비트코인 사용원리

마지막 업데이트: 2022년 3월 21일 | 0개 댓글
  • 네이버 블로그 공유하기
  • 네이버 밴드에 공유하기
  • 페이스북 공유하기
  • 트위터 공유하기
  • 카카오스토리 공유하기
출처 : https://onezero.medium.com/how-does-the-blockchain-work-98c8cd01d2ae

Saint Binary의 여정

블록체인은 2007년의 미국에서 촉발된 세계 금융위기를 겪으며 중앙집권화된 금융 시스템에 대한 위험을 회피하고 기축통화인 달러를 견제하기 위해 사토시 나카모토라는 필명의 개발자가 고안한 기술입니다. 이후 2009년 사토시 나카모토는 블록체인 기술을 기반으로 비트코인을 개발하게 됩니다.

2007년 세계 금융위기를 조금 더 들여다 보면, 당시의 미국은 저금리 기조의 영향으로 국민의 신용등급에 따른 주택에 대한 담보대출을 무분별하게 해주기 시작합니다. 대출을 해주는 대부 업체 뿐 아니라 은행들은 금융공학을 바탕으로 모기지론에 대한 파생상품들을 개발하게 됩니다.(가격이 오르고 내리는것에 대한 베팅을 하는 개념의 상품으로 보면 될거 같습니다.)

이후 시간이 흐르고 경기변동에 따라 금리가 올라가게 되고, 낮은 등급(서브프라임 모기지)의 대출자들이 대출금을 갚지 못하는 현상이 계속되면서 도산하는 대부업체가 늘어나고 이에 따라 파산하는 은행들이 생기게 됩니다.

강건한 시스템이며 무너지지 않을것이라는 굳건한 믿음의 은행들이 파산하는 현상을 겪으며 미국은 자국 우선주의 정책으로 돌아서게 되고 해외에 투자된 자금을 회수하는 등의 조치에 따라 금융위기가 세계로 확산되게 됩니다.

위와 같은 사례는 부동산이 금융자산의 대부분을 차지하고 대출없이 부동산을 매입하기 어려운 우리나라에서도 시사점이 크다고 할수 있겠습니다.

다시 사토시 나카모토가 개발한 블록체인기술로 돌아와서, 비트코인은 위와 같은 사례처럼 세계 금융위기와 국가들의 이해 관계에 따라 리스크를 가지고 있는 중앙집권적 금융시스템을 견제하기 위해 설계되었으며, 위험에 대한 견제, 탈중앙화, P2P, 투명성, 안전자산의 기능 등이 핵심 사상이라고 할 수 있습니다.

블록체인의 개념 및 블록체인의 진화

블록체인의 개념에 대해 알아보겠습니다.

블록체인은 중앙에서 관리하는 시스템과는 달리 모든 노드에서 동일 정보를 관리/업데이트하는 분산관리원장이라고 할 수 있습니다.

우리가 부동산거래시 접하게 되는 등기부등본을 생각해보면 부동산의 생성시점부터의 소유자정보와 담보등과 관련된 이력을 표시합니다. 등기부등본은 누가 어디에서 뽑던간에 동일한 정보를 표시하고 이를 관리하는 곳은 국가기관 입니다.

블록체인이 등기부등본과 다른 점은 국가 중앙기관에서 정보를 관리하는 것이 아니라 관련된 모든 이해관계자들(블록체인에서는 노드로 표현하는)이 동일한 정보를 공유하고 이력데이터를 누적하여 추가하게 된다는 점입니다. 모든 이해관계자들이 부동산과 관련된 정보를 공유하고 서로가 잘못된 정보가 추가 되지 않는지를 검증하고 견제하는 시스템으로 볼 수 있습니다.

블록체인의 구성 및 메커니즘

비트코인기반의 블록체인의 구성에 대해 설명해보겠습니다.

먼저 최초의 블록을 Genesis Block 이라고 합니다. 추가 되는 블록은 헤더(Header)와 데이터(Data)로 이뤄 져 있습니다. 제너시스블록에 추가 되는 블록의 헤더에는 제너시스블록의 해시포인터를 갖고 있습니다.

해시포인터는 이전 블록의 데이터가 어디에 저장되어있는지와 Data가 변하지 않았는지를 검증하기위한 검증정보가 담겨져 있습니다. 한마디로 블록체인은 해시포인터로 연결된 Linked List라고 할수 있습니다.

각 블록에 대해 좀더 자세히 보겠습니다.

블록의 헤더에는 블록의 버젼정보, 이전블록헤더의 해시값과 머클루트라는 값과, 생성된 timestamp정보, 마이닝시 사용되는 난이도정보와 Nonce 값을 가집니다.

여기서 각각의 블록은 헤더에 이전 블록의 해시값만을 저장하고 트랜잭션 데이터에 대한 값을 저장하지 않습니다.

여기서 의문이 생깁니다. 트랜잭션데이터를 악의적으로 변경했을때 어떻게 검증할 수 있을까요? 이 문제는 머클루트라는 값으로 해결할 수 있습니다.

머클루트는 머클트리의 루트값(최상위부모)을 의미합니다. 머클트리는 해시포인터로 이뤄진 이진트리입니다.

루트 아래에는 자식 노드 들이 달리고 최하위 노드에는 데이터를 가리키고 있는 해시포인터가 달리게 됩니다. 즉 머클루트 값을 알면 모든 데이터의 해시포인터를 알수 있게 되죠.

