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블록체인 기술에 대해 알고 싶은 분을 위한 간단한 정리
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알카시아스
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서두 


2017년 가상화폐가 본격적인 화두에 오르기 전에 비트코인(또는 수많은 알트코인들)과 블록체인과의 관계에 대해서 명확하게 설명을 할 정도의 지식은 널리 퍼져있지 않았다. 비트코인에 대해서도 그저 인터넷상의 화폐역할을 수행 할 수 있는 컨텐츠 정도의 인식밖에 없었으며, 그 인식은 지금도 크게 다르진 않다. 투자에 직접적인 요소라고 보긴 어려울 수도 있으나 우리가 투자하고 있는 가상화폐들이 어떤 기반으로 만들어져있으며 이 기술이 왜 4차산업혁명의 핵심이 되리라 예고되는지에 대해 간략하게 알아 볼 수 있는 시간을 가져 보도록 하자.


우선 간략하게 설명을 하자면 비트코인 자체가 블록체인이라는 기술기반을 바탕으로 만들어진 활용컨텐츠의 하나라고 할 수 있으며, 블록체인은 비트코인 및 다른 기술을 지탱 할 수 있는 기술기반이다. 그로인해 블록체인 기술은 비트코인 외에 다른 코인들의 바탕이 될 수도 있으며, 실제로 그렇게 진행 되어졌다. 아울러, 블록체인 기술은 단지 가상화폐들을 위한 기술은 아니라는것이 주목할 점이다. 


다만 아이러니한것은 블록체인이 비트코인의 바탕이 되는 체계였으나 블록체인이 만들어지고 비트코인이 만들어 진 것이 아니라 비트코인을 만들기 위해 고민하던 중에 완성된 기술이 블록체인이라는 것이다. 


화폐의 가치란?


현대사회에서 화폐의 실체는 무엇일까? 과거에는 금, 은과같은 실물이 화폐를 담당했지만 점차 그 실물에 대한 교환증서가 화폐역할을 담당하게 되었고 1971년의 닉슨 쇼크 이후에는 실물에대한 교환, 보장을 해주지 않는 불태환 화폐가 되었고 2008년 금융 위기 이후에는 양적완화라는 미명하에 막대한 양의 화폐를 찍어내기도했다. 이럼에도 불구하고 화폐를 아직 쓰는 이유는 화폐의 실체가 믿음이기 때문이다. 금,은으로 교환해주지는 않지만 아직 우리는 화폐로 삼겹살도 사먹을 수 있고 놀이동산에도 갈 수 있다고 모두 믿고 있으며, 이 신뢰가 화폐의 가장 중심된 가치라 할수 있는 것이다. 가상화폐에 있어서 이 신뢰는 바로 블록체인 기술이라 할 수 있다. 


블록체인의 가치


1) 분산 공개 장부


개인의 재산이 오가는 과정에서 송금과정은 매우 중요하며 종전의 송금거래의 주체는 은행이고 이는 외부에 공개되진 않는다. 즉 송금에 대해서 우리의 신뢰대상은 오직 은행이며 은행에 불합리/부득이한 사고가 발생되어 은행기록이 사라지면 우리는 재산을 잃게된다. 


컴퓨팅 분야에서 이를 극복하기위한 기술이 다중화처리다. 이 기술은 위에 언급한 사고에 의해 재산을 손실하게 되는 결과를 막아주는 장치가 될 수 있으나 많은 비용이 필요하다. 블록체인은 이 문제를 다른각도에서 바라본 결과 거래정보를 감추지 않고 모두에게 공개, 누구나 거래정보를 생성할 수 있으며, 거래정보를 모두에게 복사하여 사본화하고 그 사본끼리 동기화 시킨다는 전략을 취했다. 즉 2중화 3중화의 레벨이 아닌 수천 수만중화에 의해 기록손실을 원천봉쇄하는 것이다. 그로인해 블록체인 기술을 거대한 분산공개장부라고 부르기도 한다. 


2) 디지털 서명


다만 위 기술만으로는 위/변조 까지 막기는 어렵다. 그로인해 또다른 기술을 도입한게 디지털 서명인 것이다. 

디지털 서명은 비대칭키와 해쉬함수를 이용해서 데이터의 진위여부를 확인할 수 있으며, 블록체인에 담겨있는 모든 거래정보에는 이런 디지털 서명이 포함되어 있으므로 거래정보가 진본임을 확인 할 수 있는 것이다. 


블록이란?


