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CBDC의 작동 원리와 기술적 구조 한눈에 정리

by 잡담 아재 2025. 4. 18.

CBDC(중앙은행 디지털 화폐)는 국가가 직접 발행하는 디지털 형태의 화폐입니다. 하지만 단순한 앱 기반 잔액 서비스가 아니라, 복잡하고 정교한 기술적 구조를 바탕으로 설계된 공공 금융 시스템입니다.

 

이 글에서는 CBDC가 어떤 기술 위에 구축되어 있는지, 어떤 방식으로 작동하며, 사용자는 어떻게 이 디지털 화폐를 사용하는지를 단계별로 알기 쉽게 설명합니다. 특히 블록체인과 중앙화 시스템, 보안 기술, 오프라인 기능 등도 함께 다룹니다.

CBDC 원리

⚙️ CBDC는 어떻게 작동하는가?

CBDC(중앙은행 디지털 화폐)는 중앙은행이 발행하고 국민이 사용하는 디지털 형태의 법정통화입니다. 이는 중앙은행의 서버 혹은 분산된 디지털 네트워크를 통해 생성되며, 사용자는 이를 스마트폰 앱, 전자지갑 등으로 저장하고 거래할 수 있습니다. 기본적인 구조는 '중앙은행 → 중개기관 → 사용자'의 흐름으로 구성됩니다. 중앙은행은 CBDC를 발행하고, 이를 금융기관이나 공공 인프라를 통해 개인과 기업에 배포합니다. 사용자는 일반적인 송금처럼 디지털 화폐를 주고받으며, 실시간으로 잔액이 갱신됩니다.

 

거래가 이뤄질 때마다 해당 정보는 중앙 시스템이나 분산 원장(블록체인 등)에 기록됩니다. 이때 시스템은 이중 지급(한 번에 두 명에게 동시에 같은 돈을 보내는 것)이나 위조된 거래가 없는지 자동으로 검증합니다. 예를 들어, A가 B에게 10 디지털원(CBDC 단위)을 보내면, 시스템은 A의 잔액을 확인하고 금액을 차감한 후, B의 잔액에 동일한 금액을 추가하는 방식으로 작동합니다. 이 모든 과정은 초 단위로 처리되며, 수수료는 거의 없거나 매우 낮게 책정됩니다.

 

실제로 CBDC는 내부적으로 ‘지급명령 생성 → 거래 승인 → 원장 기록’의 절차를 자동화된 알고리즘으로 반복 수행하며, 기존의 현금 흐름보다 훨씬 빠르고 투명하게 작동합니다.

🧱 CBDC의 기술 구조: 계층별 이해

CBDC는 단순한 디지털 통화가 아니라, 여러 기술 계층(layer)으로 구성된 복합 시스템입니다. 일반적으로는 다음과 같은 세 가지 핵심 계층으로 설명할 수 있습니다: 발행 계층, 유통 계층, 이용자 인터페이스 계층입니다.

🔧 1. 발행 계층 (Issuance Layer)

이 계층은 중앙은행이 디지털 화폐를 생성하고 관리하는 구조입니다. 이곳에서는 디지털 화폐의 총 발행량, 회수 정책, 데이터 기록 방식 등을 설정하며, 시스템의 '통화 기초' 역할을 합니다. 모든 디지털 통화는 여기서 생성되며 고유한 식별번호가 부여됩니다.

🔁 2. 유통 계층 (Distribution Layer)

중앙은행이 직접 개인에게 디지털 화폐를 제공하지 않고, 유통 계층을 통해 분산시킵니다. 일반적으로는 민간 은행이나 정부 기관, 공공 인프라 서비스 제공자가 이 역할을 수행합니다. 이 계층은 사용자 인증, 거래 승인, 송금 처리 등의 핵심 업무를 맡습니다.

📱 3. 사용자 계층 (User Interface Layer)

사용자는 스마트폰 앱이나 전용 기기를 통해 디지털 화폐를 사용할 수 있습니다. 여기에는 디지털 지갑, 거래 내역 확인, QR 송금 등 다양한 기능이 포함됩니다. 접근성과 사용자 경험(UX)을 향상시키는 데 중점을 둔 계층입니다.