블록의 데이터를 머클트리로 구성하게 되면 만약 누군가 일부 트랜잭션데이터를 변경하게 되면 머클루트값 자체가 변하게 때문에 변경되었는지를 바로 감지 할수 있게 됩니다.

다음은 블록체인의 동작에서 가장 핵심적이라고 할 수있는 Proof of Work(작업증명)에 대해 간략히 설명하고 마치도록 하겠습니다.

사실 Proof of Work(이하 PoW라고 하겠습니다)는 블록체인 시스템의 각 노드들이 블록을 추가할때 Concensus(합의) 할수 있는 알고리즘 중 하나입니다. 여기에서의 합의는 추가되는 블록에 대한 이상 없음이 검증되어 이의(reject)가 없다는것을 의미합니다.

합의(Concensus)알고리즘에는 PoW외에도 PoS(Proof of Stake), DPoS(Delegated Proof of Stake) 등이 있습니다.

PoW는 한 텀마다(비트코인에서는 10분) 컴퓨터가 수행하기 어려운 계산(해시값찾기)을 수행하게 하고 일정 결과를 만족시키는 결과값을 도출한 노드가 모든 노드 들로부터 인정(합의)을 받는 행위라고 할 수 있습니다.

비트코인네트워크에서는 결과값을 도출한 노드에게 비트코인으로 보상하게 되고 transaction 데이터 블록을 추가하게 됩니다. 비트코인네트워크에서는 이를 채굴(Mining)이라고 합니다.

사토시 나카모토(익명의 개발자 필명이고 현재도 누군지도 알수 없는 인물)가 개발한 비트코인 네트워크에서 비트코인의 발행량은 2100만개이며 4년에 한번씩 보상이 반으로 줄어들고 2040년에는 보상이 0으로 수렴할 것이라고 합니다.

지금까지 가상화폐에 사용되는 블록체인기술의 구성 및 동작원리를 간략히 살펴봤습니다.

다음에는 비트코인에 사용된 블록체인기술이 왜 혁신적인지와 블록체인의 합의 알고리즘에 대해 알아보도록 하고 여기서 설명을 마치겠습니다.

사소한 리서치

비트코인이 다시 한번 불을 뿜었습니다. 어떻게 암호 화폐라는 것의 가격이 이렇게 높을 수 있는 것인가 많은 사람들이 궁금해하지만 막상 그 원리에 대해 정확히 이해하는 사람들은 별로 없습니다. 그래서 투자를 하더라도 과연 이게 정말 투자 대상으로서 가치가 있는지에 대해 확신이 없을 수 밖에 없습니다. 그래서 과연 비트코인이 무엇인지, 그리고 기술적으로 비트코인은 어떤 가치를 가지고 있는지에 대해서 한번 알아볼 수 있도록 하겠습니다. 그 전에 약간의 개념 정리를 먼저 해보도록 하겠습니다.

비트코인과 블록체인의 차이는 무엇인가?

비트코인은 블록체인 기술의 응용 중 하나입니다. 블록체인 기술을 기반으로 만들어진 하나의 프로그램으로 이해하면 됩니다. 비트코인으로는 가치(가상화폐)를 교환하는 일 밖에 하지 못하지만 블록체인으로는 가치 교환 뿐 아니라 스마트 계약 등 더 광범위한 일들을 해낼 수 있습니다.

블록체인 기술은 왜 주목받는가?

모든 가치의 교환에는 신뢰가 필요하다

인터넷의 탄생으로 인해 인류는 정보를 자유롭게 주고 받을 수 있는 시대를 맞이합니다. 시간과 공간의 제약 없이 P2P로 내가 전달하고자 하는 정보를 다양한 방식으로 누구에게나 전달할 수 있게 된 것입니다. 하지만 이러한 발전에도 불구하고 인터넷은 가치를 전달할 수 없는 한계를 지니고 있습니다. 여기서 정보와 가치의 차이를 이해하는 것이 중요합니다. 왜냐하면 돈이 걸린 문제에 관해서라면 우리는 상대방을 신뢰할 수 없기 때문입니다. 예를들어 물건을 사기 위해 돈을 송금을 한다고 할 때 우리는 상대방이 약속을 지킬지 모른다는 불안감을 항상 가지고 있을 수 밖에 없습니다. 송금 받는 사람은 돈이 가짜일 수 있다는 의심을 하게되고, 송금 하는 사람은 돈을 받고 물건은 못받을 수 있다는 걱정을 하게 됩니다. 이러한 신뢰의 공백을 채워주는 것이 3rd Party, 즉 거래와 무관한 제 3자입니다. 은행, 정부, 법원 같은 신뢰받는 제 3자들이 중간에서 가치의 거래를 담보해주고 수수료를 받아갑니다.

신뢰하지 않아도 가치를 전달할 수 있는 블록체인

블록체인 기술이 주목받는 것은 서로 신뢰할 수 없어도 가치의 교환이 가능하도록 만든다는 점입니다. 물론 제 3자가 필요하지도 않습니다. 이것이 가능한 것은 블록체인에서의 가치 교환은 프로그래밍되어 있기 때문에 상대방이 나를 속일 수 있다는 가능성을 거의 0%에 가깝게 줄여주기 때문입니다.(기계는 거짓말을 하지 않으니까요) 이를 탈 중앙화라고 말합니다. 거대한 조직이나 기관이 중계하던 가치의 교환이 P2P로 가능해지는 것이고 이는 비즈니스 생태계에 엄청난 혁신을 가지고 올 수 있는 가능성을 만들어줍니다.

