사물인터넷

사물인터넷, 어렵지 않아요 우리 주변 물건이 인터넷에 연결되면 무슨 일이 생길까요

1. 사물인터넷이 대체 뭔가요?

사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 우리 주변의 물건에 센서와 소프트웨어, 통신 모듈(정보를 주고받는 부품)을 넣어서 인터넷에 연결하는 기술이에요. 이렇게 하면 사람이 일일이 조작하지 않아도 물건끼리 스스로 정보를 모으고, 서로 주고받고, 처리할 수 있게 돼요. 여기서 말하는 '사물'은 가전제품, 자동차, 공장 설비, 손목에 차는 웨어러블 기기처럼 안에 작은 컴퓨터가 들어 있는 다양한 물건을 뜻해요. 스마트홈에서 조명과 온도를 알아서 맞추는 것, 공장에서 설비 상태를 지켜보는 것, 도시 곳곳에 놓인 교통·환경 센서망 같은 것이 대표적인 예예요.

사물인터넷에 연결되는 물건은 저마다 자기만의 고유한 이름표(다른 물건과 구별되는 식별자)를 가지고 있어야 해요. 그리고 바깥 상황을 알아채기 위해 센서를 안에 달고 있어요. 연결되는 물건이 많아질수록 인터넷에는 어마어마한 양의 데이터가 쌓이는데, 이건 예전 방식으로는 분석하기 힘들 만큼 큰 규모예요. 그래서 이런 '빅데이터'를 효율적으로 처리하는 계산 방법(알고리즘)도 함께 필요해졌어요. 동시에 모든 물건이 공격 대상이 될 수 있기 때문에, 사물인터넷이 퍼질수록 보안의 중요성도 같이 커져요.

시장 조사기관 가트너는 2009년 무렵 사물인터넷을 쓰는 물건이 약 9억 개였는데 2020년까지 260억 개로 늘어날 거라고 내다봤어요. 또 시스코는 2013년부터 2022년까지 10년 동안 사물인터넷이 약 14조 4천억 달러의 경제적 가치를 만들어낼 거라고 전망했어요. 다만 이 숫자들은 모두 미리 짐작한 예측치라는 점을 기억하면 좋아요.

이렇게 보면 쉬워요 · 사람이 서로 문자를 주고받듯, 물건들이 자기들끼리 문자를 주고받게 만드는 기술이에요.

2. 사물인터넷은 어떤 부품들로 이뤄지나요?

사물인터넷을 만드는 기술 요소는 크게 네 가지로 나뉘어요. 물건이 누구인지 알아보는 '신원 확인', 물건끼리 연결하는 '네트워크 구축', 물건에 감각을 주는 '센서', 그리고 물건을 움직이게 하는 '제어 가능성'이에요.

먼저 신원 확인이에요. 네트워크에 참여하는 물건은 다른 물건이 자기를 알아볼 수 있도록 고유한 신원을 가져야 해요. 가까운 거리에서는 RFID(무선으로 태그를 읽는 기술)를 쓰지만, 넓은 범위의 네트워크에서 물건 하나하나를 구별하려면 각 물건에 IP 주소(인터넷상의 집 주소)를 줘야 해요. 그런데 32비트짜리 주소 체계인 IPv4로는 폭발적으로 늘어나는 물건 주소를 다 나눠 줄 수가 없다는 한계가 드러났어요. 그래서 128비트짜리 더 넉넉한 체계인 IPv6가 필요하다는 이야기가 나왔어요. 다만 끝단에 있는 물건이 인터넷에 직접 붙지 않고, 집 안 같은 로컬 네트워크에서 사설 IP(내부용 주소)를 쓰면서 서버를 거쳐 가는 경우에는 공인 IP(진짜 인터넷 주소) 수요가 그렇게 급하게 늘지 않을 수도 있어요.

