인
그렇다면 블록체인에 분산 저장되는 구조 이전의 원천 온도 데이터의 유실과 조작 자체는 방어할 수 있는 것일까? 즉, 온도센서나 전용 온도단말기의 기기 오류나 통신사 네트워크의 음영지역 발생에 의해 데이터의 단절이 발생하는 구간이 있을 것이다. 이런 경우는 블록체인이 해결해주지는 못한다.

쌓여진 동시간대 해당 위치에서의 로그데이터를 기반으로 AI 딥러닝을 통해 추론하는 예지보존 알고리즘을 통한 데이터 보정과 엣지(Edge)단의 보안기능이 탑재된 형태로 단말 관제를 강화하여 구간과 거점별 온도 데이터의 결측치(missing value)를 보정하여 신뢰를 유지할 수 있을 것이다. 특정 구간에서의 온도관리가 아닌 전주기 온도관리가 가능하다면 예기치 않은 식품 변질 문제가 발생할 때, 즉 보관 및 운송과정에서 온도의 이상치(outlier value)나 결측치(missing value)를 확인하여 즉각적인 이상 유통경로를 차단시키고 역 추적을 할 수 있기 때문이다. 각 구간 단계별로 원산지, 보관이력, 수배송 이력 전체가 관리되기 때문에 유통과정을 실시간으로 추적할 수 있는 것이다.

이것은 보관과 배송 추적, 그리고 결제 데이터 관리까지 연동되어 신선식품 제조업체와 물류대행업체, 그리고 소비자 간의 분쟁을 줄여 줄 수 있는 데이터 유통구조를 제공하기 때문에 데이터의 해석을 통한 사회적 갈등 비용을 줄여줄 것이다.

현재 글로벌 IBM 푸드트러스의 경우 공급망 최대의 블록체인 플랫폼을 적용하여 시장을 확대하는 추세이다. 푸드트러스의 최대 장점은 생산자와 유통, 그리고 최종소비자를 블록체인 채널로 하나의 사슬로 묶었다는 것이다. 이른바 B2B2C의 구조인 것이다. 그래서 소비자가 스마트폰으로 식품에 부착된 QR을 찍으면 생산정보와 운송기간 등 식품 이력 추적이 가능한 구조라 눈여겨 볼만하다.

글로벌 스탠다드 GS1기반의 표준 데이터 상품코드(EPC: Electronic Product Code) 입력포맷을 물류 바코드로 정의하여 기준 정보를 활용한 상품유통과정에서 블록체인을 활용하여 GLN(Global Location Number), SSCC(Serial Shipping Container Code)와 같은 데이터들과 연관된 형태로 제공되는 EPCIS 프레임웍도 굉장히 중요한 스마트 물류 분류체계로 급부상하고 있다.

글로벌하게 아마존에서 판매하려면 GS1기반 바코드 표준으로 입력해야 하고, 저장하여 전체적인 판매 이력을 관리할 수 있는 형태로 제공한다면 세계 어디에서든 판매 유통이력에 대한 정보를 제공할 수 있는 구조이기 때문이다. 유럽의 수산물 대기업들 또한 블록체인 기반으로 주요 데이터를 다양한 형태로 획득(Capture)하여 수산물의 신선 이력을 강화하고 있다.

콜드체인 블록체인 경제 생태계의 완성
결론적으로 콜드체인 블록체인이라는 분산된 공통의 장부에 얼마나 신뢰성 있는 데이터를 정해진 데이터 표준 프로토콜로 수집할 수 있는 지 그것이 가장 중요할 것이다. 이에 대한 열쇠는 최종 소비자가 영향력이 가장 클 것이다.

신뢰 네트워크 간의 구성 노드별 합의된 프로토콜에 대한 신뢰를 유지시키기 위해서는 참여자 간 기여에 대한 보상이 필수적이다. 즉, 신선식품을 만들어 판매하려는 업체들은 고품질의 콜드체인 유통구조가 보장된 데이터를 개방하기가 쉽지 않다. 아직 폐쇄적인 부분이 있다. 특히나 온도 유통 데이터를 개방할 경우 문제 발생 시 긁어 부스럼이 아닌가? 하는 식의 우려가 있는 것이 현실이기 때문이다. 그것은 결국 최종 소비자의 지불의사(willing to pay)가 얼마나 강한지에 따라 바뀔 수 있을 것이다.

최종소비자들이 집 앞에 배달되어 온 신선식품을 받아서 마지막으로 아이스 박스안의 온도를 체크할 수 있는 프로세스상의 한단계 구조를 보장하는 것이다. 라스트 마일에서 신선식품 배송박스에 장착된 온도 센서를 소비자가 스마트폰으로 찍어 인증을 한다면 해당 제품에 대한 신뢰와 소비자 간의 충성도는 배가 될 것이다.

이를 위해서는 마지막 배송에서의 온도센서를 설치한 아이스박스와 같은 재활용 가능한 컨테이너의 가격 경쟁력 있는 설계를 통하여 해결할 수 있을 것이고, 일회성 또는 다회성 상품박스의 유통회수 대행업체들도 필수적으로 필요할 것이다. 이것은 유통업체의 몫이지만 블록체인 생태계에서의 온도 데이터 관리는 신선식품 생산업체의 마케팅과 직결되어 소비자에게 신뢰도와 충성도를 유지시킬 것이고, 이것은 결국 유통구조에서의 물류혁신으로 이어져 콜드체인 블록체인 신뢰 네트워크를 구성한 참여 노드 모두에게 더 큰 가치를 만들어 줄 것이다.

유통업체의 비용 절감이 되는 경쟁력 있는 박스 delivery는 절대적으로 콜드체인 블록체인 네트워크 구성이 되어야 바야흐로 전성기를 맞이할 것이다. 결국 이런 블록체인 노드간의 참여에 의한 보상체계는 최종 소비자의 일회성 주문이 아니라 정기구독 서비스로 이어질 것이다. 만족과 신뢰가 동시에 이루어지기 때문이다. 이는 안정화된 콜드체인 유통시스템이 블록체인 시스템을 통하여 생태계의 보상시스템으로 이어질 수 있는 발판이 될 것이다.

그것은 B2B2C에 의한 콜드체인 블록체인 경제 생태계를 완성해나갈 것이다. 글을 마무리하면서 한편의 영화의 제목이 떠올라서 응용해본다.

“우리는 지난 여름에 콜드체인 블록체인으로 말미암아 생선회 한 점의 신선함을 입맛이 아닌 보관, 운송, 배송 데이터 기록을 가지고 이미 신뢰할 수 있었다.”