자 그럼 어떻게 이런 탈 중화가 가능하다는 것인지 블록체인의 응용인 비트코인의 원리를 토대로 설명해보도록 하겠습니다.

비트코인의 원리

비트코인은 프로토콜(Protocol)이다

비트코인은 장부를 기록하는 하나의 프로토콜입니다. 더 쉽게 말하면 서로 다른 지갑(Wallet)간의 거래 기록을 남기는 사람들간의 약속이라고 할 수 있습니다.

비트코인의 거래기록

비트코인의 거래기록은 아주 단순합니다. 누가(예를들어 X) 누구에게(예를들어 Y) 얼만큼의 비트코인을 비트코인 사용원리 전송했다. 이게 전부입니다. 그리고 이 기록은 비트코인 프로토콜(또는 네트워크)에 연결된 모든 노드(컴퓨터)로 퍼진 후 저장됩니다. 비트코인 거래 참여자 누구나 열람할 수 있는 기록입니다. 새로운 거래가 발생하면 거래 기록이 만들어지고 곧 연결된 모든 노드에 전송되어 저장됩니다. 기록을 바탕으로 우리는 누가 얼만큼의 비트코인을 가지고 있는지 확인할 수 있습니다. 이렇게 거래 기록이 쌓이는 것이 비트코인 원리의 전부입니다. 너무 단순한가요? 그럼 여기서 상상해볼 수 있는 문제가 뭘까요? 그리고 그런 문제를 비트코인 프로토콜은 어떻게 해결할 수 있을까요?

누가 거래를 만들 수 있는가?

아무나 거래를 만들어 낼 수 있다면 비트코인은 프로토콜로서의 가치가 없겠죠. 비트코인은 Public key, Private Key 를 이용한 암호화를 사용하는데요, 내 Public key는 누구에게나 공개되어 있고, Private key는 나만 가지고 있습니다. 예를들어 A가 만들어낸 거래는 Private key를 이용해 암호화되어 있기 때문에 Public key와 대조해서 사람들은 그것이 A가 만들어낸 거래라는 것을 확인할 수 있습니다. 즉 다른 사람이 마치 내가 한것처럼 조작할 수 없다는 이야기입니다.

하지만 사람들은 절대로 내 Private key가 무엇인지 알 수 없습니다. (이건 수학적 원리이니 그냥 패스) 그리고 Private key가 저장되어 있는 곳이 바로 비트코인 지갑입니다.(지갑으로 표현하지만 사실은 그냥 컴퓨터에 깔린 프로그램입니다) 여기서 포인트는 비트코인 지갑에는 비트코인이 담겨있는 것이 아니라 Private key가 담겨있다는 것입니다. 비트코인 거래를 하려는 사람은 모두 이 지갑을 사용해야 합니다. Private key는 비트코인에서 나를 식별하게 해주는 ID와 같은 역할을 합니다.

출처 : https://onezero.medium.com/how-does-the-blockchain-work-98c8cd01d2ae

어떻게 거래를 신뢰할 수 있는가?

하지만 또 한가지 문제가 있습니다. 남이 비트코인 사용원리 아닌 본인 역시도 엉터리 거래를 만들어 낼 수 있기 때문입니다. 예를들어 내가 가지고 있지도 않은 1000BTC를 누군가에게 보낸다고 하면 어떻게 될까요?

비트코인의 모든 거래는 모든 노드에 저장됩니다. 내가 엉터리 거래를 하려고 하면 비트코인 프로토콜에서는 과거의 거래기록을 바탕으로 내가 실제로 그만큼의 BTC를 보낼 수 있는지를 검증합니다. 만약 거래기록을 기반으로 이게 불가능하다면 나는 그런 거래를 할 수 없는 것입니다.

거래 기록은 어떻게 신뢰할 수 있는가?

거래의 유효성을 과거 거래 기록을 통해 판단하기 때문에 비트코인이 잘 작동하려면 거래 기록 또한 신뢰할 수 있어야겠죠. 앞서 아무나 거래를 조작할 수 없다는 점은 설명했습니다. 하지만 거래의 유효성은 거래 기록을 기반으로 하기 때문에 아무나 거래 기록을 조작할 수 없어야 비트코인 프로토콜이 완벽하게 작동할 수 있겠죠?

중앙화된 시스템에서 거래 기록을 남기고 유지하는 것은 시스템을 운영하는 주체입니다.(은행이나 정부) 그들이 DB에 저장한 기록을 우리는 신뢰하는것이죠.

비트코인에서 거래기록은 거래가 발생한 시간 순서대로 저장됩니다. 이러한 기록이 저장되는 단위가 블록인데요, 블록들이 시간 순서대로 체인처럼 연결되어있기 때문에 우리는 이 기술을 블록체인이라고 부르는 것 입니다.

