블록체인의 작동 원리와 암호화폐와의 관계

블록체인의 작동 원리

 

블록체인은 데이터를 저장하는 일종의 데이터베이스로 한컴오피스의 한셀이나 마이크로소프트의 엑셀과 같은 스프레드시트와 유사한 방식으로 정보를 저장합니다. 그러나 일반 데이터베이스와 블록체인의 차이점은 데이터의 구조와 접근 방식에 있습니다. 블록체인은 '스크립트'라고 하는 프로그램으로 구성되어 있으며, 데이터 입력, 접근, 저장 등을 담당합니다. 블록체인은 분산 방식으로 저장되기 때문에 여러 장치에 복사되며, 모든 데이터가 하나도 틀림없이 일치해야 유효성을 인정받습니다. 블록체인 내에서 거래가 이루어지면 그 거래 정보는 하나의 ‘블록’에 담기며, 블록은 엑셀의 셀과 같다고 생각하면 됩니다. 블록이 꽉 차면, 데이터는 암호화 과정을 거쳐 해시(hash)라고 부르는 16진수 코드를 만듭니다. 이 해시값은 다음 블록의 헤더와 함께 저장되어, 그 블록과 함께 암호화됩니다. 그렇게 함으로써 생성되는 블록들은 서로 연결됩니다. 즉, ‘체인’화되는 것입니다.

그러면 거래는 어떻게 이루어지는지 살펴보겠습니다. 거래는 블록체인마다 다른 절차를 따릅니다. 비트코인을 예를 들면, 사용자가 자신의 암호화폐 지갑에서 거래를 시작하면 암호화폐 지갑은 정해진 절차대로 일을 진행합니다. 암호화폐 지갑이라는 것은 이런 거래 절차가 가능하도록 만들어 놓은 사용자용 프로그램입니다. 

새로운 거래가 시작된다고 합시다. 아래 그림에서처럼 ①거래 인증 요청이 이루어집니다. 그러면 ②이 새로운 거래에 하나의 블록으로 만들어집니다. 그러면 ③거래 내용은 전 세계에 흩어져 있는 컴퓨터 네트워크에 있는 ‘메모리 풀’에 전달됩니다. ④각 컴퓨터들은 고유한 알고리즘을 가동해 거래를 검증합니다. ⑤검증이 끝나면 거래는 한 그룹의 블록으로 만들어지고 암호화됩니다. 검증에 참여한 노드들은 보상으로 코인을 지급받습니다. ⑥이 블록들은 이전의 모든 거래 내역들에 추가될 수 있도록 체인화 됩니다. 그렇게 되면 이 새로운 거래 내역이 기존의 모든 거래 기록에 덧붙여지고 그 내역은 모두 변경이 불가능한 상태가 됩니다. 이렇게 기존의 블록체인에 새로운 거래가 체인화되어 연결되면서 업데이트됩니다. ⑦업데이트된 블록체인이 네트워크 상의 모든 컴퓨터(노드)들에게 배포되고, 컴퓨터들은 저장돼 있던 블록체인을 새 블록체인으로 업데이트합니다. ⑧거래 절차가 완료됩니다. 이렇게 되면 이 거래는 영구히 분산 보관됩니다. 이것이 새로운 거래가 이루어지는 과정입니다.

우리가 흔히 비트코인을 채굴한다고 하는 것은 바로 4단계 과정 즉, 전 세계에 분산된 컴퓨터들이 이 거래를 검증하면서 다음 거래를 기록할 새로운 빈 블록을 만들기 위해 정해진 알고리즘에 따라 해시값 찾기 연산을 하는 것입니다. 비트코인의 경우에는 하나의 해시값을 찾기 위해 네트워크 상의 많은 노드 즉 채굴용 컴퓨터들이 동시에 연산을 하면서 먼저 찾기 시합을 합니다. 그러다 보니 컴퓨터마다 경쟁적으로 연산을 해야 하기 때문에 그만큼 전력 소비가 많아지게 됩니다. 이런 과정 때문에 블록 하나를 완성하는 데 10분 가까이 걸리고 거래 하나를 마무리 하고자 하면 1시간 남짓 걸리게 됩니다.

모든 블록체인이 이런 절차를 따르는 것은 아닙니다. 이더리움의 경우에는 검증 과정을 네트워크 컴퓨터들이 경쟁적으로 동시에 진행하는 것이 아니라 임의로 한 컴퓨터를 뽑아 검증을 맡겨 버립니다. 그러니 블록 하나를 놓고 모든 컴퓨터들이 경쟁적으로 값을 찾아내려고 연산할 필요가 없이 뽑히는 순서대로 주어진 블록에 대한 연산을 하면 되기 때문에 그만큼 연산량도 줄고 속도도 빨라지게 되는 것입니다. 물론 소모되는 에너지도 훨씬 적어지게 됩니다.

블록체인의 분산화

줄줄이 사탕처럼 체인화된 블록들은 수많은 위치에 있는, 블록체인 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터인 노드에 분산 저장됩니다. 이 덕분에 보관된 데이터에 흠결이 생길 수 없습니다. 누군가가 노드 한 곳에 저장된 기록을 수정하려 해도 다른 노드들이 그것을 막기 때문입니다. 그래서 블록체인 기술은 암호화폐 거래 외에도 법률 계약, 신원 확인, 회사 재고 등의 정보를 저장하는 데 사용할 수 있습니다.

블록체인과 암호화폐의 관계

블록체인 기술의 미래는 암호화폐를 넘어서는 가능성을 가지고 있습니다. 이 기술은 현재의 산업을 혁신하면서 우리의 삶을 개선할 수 있는 정도의 쓰임새를 가지고 있습니다. 블록체인 기술이 세계를 어떻게 변화시킬 수 있는지, 그리고 현재 누가 블록체인 기술을 사용하는지 알아보겠습니다.

블록체인과 비트코인 사이에는 몇 가지 주요한 차이점이 있지만, 사람들이 이 둘을 같은 것으로 오해하는 일이 흔합니다. 비트코인 및 다른 암호화폐는 거래를 위해 블록체인이 필요합니다. 모든 비트코인 거래는 블록체인에 저장됩니다. 본질적으로, 블록체인이 없으면 비트코인도 존재할 수 없습니다. 비트코인은 블록체인의 한 작은 응용 프로그램에 불과한 것입니다.

블록체인 기술이 처음 등장한 것은 1991년이었습니다. 당시 스튜어트 하버와 스콧 스토네타라는 두 연구원이 온라인 문서에 대한 접근 기록을 조작하지 못하는 시스템을 만들기 위해 블록체인 개념을 고안해 낸 것입니다. 하지만 이 개념이 실제로 현실에서 사용되기 시작한 것은 2009년 1월 비트코인이 나오면서부터입니다. 본명을 알 수 없는 가명의 사토시 나카모토라는 사람이 블록체인 기술을 활용해 비트코인을 만든 후 「신뢰할 수 있는 제3자가 필요치 않는 P2P(사용자 대 사용자) 방식의 새로운 전자화폐 시스템」이라는 논문으로 발표하면서 비트코인과 함께 블록체인 기술이 세상에 등장하게 됐습니다.

중요한 점은 비트코인이 주식처럼 거래되는 암호화폐라는 것이 아니라, 비트코인이 블록체인을 결제 내역이나 양 당사자 간에 거래를 투명하게 기록하기 위한 수단으로 사용한다는 점입니다. 그리고 비트코인을 위시한 다양한 암호화폐들이 본원적인 가치를 지니고 있는지 아닌지 판단하고자 할 때 바로 이 부분을 중점적으로 고려해야 합니다.