🧠 4. 선택적 추가 계층

일부 설계에서는 분석 계층(Analytics Layer)이나 스마트 계약(Smart Contract Layer)이 추가될 수 있습니다. 이들은 특정한 조건 하에 자동으로 결제되도록 하거나, 통화 흐름을 실시간으로 분석하는 기능을 제공합니다.

CBDC 시스템은 이처럼 각 계층이 분리되어 설계되어 있지만, 전체적으로 유기적으로 연결되어 하나의 통화 생태계를 구성합니다. 이를 통해 효율성, 보안성, 유연성을 동시에 확보할 수 있습니다.

CBDC 원리

📚 원장 구조: 블록체인 vs. 중앙 집중형

CBDC의 핵심은 바로 ‘원장(Ledger)’입니다. 이 원장은 모든 거래 기록을 보관하는 디지털 장부로, 중앙은행 디지털 화폐의 신뢰성과 기능을 좌우합니다. CBDC 설계 시, 크게 두 가지 방식이 논의됩니다: 중앙 집중형 원장과 분산 원장(블록체인 기반)입니다.

🏛️ 중앙 집중형 원장

중앙 집중형 원장은 말 그대로 중앙은행이 하나의 시스템을 통해 모든 거래 기록을 직접 저장하고 검증하는 방식입니다. 기존의 전산 시스템과 유사하며, 구조가 단순하고 속도도 빠릅니다. 대부분의 국가에서 초기 실험 단계에서는 이 방식을 우선 적용합니다.

이 구조의 장점은 빠른 처리 속도, 관리 편의성, 낮은 운영 비용입니다. 하지만 단일 실패 지점(Single Point of Failure)에 대한 위험이 있으며, 중앙 기관이 모든 데이터를 통제하기 때문에 프라이버시 보호 이슈가 제기될 수 있습니다.

🔗 분산 원장 구조 (블록체인 기반)

분산 원장은 블록체인 또는 DLT(Distributed Ledger Technology)를 기반으로 하는 구조입니다. 거래가 여러 노드에 분산되어 저장되며, 각 노드 간 합의를 통해 거래를 검증합니다. 이 방식은 보안성과 무결성 측면에서 강점이 있습니다.

블록체인을 활용할 경우, 거래 내역이 수정 불가능하며, 외부 공격에 강한 구조를 만들 수 있습니다. 그러나 거래 처리 속도가 상대적으로 느리고, 고도화된 기술력이 필요하다는 점이 단점입니다.

⚖️ 선택 기준은 무엇인가?

국가마다 선택은 다릅니다. 중국과 바하마는 중앙 집중형 구조를, 스웨덴과 프랑스는 블록체인 기반을 실험하고 있습니다. 한국은행은 두 구조 모두를 테스트한 뒤, 효율성과 보안성, 국민 수용도 등을 종합해 최종 구조를 결정할 계획입니다.

이처럼 원장 구조는 CBDC의 설계 철학과 정책 방향에 따라 달라질 수 있으며, 특정 기술이 정답은 아닙니다. 중요한 것은 국가별 여건에 맞는 안정성과 확장성을 갖춘 시스템을 선택하는 것입니다.

🧾 접근 방식: 계좌형 vs. 토큰형

CBDC는 기술 구조뿐만 아니라 사용자에게 어떻게 ‘지급’되고 ‘보관’되는지도 매우 중요합니다. 이러한 접근 방식은 크게 두 가지로 나뉘는데요, 바로 계좌형(Account-based)과 토큰형(Token-based)입니다. 이 두 가지는 사용자의 인증 방식, 보안성, 유연성 측면에서 서로 다른 특징을 가집니다.

🏦 계좌형 CBDC

계좌형 방식은 사용자가 중앙은행 또는 중개기관에 ‘계좌’를 개설하고, 그 계좌를 통해 CBDC를 주고받는 구조입니다. 사용자는 자신의 신원 정보를 통해 인증을 거치며, 거래 기록은 계좌에 따라 기록됩니다. 이 방식은 현재 은행 시스템과 가장 유사한 구조입니다.

장점은 다음과 같습니다:

  • 분실 위험이 적음 (계좌 기반 보관)
  • 거래 추적 및 정책 집행이 용이함
  • 기존 금융 시스템과 연동이 수월함

단점은 프라이버시 보호가 어렵고, 익명 거래가 불가능하다는 점입니다. 신원 기반 구조이기 때문에 감시 논란이 발생할 수 있습니다.