출처 : https://onezero.medium.com/how-does-the-blockchain-work-98c8cd01d2ae

비트코인에서 이런 블록들은 중앙화된 기관이 아닌 복잡하고 랜덤한 수학적 연산의 해답을 푼 노드가 만들어냅니다. 그리고 그 노드는 그 보상으로 비트코인을 받습니다. 이러한 작업을 채굴이라고 부르는데, 상당한 금전적 보상이 되기 때문에 많은 참여자들이 이런 블록을 만들어내기 위한 수학적 해를 찾기 위해 열심히 컴퓨터를 돌리게 되는 것입니다. 수학적 연산을 빨리 풀어낸 자가 기록을 남길수 있는 권리를 갖는다고 이해하면 됩니다. 연산의 난이도는 참여하는 노드가 많아질수록 점점 더 올라가게됩니다.

유효한 거래 기록들이 블록의 형태로 시간 순서대로 저장되고 이러한 기록은 수학적 연산의 해답을 푼 노드가 남길 수 있기 때문에 비트코인의 거래 기록 또한 조작하는것이 거의 불가능합니다.(즉 누군가가 기록을 조작하기 위해 반복적으로 블록을 생성해내는 것이 불가능한것입니다) 이렇게 비트코인은 중앙화된 관리자 없이도 P2P 거래의 완결성을 담보할 수 있게 됩니다.

마지막으로

위에서 서술한 개념만 이해하면 기술적 이해 없이도 비트코인이 어떻게 작동하는지 그 원리를 이해할 수 있습니다. 하지만 투자로서 블록체인에 접근하려는 분들에게는 비트코인의 작동 원리보다 탈중앙화라는 블록체인의 사회적 가치에 대한 이해가 더 중요하지 않을까 하는 생각입니다. 단적인 예로 탈 중앙화가 가능하다면 우리는 해킹이나 수수료 같은 문제에서 자유로워질 수 있으니까요. 다음 글들에서는 과연 블록체인이 실제로 어떻게 우리 사회를 변화시키고 있는가에 대한 내용을 한번 다뤄보는것도 비트코인 사용원리 재미있을 것 같습니다.

비트코인 사용원리

국내도서/외국도서 5/8만원 이상 구매 시 분리수거함, 일체형 장바구니, 투웨이 보냉백, 미니 접이식 테이블 선착순 증정(택1,포인트차감)

2022년 07월 15일 ~ 2022년 08월 01일

〈2022 한국 문학의 미래가 될 젊은 작가〉- 투표 참여 회원 전원 1천원 상품권 증정!

투표 참여 회원 전원에게 1천원 YES상품권을 드리고, 젊은 작가 영업왕에게는 작가 사인 도서와 YES상품권을 드립니다. 작가와 함께하는 특별한 만남에도 초대해요!

2022년 07월 11일 ~ 2022년 08월 11일

이달의 주목신간 & 추천도서 포함 국내도서 3만원 이상 구매 시 ‘북서핑 배지’ 선착순 증정(포인트 차감)

2022년 07월 01일 ~ 2022년 07월 31일

월간 채널예스 7월호를 만나보세요!

국내도서/외국도서/직배송 중고/eBook 2만원 이상 구입 시 '월간 채널예스 7월호'를 드립니다!(YES포인트 300원 차감)

2022년 07월 01일 ~ 2022년 07월 31일

2021 우량 투자서 35선 “최고의 주식 책을 소개합니다!”

전문가와 독자가 선정 · 평가한 2021 우량 투자서 35권을 만나보세요.

2021년 08월 30일 ~ 2022년 08월 29일

저자 소개 (5명)

저명한 과학기술학자이자 연쇄 창업가로, 비트코인 업계에서는 가장 널리 알려지고 높이 평가되는 인물 중 하나이다. 인기 있는 연설가이자 교사이고 작가이기도 한 안드레아스는 복잡한 주제에 쉽게 접근하고 이해할 수 있도록 도와준다. 그는 다수의 신생 기술 업체에게 조언을 해 주었으며 전 세계를 돌아다니며 회의 및 지역 행사에서 정기적으로 연설하고 있다. 저명한 과학기술학자이자 연쇄 창업가로, 비트코인 업계에서는 가장 널리 알려지고 높이 평가되는 인물 중 하나이다. 인기 있는 연설가이자 교사이고 작가이기도 한 안드레아스는 복잡한 주제에 쉽게 접근하고 이해할 수 있도록 도와준다. 그는 다수의 신생 기술 업체에게 조언을 해 주었으며 전 세계를 돌아다니며 회의 및 지역 행사에서 정기적으로 연설하고 있다.

이화여자대학교 통번역대학원 박사과정 중이며 부산외국어대학교 통번역대학원 한영과 초빙교수로 재직 중이다. 한국해양대학교에서 비트코인 사용원리 통번역직으로 근무한 바 있으며 현재 다양한 국제회의에서 왕성한 통역 실무 활동을 하고 있다. 동시에 기술과 통번역의 융합에 관심이 있으며 이와 관련한 연구 활동을 이어가고 있다. 이화여자대학교 통번역대학원 박사과정 중이며 부산외국어대학교 통번역대학원 한영과 초빙교수로 재직 중이다. 한국해양대학교에서 통번역직으로 근무한 바 있으며 현재 다양한 국제회의에서 왕성한 통역 실무 활동을 하고 있다. 동시에 기술과 통번역의 융합에 관심이 있으며 이와 관련한 연구 활동을 이어가고 있다.