블록을 쉽게 설명하자면 블록은 유효한 거래정보의 묶음이며 비트코인을 예로 들자면 비트코인의 블록 하나에는 약 1800개 정도의 거래 정보가 포함 될 수 있고 그 물리적 크기는 약 0.98메가바이트 정도이다. 블록은 블록헤더와 거래정보, 기타정보로 구성된다. 


블록헤더란?


블록헤더는 총 6가지의 정보로 구성된다. 


1. version : 소프트웨어 / 프로토콜 버전

2. previousblockhash : 블록체인에서 바로 앞에 위치하는 블록의 블록해쉬

3. merklehash : 개별 거래 정보의 거래 해쉬를 2진 트리 형태로 구성할 때, 트리 루트에 위치하는 해쉬값

4. time : 블록 생성 시간

5. bits : 난이도 조절용 수치

6. nonce : 최초 0부터 시작해서 조건을 만족하는 해쉬값을 찾아낼 때 까지 1씩 증가하는 계산 횟수


블록헤더가 중요한 이유는 블록의 식별자 역할을 하는 블록해쉬가 이 블록헤더의 6가지 정보를 입력값으로 해서 구해지기 떄문이다. 


블록 해쉬


블록의 식별자 역할을 하는 블록 해쉬는 6가지 블록헤더값을 입력값으로 하고 여기에 SHA256 해쉬함수를 적용해서 계산되는 값으로 32바이트의 숫자값이다. 이름은 블록해쉬지만 그 값은 블록전체의 해쉬값이 아니라 블록헤더의 해쉬값이다. 


블록 체인이란?


블록체인은 블록들이 이어져서 만들어진 블록의 집합체이며 일종의 링크드 리스트라 할 수 있다. 그 핵심은 작업증명과 충돌해소라 할 수 있으며, 그에 대한것은 아래에 다루기로 한다. 


1)작업증명(Proof of Work)


블록의 nonce값을 구하는과정은 매우 복잡하고 막대한 전기비용이 발생하며, 이를 일반적으로 채굴이라 한다. 채굴에 대해서 아무런 보상이 없다면 그 누구도 채굴작업을 진행하지 않을 것이다. 비트코인에서의 채굴 보상은 새로 발행되는 비트코인과 해당 블록에 포함되는 거래의 거래 수수료합이다. 채굴자가 블록을 처음 구성할때 채굴자의 지갑으로 일정량의 비트코인이 입금되는 거래를 그 블록의 첫 거래 (generation transaction)로 추가하는 방식으로 이루어진다. 


2)충돌 해소


앞서 설명한 작업증명은 블록단위의 처리 과정이며 지금부터 설명하는 충돌해소는 블록체인 단위로 처리되는 과정이다. 거래정보가 전파되며 그 과정에서 블록의 생성 및 추가 전파가 이루어지고 분기화된 정보들에 대해서는 일정 기준하에 취사가 결정된다. 일반적으로는 블록체인에 분기가 발생하여 충돌하게 될 때는 더 많은 작업 증명이 수행되어 길이가 더 긴 블록을 선택하게 된다. 디지털 컨텐츠는 기본적으로 복사가 가능하기에 이중지불의 문제에서 벗어날 수 없으나 블록체인 기술에서는 이중 지불된 거래에 대해 한쪽을 무효화하는 방식으로 이중지불 문제를 해결 하고 있다. 


3) 완료된 거래 정보의 변경 불가


완료된 거래정보를 변경하기 위해서는 변경하려는 거래정보가 포함된 블록부터 그 이후의 모든 블록을 순서대로 재채굴하여 새로운 블록체인으로 만들어야하는데 그동안에도 변경되지 않은 원래의 블록체인에는 다른 노드(채굴자)들에 의해 블록이 계속 추가되고 변경하려던 블록체인보다 길이가 길어지기 때문에 앞서 충돌 해소에서 설명한 원칙에 의해 더 긴 블록을 선택하게 됨으로 거래정보를 시도한 블록체인은 폐기 되게 된다. 


마무리 


이와 같은 기술력을 바탕으로 블록체인은 가상화폐만이아닌 다른 분야에서도 적극적으로 이용이 가능하다. 가장 대표적인 분야로는 공연,문화예술관련 티케팅이 있으며 의료분야의 기록에도 적용이 가능하다. 블록체인 기술이 앞으로 4차 산업혁명에 가장 핵심이 되리라 평가되는 이유에 대해서는 그 신뢰성과 안전성이 바탕되기 때문이라 생각된다. 









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