🪙 토큰형 CBDC

토큰형은 디지털 화폐를 실물처럼 간주하는 구조로, 사용자가 가진 디지털 토큰이 곧 ‘현금’의 역할을 합니다. 이는 지갑 앱 등에 저장되며, 소유자가 누구냐가 중요한 것이 아니라 '누가 토큰을 가지고 있느냐'가 기준이 됩니다.

토큰형의 장점은 다음과 같습니다:

  • 익명성 보장이 가능함
  • 현금처럼 누구나 사용 가능 (접근성 우수)
  • 단순한 구조, 오프라인 사용 가능성

그러나 분실 또는 탈취 시 복구가 어렵고, 불법 자금에 사용될 가능성이 있다는 점에서 통제 측면에서는 취약하다는 단점이 존재합니다.

🔍 혼합형 모델도 가능

많은 국가에서는 이 두 가지 방식을 혼합한 '계좌형 + 토큰형 하이브리드 모델'을 고려하고 있습니다. 예를 들어, 일정 금액 이하는 익명성이 유지되지만, 그 이상은 인증 절차를 요구하는 식입니다. 한국은행 역시 이러한 방식에 관심을 두고 있습니다.

다음으로, 많은 분들이 궁금해하시는 '오프라인 환경에서의 사용 가능성'에 대해 알아보겠습니다. 전기가 없거나 인터넷이 없는 상황에서도 CBDC를 사용할 수 있을까요?

📡 오프라인 거래는 가능한가?

CBDC의 가장 큰 과제 중 하나는 “인터넷이 끊긴 상황에서도 거래가 가능한가?”라는 문제입니다. 특히 재난 상황, 산간 지역, 고령층 사용 환경 등에서는 인터넷 연결이 항상 원활하지 않기 때문에, '오프라인 결제' 기능은 현실적인 필요로 떠오르고 있습니다.

이를 위해 여러 국가들은 ‘오프라인 CBDC 기술’ 연구를 병행하고 있으며, 대표적으로는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스, QR코드 기반의 기기 간 직접 통신(P2P 방식)이 주로 실험되고 있습니다.

📱 1. 스마트폰 간 NFC 또는 블루투스 전송

두 개의 스마트폰이 인터넷에 연결되어 있지 않더라도, 근거리 통신을 통해 디지털 화폐를 전송하는 방식입니다. 이때 스마트폰 내부에는 보안 요소(Secure Element)가 탑재되어 있어, 디지털 화폐가 안전하게 이동하도록 합니다.

🔋 2. 하드웨어 지갑 기반

일부 국가는 특수한 하드웨어(예: 오프라인 전용 스마트 카드 또는 전자 소형기기)를 활용해 CBDC를 저장하고, 이를 물리적으로 접촉하여 결제하는 방식을 실험 중입니다. 이 경우 배터리와 자체 저장공간이 있어 외부 연결 없이도 사용이 가능합니다.

🧾 3. 한정적 오프라인 금액 사용

보안 문제를 고려해 오프라인 거래에는 일정 금액 한도를 설정하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 하루 최대 5만 원 한도 내에서는 오프라인 거래가 가능하되, 그 이상은 온라인 인증이 필요한 구조입니다. 한국은행도 2024년부터 오프라인 결제 기능에 대한 실증 연구를 본격화하였으며, 교통 결제, 지역 상점 소액 구매 등에 적용 가능한 시나리오를 테스트하고 있습니다. 이 기술이 성공적으로 도입된다면, 정전이나 통신 두절 상황에서도 최소한의 거래가 유지될 수 있어 재난 대응 수단으로서의 기능도 기대되고 있습니다.

 

이제 마지막으로, CBDC가 운영되는 데 있어 가장 핵심적인 기술 요소 중 하나인 ‘보안’과 ‘개인정보 보호’에 대해 알아보겠습니다.

🔐 CBDC의 보안과 개인정보 보호

CBDC는 국가의 공식 화폐이자 디지털 시스템에 기반한 만큼, 보안성과 개인정보 보호가 가장 중요한 요소로 꼽힙니다. 사용자 입장에서는 “누가 내 거래 내역을 들여다볼까?”, “해킹당하지는 않을까?”와 같은 의문이 생길 수밖에 없습니다. 이에 따라 각국 중앙은행은 고도화된 보안 기술을 설계에 반영하고 있습니다.