한국외국어대학교 통번역대학원에서 통번역학 박사학위를 취득한 후 부산외국어대학교 통번역대학원 한영과 교수로 재직 중이다. 대표 저·역서로는 《문장부호의 번역학》(저서), 《Uncle Cow》(역서), 《통번역과 등가》(역서/공역), 《언어학과 번역》(역서), 《번역사 만들기》(역서/공역) 등이 있다. 부산국제외국인학교(BFS) 정책심의위원으로도 활동하고 있다. 한국외국어대학교 통번역대학원에서 통번역학 박사학위를 취득한 후 부산외국어대학교 통번역대학원 한영과 교수로 재직 중이다. 대표 저·역서로는 《문장부호의 번역학》(저서), 《Uncle Cow》(역서), 《통번역과 등가》(역서/공역), 《언어학과 번역》(역서), 《번역사 만들기》(역서/공역) 등이 있다. 부산국제외국인학교(BFS) 정책심의위원으로도 활동하고 있다.

캐나다 University of British Columbia에서 컴퓨터 공학 박사를 취득한 후 삼성전자 통신 연구소를 거쳐 (주)코인플러그 에서 Chief Security Officer로 재직 중이다. 캐나다 University of British Columbia에서 컴퓨터 공학 박사를 취득한 후 삼성전자 통신 연구소를 거쳐 (주)코인플러그 에서 Chief Security Officer로 재직 중이다.

블록체인 기술 연구를 선도하는 핀테크 회사로서, 비트코인 거래소를 시작으로 비트코인 결제 솔루션, 전자지갑, 기프트 카드, ATM, 블록체인 기술 기반 인증서, 문서인증 솔루션 등 다양한 서비스를 제공하고 있다. www.coinplug.com 블록체인 기술 연구를 선도하는 핀테크 회사로서, 비트코인 거래소를 시작으로 비트코인 결제 솔루션, 전자지갑, 기프트 카드, ATM, 블록체인 기술 기반 인증서, 문서인증 솔루션 등 다양한 서비스를 제공하고 있다. www.coinplug.com

만든 이 코멘트

출판사 리뷰

인터넷상에서 빈번하게 사용되는 “○○코인”이라는 표현이 2017년 말-2018년 초의 암호화폐 시장 광풍에서 비롯했다는 것은 의심할 여지 없다. 처한 상황의 좋고 나쁨을 서술하고자 하는 대상 뒤에 ‘코인’을 붙이고, ‘떡상’과 ‘떡락’으로 좋음과 나쁨을 짝짓는 이 표현의 기저에는 암호화폐를 ‘투자(투기?) 대상’으로 바라보는 시각이 자리하고 있다고 할 것이다. 블록체인 기술의 효용을 담아낸 독자적인 신조어를 찾아볼 수 없다는 면에서 이는 분명하다.
“마스터링 비트코인 Mastering Bitcoin”이 원제인 이 책은 제목에서 알 수 있듯이 소위 ‘코인계의 대장주’ 비트코인을 개념과 역사에서부터 작동원리, 거래, 네트워크 구조, 채굴, 블록체인, 보안, 블록체인 어플리케이션에 이르기까지 비트코인의 모든 측면을 남김없이 다루고 있다. 단, 경제적 관점에서의 암호화폐 투자, 헤징을 위한 종목별 포트 구성 등 투자 대상으로서의 비트코인은 이 책이 ‘마스터’ 하고자 하는 대상이 아니다. 사토시 나카모토의 “비트코인 백서”로 출발하여 세상에 등장한 비트코인과 블록체인 기술에 대해 깊이 있게 비트코인 사용원리 탐구하고 있는 이 책은 세상의 변화에 호기심 많은 입문자부터 앱 개발자, 소프트웨어 엔지니어까지 비트코인과 블록체인을 이해하고 활용하는 데 필수적인 지침서이다. 또한 책에서 소개하는 모든 프로그래밍 코드는 웹에서도 접근이 가능하며(Github), 이를 바탕으로 개발자들은 ‘비트코인 참조구현’을 참고하여 암호화폐 체계를 구성하고자 할 때 이 책을 신뢰할 수 있는 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.
이 책은 2015년 처음 출간되어 2016년 대한민국학술원 선정 우수학술도서로 선정되어 그 엄밀성과 학술적 의의를 공인받기도 했던 초판 《비트코인, 블록체인과 금융의 혁신》의 개정증보판으로서, 모든 장(chapters)에 걸쳐 많은 부분이 최신화되고 추가되었다. 작게는 비트코인의 내력을 서술하는 대목에 초판 발간 이후의 사항들을 담는 것에서부터, 장마다 독자의 이해를 돕는 추가적인 예시와 코드, 더 발전된 암호화 방식들의 소개 등이 있다. 또한 7장은 새로이 추가된 장으로서 “고급 거래”에 대해 심도 있게 다루고 있으며, 초판에서 “키와 주소, 지갑”으로 같은 장에서 서술되었으나 장이 분리되고 거의 모든 내용이 최신화된 5장의 “지갑”이 있다. 그리고 마찬가지로 새로이 구성된 12장은 초판에서의 내용 중 시의성이 떨어지는 대안체인, 화폐에 대한 내용이 빠지고 블록체인 어플리케이션에 집중한 것도 주목할 만하다. 또한, 부록으로 “사토시 나카모토의 비트코인 백서(The Bitcoin Whitepaper by Satoshi Nakamoto)”, 세그윗(Segwit, 증인 분리), 비트코어의 특징과 라이브러리 예시 등을 담아 더욱 전문적인 내용을 비트코인 사용원리 궁금해하는 독자들의 눈높이에 맞추려 노력했다. 그 결과 초판보다 분량이 140여 쪽이 늘었다. 발빠르게 변화하고 있는 지난 2년간의 기술적 변화와 발전을 모두 담은 이 책은, 비트코인의 메커니즘을 이해하고 싶은 독자, 암호화폐 개발자로 일할 예정이거나 현업에 종사하고 있는 이들에게 곁에 둘 기술 지침서로 더할 나위 없는 선택일 것이다.