다음은 네트워크 구축이에요. 물건은 자기가 모은 정보를 필요할 때 다른 물건과 주고받고 합쳐서 새로운 정보를 만들어낼 수 있어야 해요. 이를 위해 웹에서 쓰는 HTTP를 대신할 가벼운 통신 규약으로 MQTT가 제안됐고, 표준화 단체인 OASIS가 MQTT를 사물인터넷의 표준 규약으로 받아들였어요.

마지막은 감각 부여와 제어예요. 센서를 통해 물건에 감각을 주고, 사용자는 원하는 대로 조작해서 물건에 행동을 지시할 수 있어요. 물건끼리의 통신은 P2P 방식(중간 관리자 없이 서로 직접 연결하는 방식)으로 이뤄져요. 그리고 만든 회사와 규격이 다른 기기들을 서로 연결하려면 상호운용성(서로 다른 기기가 문제없이 함께 작동하는 성질)을 갖추는 것이 핵심 과제가 돼요.

이렇게 보면 쉬워요 · 사람이 이름·전화번호·눈과 귀·손을 갖춰야 소통하듯, 물건도 신원·통신망·센서·조작 기능을 갖춰야 해요.

3. 사물인터넷에 왜 블록체인이 등장하나요?

사물인터넷 기기는 수백만에서 수십억 대까지 늘어나요. 이렇게 많은 기기가 만들어내는 데이터가 중간에 변조되지 않았음을 보장하고, 기기끼리 아주 작은 금액을 자동으로 결제하는 문제에서 블록체인 기술과 접점이 생겨요. 모든 데이터를 중앙 서버 한 곳에 모으는 방식은 규모가 커질 때 감당하기 어렵고, 그 한 곳이 고장 나면 전체가 멈추는 단일 장애점 문제가 있어요. 그래서 분산원장(정보를 여러 곳에 나눠 함께 기록하는 장부)을 통해 신뢰를 확보하려는 시도가 이어지고 있어요.

대표적으로 이야기되는 게 기계 대 기계(M2M) 결제예요. 예를 들면 전기차가 충전소와 직접 대화해서, 쓴 전기만큼 자동으로 값을 정산하는 식이에요. 다만 사물인터넷 기기는 처리 능력과 배터리가 넉넉하지 않고, 거래 횟수가 엄청나게 많아요. 그런데 전통적인 블록체인은 거래마다 수수료가 붙고 한 번에 처리할 수 있는 양이 제한적이라서, 이런 환경에는 잘 맞지 않는다는 지적이 있어요.

이 한계를 겨냥해 나온 것이 아이오타(IOTA) 프로젝트예요. 아이오타는 탱글이라는 방향성 비순환 그래프 구조(거래가 한 방향으로만 이어지고 다시 되돌아오지 않는 그물망 형태)를 써서, 수수료 없는 소액 결제와 높은 확장성을 사물인터넷 환경에 맞게 설계했어요. 또 사물인터넷 센서가 현실에서 모은 데이터를 블록체인 위 스마트 컨트랙트(조건이 맞으면 자동으로 실행되는 계약 프로그램)에 전달하려면, 믿을 수 있는 데이터 중개 역할을 하는 오라클이 필요해요. 그리고 양이 많은 원시 데이터는 성능을 위해 오프체인(블록체인 바깥)에 저장하고, 검증에 필요한 값만 온체인(블록체인 안)에 기록하는 방식을 흔히 써요. 분산 원장에 참여하는 기기는 그 자체로 하나의 노드(네트워크에 참여하는 개별 컴퓨터)역할을 맡기도 해요.

이렇게 보면 쉬워요 · 전기차와 충전소가 사람 손을 거치지 않고 스스로 '얼마 썼으니 얼마 낼게'라고 정산하는 셈이에요.

4. 사물인터넷은 실제로 어디에 쓰이나요?

사물인터넷의 활용은 개인·산업·공공 부문으로 나눠 볼 수 있어요.