🛡️ 1. 이중 인증 및 사용자 보호

CBDC 시스템은 대부분 생체인식(지문, 얼굴), PIN번호, 기기 인증 등의 다중 인증 체계를 갖추고 있습니다. 사용자가 디지털 지갑에 접근하거나 송금을 실행할 때는 반드시 이중 이상의 인증 절차를 거치게 되어 보안을 강화합니다.

🔒 2. 위조 및 이중지급 방지

CBDC는 기본적으로 모든 디지털 단위(토큰 또는 계정)를 고유 식별자로 구분하고, 거래가 이루어질 때마다 중앙 시스템 또는 분산원장이 실시간으로 중복 여부를 검증합니다. 이를 통해 위조나 이중 지급(double-spending)을 원천적으로 차단합니다.

🕵️ 3. 선택적 익명성

완전한 익명성과 완전한 추적 가능성은 모두 장단점이 있습니다. 한국은행을 포함한 여러 중앙은행은 ‘선택적 익명성’을 도입하려는 움직임을 보이고 있습니다. 이는 소액 거래나 특정 한도 이하의 거래는 익명으로 허용하고, 고액 거래는 실명 기반 인증이 필요한 구조입니다.

📡 4. 실시간 위협 탐지 시스템

CBDC 시스템은 사이버 보안 위협에도 대응할 수 있도록, AI 기반 이상 거래 감지 및 위협 대응 시스템을 갖추고 있습니다. 예기치 못한 접근, 이상 거래 패턴이 발생할 경우 자동으로 차단하거나 관리자에게 알림을 전송합니다.

🔐 5. 데이터 최소화와 암호화 저장

CBDC에서 수집되는 거래 정보는 최소한으로 유지되며, 민감한 정보는 암호화되어 저장됩니다. 예를 들어, 송금 정보는 거래 인증에는 사용되지만, 그 상세 내역은 익명화 처리될 수 있도록 설계됩니다.

결국 CBDC는 기술적인 진보와 더불어 ‘신뢰’를 기반으로 하는 시스템입니다. 안전하고 믿을 수 있어야만 국민들이 실제 사용하게 되며, 따라서 모든 구조는 이 ‘신뢰’를 설계의 중심에 두고 개발되고 있습니다.

📋 FAQ

Q1. CBDC는 블록체인 기술을 반드시 사용하나요?

A1. 그렇지 않습니다. 블록체인을 사용할 수도 있고, 중앙 집중형 시스템을 선택할 수도 있습니다. 각국은 보안성, 처리 속도, 비용 등을 고려해 결정합니다.

 

Q2. CBDC는 인터넷 없이도 사용할 수 있나요?

A2. 일부 기술은 오프라인 환경에서도 사용 가능하도록 개발 중입니다. 예를 들어 NFC나 전용 하드웨어를 통한 근거리 통신 방식이 실험되고 있습니다.

 

Q3. CBDC가 도입되면 지폐는 사라지나요?

A3. 단기적으로는 공존하는 구조가 유지됩니다. 현금 수요가 완전히 사라지지는 않았기 때문에, 단계적으로 혼용될 가능성이 높습니다.

 

Q4. 개인 간 송금도 가능한가요?

A4. 가능합니다. CBDC는 스마트폰 등을 이용한 P2P 거래도 지원하며, 실시간으로 송금되고 수신자가 즉시 사용할 수 있습니다.

 

Q5. 개인 정보는 어디까지 수집되나요?

A5. 최소한의 정보만 수집되며, 거래 기록은 암호화되어 보관됩니다. 사용자는 본인 확인 절차 후에만 조회 가능한 구조가 적용됩니다.

 

Q6. 외국에서 발행된 CBDC도 사용할 수 있나요?

A6. 아직 표준화는 진행 중이지만, 중앙은행 간 협정을 통해 국가 간 사용도 가능하게 만드는 실험이 이뤄지고 있습니다.

 

Q7. CBDC는 누가 관리하나요?

A7. 중앙은행이 발행하고 관리하며, 필요 시 일부 기능은 민간기관(예: 금융기관 등)이 중개자로서 역할을 수행할 수 있습니다.

 

Q8. 전자지갑 없이도 사용할 수 있나요?

A8. 원칙적으로는 디지털 지갑 형태로 사용되지만, 특수한 하드웨어나 QR 방식으로도 거래가 가능하도록 기술이 개발되고 있습니다.