◎ 장별 개요
1장: 서론으로서, 비트코인의 개념, 역사, 비트코인을 실생활에서 쓰고 있는 사용자들의 경험담과, 비트코인 사용법을 지갑과 그에 접근하는 과정부터 송금과 수신에 걸쳐 안내한다.
2장: 블록체인 기술이 비트코인 네트워크상에 어떻게 구현되는지를 거래, 블록, 채굴, 블록체인 등의 개념과 더불어 상세히 설명한다.
3장: 비트코인 기술의 각 부분이 어떻게 구현되어야 하는지에 대한 가장 권위 있는 참조인 ‘비트코인 코어’를 통해 비트코인 개발 환경 구축 과정을 단계별로 제시한다.
4장: 비트코인의 소유권 증명과 송금을 가능하게끔 하는 핵심 개념인 키와 주소에 관해 설명한다. 256bit 기반으로 무작위 추출된 개인키에서, 역산할 수 없는 타원곡선 곱셈함수 연산을 통해 공개키와 주소를 생성한다. 이러한 과정이 있기에 공개키와 주소를 공표해도 개인키의 보안을 지킬 수 있는 것이다.
5장: 4장에서 다룬 개인키와 공개키의 쌍을 담은 ‘지갑’을 다룬다. 지갑은 크게 결정적 지갑과 비결정적 지갑으로 나뉘며, 결정적 지갑의 가장 발전된 형태인 HD 지갑과 백업/복구용인연상기호 코드도 다룬다.
6장: 출력값과 입력값, 수수료, 스크립트와 스크립트 언어 등 비트코인이 거래되는 방식과, 개인 간의 비트코인 거래에서 디지털 서명(ECDSA)이 어떻게 유효성을 확보하는지를 설명한다.
7장: 12장과 더불어 이번 개정판에 새로이 추가된 장이다. 좀 더 복잡한 스크립트의 예시를 통해 고급 거래를 비트코인에서 구현하는 법에 대해 다루고 있는데, 그 예로 N명 중 M명 이상의 서명이 있어야만 유효한 거래를 이룰 수 있게 조건을 설정하는 ‘다중서명’, 그리고 이 다중서명 절차를 간소화시켜주는 Pay-to-Script-Hash(P2SH)를 설명한다. 그리고 거래 성사에 시간 조건을 거는 ‘타임락’, 마지막으로 실제 예시를 통해 7장에서 다룬 여러 개념을 구현하는 스크립트에 대해 알아본다.
8장: 비트코인의 네트워크 아키텍처 구조를 다룬다. 또한, 비트코인 P2P 프로토콜이 원활한 개인 간 거래를 제공하기 위해, 또 지나친 대기시간을 단축하기 위해 어떠한 방식들을 이용하는지 살펴본다.
9장: 블록체인 데이터 구조를 다룬다. SHA256 암호화를 기반으로 하는 블록체인의 기초 개념부터 실제 개발용 테스트 블록체인의 사용까지를 다룬다.
10장: 거래를 검증하고 승인하는 핵심 개념인 채굴에 대해 다룬다. 모든 비트코인 노드에 통용되는 규칙인 ‘합의’라는 개념을 설명하고, 그 합의가 결렬되었을 때 발생하는 소프트 분기(fork)와 하드 분기에 대해서도 다룬다.
11장: 보안 이슈들이 중심이다. 비트코인을 안전하게 보관하는 방법으로 물리적 보안 방법에서부터 다중 서명, 소유자 유고 시를 대비하는 법 등을 다룬다.
12장: 마지막 장으로서, 이번 개정판에서 새로이 추가되었다. 비트코인의 설계 원리를 공유하는 어플리케이션 플랫폼, 즉 ‘블록체인 어플리케이션’을 다룬다. 대표적인 블록체인 어플리케이션인 ‘컬러드코인’을 소개하는 것을 시작으로 분산 신뢰 네트워크의 활용 양상과 그 방법에 대해 자세히 알아본다.
부록: 이번 개정판에서 사토시 나카모토의 비트코인 백서, 세그윗, 비트코어 관련 내용이 새로운 부록으로 추가되었고, 초판 부록 중 sx Tools를 이용한 명령어가 비트코인 익스플로러(bx) 명령어로 변경되었다. 거래스크립트 언어 연산자, 상수, 부호, 비트코인 개선 제안, pycoin, ku, tx 등은 수정 보완되었다.

비트코인이 기후변화에 악영향을 미친다는 비판이 제기되고 있는 가운데, 와이즈마이닝이 비트코인 채굴 과정에서 발생되는 열을 난방으로 전환시키는 보일러를 개발해 주목받고 있다. / 와이즈마이닝

비트코인이 기후변화에 악영향을 미친다는 비판이 제기되고 있는 가운데, 와이즈마이닝이 비트코인 채굴 과정에서 발생되는 열을 난방으로 전환시키는 보일러를 개발해 주목받고 있다. / 와이즈마이닝

전 세계적으로 비트코인 투자 열풍이 부는 가운데 끊임없이 반복되는 채굴과 거래의 상승이 기후변화를 일으킨다는 지적이 제기되고 있다. 특히, 최근 빌 게이츠는 비트코인 거래당 “300kg의 탄소가 배출돼 신용카드를 한번 사용하는 것보다 75만 배 많다”고 공개적으로 비판함에 따라 비트코인에 따른 환경적 부담 논의는 확산됐다. 무엇보다 비트코인 채굴이 주된 에너지원으로 화석연료를 사용하는 중국과 이란에서 이뤄지고 있다는 사실은 탄소배출의 경각심을 높였다.