개인 부문에서는 차량을 인터넷에 연결해 더 안전하고 편한 운전을 돕고, 심장박동이나 운동량 같은 정보를 알려 줘서 건강을 관리하게 하고, 집 안 환경을 통합해서 제어해 생활을 편하고 안전하게 만들어요. 한국에서는 삼성전자와 LG전자 등이 사물인터넷 기술을 적용한 스마트홈 제품을 선보였어요.

산업 부문에서는 공정을 분석하고 시설물을 지켜봐서 작업 효율과 안전을 높이고, 생산·가공·유통 과정에 사물인터넷을 접목해 생산성과 안전한 유통 체계를 갖춰요. 산업 영역에서는 물건을 연결하는 과정에서 사용자가 실제로 쓰는 경험(UI/UX)을 잘 챙기는 것이 '서비스형 사물(Things as a Service, TaaS)'의 중요한 요소로 꼽혀요. 넓게 보면 스마트폰이나 블루투스 스피커처럼 이미 우리 일상에 흔해진 기기도 사물인터넷 사례에 들어가요.

공공 부문에서는 CCTV, 노약자 GPS 같은 정보를 활용해 재난을 미리 막고, 대기·폐기물 정보를 받아 환경오염을 줄이고, 에너지 정보를 통해 관리 효율을 높여요. 스페인 바르셀로나시는 빈 주차공간을 감지해 정보를 나눠 주거나, 쓰레기통이 얼마나 찼는지 재서 수거 트럭에 알려 주는 도시 관리 시스템을 구축했어요. 미국 뉴욕시는 마이크로소프트와 협력해서 CCTV, 방사능 감지기, 자동차 번호판 인식장치를 하나로 이은 대테러 감지 시스템(Domain Awareness System)을 운영했어요.

5. 사물인터넷에는 어떤 위험과 문제가 따르나요?

먼저 해킹에 취약할 수 있다는 점이에요. 많은 사물인터넷 기기가 바탕으로 삼는 리눅스 운영체제가 제대로 된 보안 설정이나 업데이트를 갖추지 못하면, 웜(스스로 퍼지는 악성 프로그램)에 의한 해킹 위험에 노출될 수 있어요. 실제로 미국의 유아 모니터링 카메라 제조사 TRENDnet은 자사 제품 'SecurView'에 충분한 보안을 갖추지 않은 채 팔았다가, 700여 가구의 집 안 영상이 유출되는 사고를 냈고 연방거래위원회(FTC)로부터 제재를 받았어요. 지능형 운송이나 진료처럼 데이터 보안이 중요한 분야와, 도시 관리나 환경처럼 인증(진짜 맞는지 확인하는 것)이 중요한 분야는 서로 다른 보안 문제를 안고 있어요. 그래서 한 층만 방어하는 게 아니라 여러 층에 걸쳐(cross-layer) 협력하는 접근이 필요해요. 사물인터넷 환경의 위협은 디도스 공격(수많은 감염 기기를 동원해 한 곳을 마비시키는 공격)처럼 나타나기도 해요.

다음은 표준이 부족하다는 문제예요. 사물인터넷은 물건끼리 통신하는 규칙인 프로토콜을 바탕으로 하는데, 통일된 표준이 없다 보니 기업·국가 간 경쟁이 지나치게 뜨거워진다는 지적이 있어요. 실제로 퀄컴은 'AllJoyn'이라는 프로토콜을, 구글은 이에 맞서 'Thread'를 내놓았고, 구글·시스코·IBM·삼성·마이크로소프트 등이 표준 주도권을 놓고 경쟁했어요. 인텔은 오픈 상호연결 컨소시엄(OIC) 형태의 협력체를 만드는 등 표준 경쟁이 계속 이어졌어요.

마지막은 환경에 미치는 영향이에요. 모든 물건에 전자 부품이 들어가면서 버려지는 전자제품(e-waste)이 빠르게 늘어나는 것이 환경 문제로 지적돼요. 이를 줄이려면 물건의 효율과 내구성을 높이고, 정보를 전달하고 저장하는 과정을 효율적으로 최소화하는 것이 중요해요.