논란 가운데, 가상화폐 채굴기 제조업체인 와이즈마이닝(Wisemining)이 채굴에서 발생하는 열을 난방으로 전환시키는 보일러를 개발해 주목받고 있다. ‘사토(Sato)’라는 이름의 이 보일러는 현재 개발이 완료된 상태이며, 100대 한정으로 4월부터 판매를 시작할 예정이다. 가격은 8990달러(1000만원)이며 0.17629 비트코인(26일 기준)으로도 결제가 가능하다.

와이즈마이닝은 ‘사토’ 판매 목적이 “비트코인에 대한 기후변화 비판에 반격하기 위해서다”고 밝혔다. 이 업체는 “비트코인과 암호화폐 채굴이 열병합 발전을 강화시킬 수 있다는 점을 놓친 채, 비트코인의 전기 소비량이 지나치게 높다는 점에만 사람들이 주목하고 있다”고 지적했다.

사토 작동 원리는 간단하다. 비트코인 채굴을 위해 고안된 반도체(ASIC)가 채굴 과정에서 빈번히 작동함에 따라 발생되는 열을 보일러를 통해 난방과 온수로 사용할 수 있게 전환시켜주는 것이다. 200리터 기준으로 일반 보일러 가격이 2500달러(280만원)에서 5000달러(560만원)인 것에 비교하면 사토 가격은 두 배 이상 비싸지만 경제성에 있어 사토가 보다 우위에 있다고 와이즈마이닝은 설명한다. 일반 보일러는 전력의 사용으로 난방을 위한 열만 얻지만, 사토는 비트코인을 버는 동시에 다른 전력 사용 없이 난방까지 가능하기 때문이다. 이에 따라 와이즈마이닝은 사토를 통해 어느 정도의 경제적 이익을 얻을 수 있는지 예측할 수 있는 온라인 계산기도 제공하고 있다 (https://www.wisemining.io/profit).

사실 비트코인 채굴에 발생되는 열을 사용 가능하게 전환시키는 기술 개발은 비트코인 사용원리 와이즈마이닝이 처음 시도한 것은 아니다. 앞서 체코의 암호화폐 거래소인 나카모토X의 창업자인 카밀 브레차(Kamil Brejcha)는 비트코인 채굴기에서 발생되는 열을 이용해 토마토 재배와 수확을 성공시켰다. 이렇게 수확한 토마토를 ‘크립토마토’라 명명했다. 그는 크립토마토를 재배하기 위해 6000평 규모의 비트코인 사용원리 맞춤형 온실을 제작해 채굴기에서 발생하는 열을 토마토 재배에 필요한 열로 전환시켰다. 뿐만 아니라 채굴을 위해 필요한 에너지를 생물폐기물에서 얻음으로써 에너지 순환 시스템을 제시하기도 했다.

이처럼 비트코인의 인기가 기후변화에 악영향을 미친다는 지적이 계속됨에 따라, 이에 대응하는 기술이 계속해서 확대될 것으로 기대받고 있다.

동아사이언스

코로나바이러스 3회차

요즘 돈 이야기가 장안의 화제다. 그런데 미국 돈도, 중국 돈도 아니다. 바로 온라인 가상화폐 ‘비트코인’ 이야기다. 가상화폐라고 하면 싸이월드와 카카오톡 같은 일부 소셜네트워크서비스(SNS)에서 사용하는 ‘도토리’나 ‘초코’를 떠올리겠지만, 비트코인은 온라인과 오프라인을 넘나들며 다양한 곳에서 사용할 수 있는 ‘진짜 돈’이다. 그리고 이 돈은 지난 1년 사이에 환율이 무려 100배 가까이 오른 전세계에서 가장 ‘뜨거운’ 돈이다.

(주)동아사이언스 제공

지난 2009년, 사토시 나카모토라는 가명을 사용하는 정체불명의 개발자(혹은 집단)가 만든 비트코인은 개발 당시에는 큰 주목을 받지 못했다. 하지만 비트코인을 결제 수단으로 받으면 신용카드를 비롯한 전자결제 시스템을 활용하는 것보다 수수료가 저렴하다는 사실이 입소문을 타면서 비트코인을 인정하는 곳이 하나둘씩 늘어나기 시작했다.

세계 최대 온라인 쇼핑몰인 ‘아마존’이나 온라인 음식 구매 사이트 ‘푸들러’ 같은 곳에서 비트코인 사용을 허용하자 소비자들도 비트코인에 관심을 갖기 시작했다.

그리고 최근 미국 통화정책을 지휘하는 연방준비제도이사회(FRB)의 벤 버냉키 의장이 비트코인에 대한 긍정적인 평가를 내리면서 비트코인의 가치가 폭등했고, 한국에서도 큰 이슈가 되고 있다. 그 결과 파리바게트 인천시청역점에서는 지난 12월 1일부터 한국에서는 처음으로 비트코인을 결제 수단으로 받고 있다.

온라인뿐만 아니라 오프라인에서도 사용할 수 있도록 자동으로 비트코인을 현금으로 환산해 결재하는 장치. - Hannu Makarainen 제공

비트코인은 눈에 보이지 않기만 할 뿐 우리가 사용하는 돈과 똑같다. 컴퓨터에 설치된 전자지갑에 보관되고, 결제할 때는 마치 이메일을 보내듯이 상대방의 전자지갑 주소와 보내는 돈 액수를 적어 보내면 된다. 공인인증서를 설치한 뒤 여러 번의 인증 과정을 거치지 않아도 되기 때문에 무척 간편하다. 게다가 수수료가 거의 없어서 소비자와 판매자 모두에게 이익이다. 최근에는 비트코인을 현금으로 바꿔서 사용할 수 있는 자동입출금장치까지 등장했다.

이처럼 편리한 비트코인 사용 방법 때문에 해킹을 당하기 쉬운 것은 아닌지 걱정하는 사람들도 있다. 하지만 비트코인 사용자가 전자지갑만 잘 관리한다면 해킹을 당할 염려는 없다. 전세계 이용자들이 서로간의 거래 기록을 실시간으로 공유하도록 비트코인 시스템이 설계돼 있기 때문이다. 거래 기록을 조작하기 위해서는 전세계 비트코인 이용자 절반 이상의 컴퓨터를 해킹해야 하고, 이를 위해서는 슈퍼컴퓨터 500대를 합친 것보다 8배나 더 빠른 연산 능력을 가진 컴퓨터가 필요하다.

인터넷 시스템의 단점을 처음 발견한 보안 전문가 댄 카민스키도 비트코인의 보안상 단점을 발견할 수 없었다고 설명했다.

그렇다면 비트코인은 어디서 어떻게 얻을 수 있을까? 가장 쉬운 방법은 돈을 주고 사는 것이다. 비트코인 거래소라고 하는 온라인 환전소에서 돈을 주고 비트코인을 살 수 있다. 작년 말까지만 해도 1만 4천원 정도면 구입할 수 있었지만, 현재는 가치가 급등해서 1비트코인(BTC)이 약 120만 원에 거래되고 있다.

비트코인을 얻는 또 다른 방법은 흥미롭게도 수학 문제를 푸는 것이다. 전세계 비트코인 거래 내용은 ‘공개키 암호’라는 방식으로 암호화 되는데, 10분 단위로 거래 내용이 갱신된다. 비트코인을 얻고자 하는 사람은 이렇게 암호화된 거래 내용을 풀기 위해 경쟁해야 한다. 그 결과 가장 빨리 암호를 푸는 사람에게는 전세계 사용자들이 공유하는 장부에 거래 내용을 기록하는 권리가 주어지고, 상금으로 비트코인이 주어진다.

10분마다 한 번씩 문제를 푼 사람에게 주어지는 비트코인은 25비트코인으로, 현재 환율로 따지면 3000만 원이 넘는 큰돈이다. 이렇게 수학 문제를 풀어서 비트코인을 얻는 것을 ‘비트코인 채굴’이라고 부른다. 초기에는 개인이 가정용 컴퓨터를 이용해서 비트코인을 채굴했지만, 문제 난이도가 높아진 요즘은 여럿이 함께 컴퓨터를 공유하거나, 전문 채굴 장비를 동원한다.

비트코인을 얻으려면 컴퓨터를 이용해 복잡한 수학 문제를 풀어야 한다. 최근에는 수학 문제의 난이도가 높아지면서 수많은 컴퓨터를 연결해서 문제 풀이에 도전하는 이용자들도 생겨나고 있다.

비트코인을 얻으려면 컴퓨터를 이용해 복잡한 수학 문제를 풀어야 한다. 최근에는 수학 문제의 난이도가 높아지면서 수많은 컴퓨터를 연결해서 문제 풀이에 도전하는 이용자들도 생겨나고 있다.

이런 비트코인의 수학적인 특징 덕분에 모든 사용자가 거래 내용이 기록된 장부를 가지고 있게 되어 장부를 조작할 수 없고, 비트코인을 이중으로 사용할 수도 없다. 그래서 비트코인은 최초의 수학 기반 화폐라고 불린다.

그럼 비트코인은 정말 단점이 하나도 없는 화폐 시스템일까? 일부 전문가들은 비트코인이 정부의 감시와 규제를 받는 화폐가 아니며, 그 가치가 크게 오르내리고 있다는 점을 우려하고 있다. 이같은 특징을 악용해서 비트코인을 범죄나 투기의 수단으로 삼을 수 있다는 것이다. 하지만 이런 우려에도 불구하고 비트코인의 인기는 식을 줄 모르고 있다. 그리고 많은 사람들은 비트코인이 금속과 종이 화폐를 보완하는 효과적인 화폐가 될 것이라고 기대하고 있다.

는 이처럼 최근 큰 주목을 받고 있는 최초의 수학 기반 화폐 비트코인의 모든 것을 파헤쳤다. 비트코인 시스템의 수학적인 원리와 세계적인 석학 테드 넬슨이 예측한 베일에 싸인 비트코인 개발자 등에 대한 흥미로운 내용은 12월호에서 확인할 수 있다.


0 개 댓글

답장을 남겨주세요