6. 한국은 어떻게 대응해 왔나요?

대한민국은 정부가 앞장서서 사물인터넷 관련 정책을 단계적으로 추진해 왔어요. 시간 순서대로 보면 흐름이 한눈에 들어와요.

2009년 10월에는 방송통신위원회가 〈사물지능통신 기반구축 기본계획〉을 발표했어요. 2010년 5월에는 같은 방송통신위원회가 사물인터넷을 10대 미래 서비스로 뽑았고, 2011년 5월에는 사물지능통신 종합지원센터가 문을 열었어요. 2011년 10월에는 7대 스마트 신산업 육성 전략에 사물인터넷이 포함됐어요.

2014년 5월에는 과학기술정보통신부가 〈사물인터넷 기본계획〉을 발표하면서 사물인터넷 혁신센터를 열고 글로벌 협의체를 출범시켰어요. 그리고 2024년 6월에는 행정안전부가 사물인터넷을 활용한 안전대책을 담은 제5차 국가안전관리기본계획(2025~2029)을 확정했어요.

7. 어떤 기업들이 사물인터넷에 뛰어들었나요?

사물인터넷 시장에는 미국의 시스코, 대한민국의 삼성전자 등이 진출해 있어요. SK텔레콤 같은 네트워크 통신 기업은 사물인터넷이 본격화되면 수혜를 볼 대상으로 거론돼요. 네이버는 자회사 네이버클라우드의 클라우드 사업부를 통해 Cloud IoT Core 같은 서비스를 제공해 왔어요. 삼성전자는 2014년 12월 조직개편에서 사물인터넷 시대에 대비할 전략 조직을 새로 만들려 하면서, 관련 해외 기업 인수와 글로벌 협력을 넓혔어요.

2013년 무렵부터 국내 증시에서는 지엠피, 에스넷, 기가레인 등이 사물인터넷 테마주(특정 흐름과 엮여 주목받는 종목)로 거론되며 2014년 상반기에 관심을 받았어요. 다만 실제로 사물인터넷 시대가 왔을 때 어떤 기업이 이득을 볼지에 대해서는 여전히 의견이 갈려요. 2014년 1월에는 구글이 아우디·GM·혼다·현대·엔비디아 등과 함께 안드로이드 기반 커넥티드 카(인터넷에 연결된 자동차)를 위한 오픈 오토모티브 얼라이언스(OAA)를 결성했어요.

8. 비슷한 말들과는 어떻게 다른가요?

사물인터넷은 비슷한 개념들과 함께 이해하면 더 또렷해져요. 포괄하는 범위로 보면 만물인터넷(IoE) > 사물인터넷(IoT) > 사물통신(M2M) 순서로 정리돼요. 즉 만물인터넷이 가장 넓고, 사물통신이 가장 좁아요.

만물인터넷(IoE)은 특정 기업이 만든 조어로, 사물뿐 아니라 사람·데이터·프로세스까지 아우르는 가장 넓은 개념이에요. 사물인터넷(IoT)은 사물이 인터넷의 영역으로 들어와 연결되는 단계를 말해요. 사물통신(M2M)은 기기끼리의 통신을 가리키지만, 인터넷의 영역까지 완전히 품지는 못한 개념이에요.

한편 사물인터넷에 인공지능을 결합해 기기가 스스로 판단하게 하는 흐름은 지능형 사물인터넷(AIoT)으로 불려요. 이건 웨어러블 컴퓨터, 유비쿼터스 컴퓨팅(어디에서나 컴퓨터를 쓸 수 있게 하는 개념) 등과도 개념적으로 맞닿아 있어요.

이렇게 보면 쉬워요 · 만물인터넷은 큰 상자, 사물인터넷은 그 안의 중간 상자, 사물통신은 가장 작은 상자예요.