블록체인 기초 A to Z (1부)

지난 10년 동안 은행, 투자, 암호화폐에 조금이라도 관심이 있었으면 비트코인 네트워크의 기록 보관 기술인 ‘블록체인’이라는 말을 들어본 적이 있을 것이다.

주요 요점

• 블록체인은 데이터베이스의 특정 유형이다.
• 블록 체인은 정보를 저장한 후 서로 연결된 블록에 데이터를 저장하는 일반적인 데이터베이스와 다르다. 
• 새로운 데이터가 들어오면 새로운 블록에 입력된다. 블록이 데이터로 채워지면 이전 블록에 체인으로 연결되어 시간 순서대로 데이터를 체인으로 만든다.
• 블록체인에 다양한 유형의 정보를 저장할 수 있지만 지금까지 가장 많이 사용한 것은 거래 대장이다. 
• 비트코인의 경우, 블록체인은 분산적으로 사용되기 때문에 모든 사용자가 집단적으로 통제권을 보유하지 않는다.
• 분산형 블록 체인은 불변하므로 입력한 데이터를 되돌릴 수 없다. 비트코인의 경우 트랜잭션이 영구적으로 기록되고 누구나 볼 수 있다는 것을 의미한다.

블록체인이란?

블록체인은 복잡해 보이지만 핵심 개념은 정말 간단하다. 블록체인은 데이터베이스의 한 종류이다. 블록체인을 이해할 수 있도록 먼저 데이터베이스가 무엇인지 이해하는 것이 도움이 된다. 

데이터베이스는 컴퓨터 시스템에 전자적으로 저장되는 정보의 집합이다. 데이터베이스의 정보 또는 데이터는 일반적으로 특정 정보를 쉽게 검색하고 필터링할 수 있도록 테이블 형식으로 구성된다. 스프레드시트를 사용하여 정보를 저장하는 것과 데이터베이스의 차이는 무엇일까?

스프레드시트는 한 사람 또는 소규모 그룹이 제한된 양의 정보를 저장하고 액세스할 수 있도록 설계되었다. 이와는 대조적으로, 데이터베이스는 한 번에 여러 사용자가 빠르고 쉽게 접근, 필터링 및 조작할 수 있는 상당히 많은 양의 정보를 저장하도록 설계되었다.

대형 데이터베이스는 서버에 데이터를 저장함으로써 이를 달성한다. 이러한 서버는 많은 사용자가 동시에 데이터베이스에 액세스하는 데 필요한 계산 능력과 저장 용량을 갖추기 위해 때로는 수백 또는 수천 대의 컴퓨터를 사용하여 구축할 수 있다. 스프레드시트나 데이터베이스는 여러 사람이 접근할 수 있지만, 종종 기업이 소유하며 스프레드시트의 작동 방식과 그 안의 데이터를 임명된 개인이 관리한다.

그렇다면 블록체인은 데이터베이스와 어떻게 다를까?

저장 구조

일반적인 데이터베이스와 블록체인의 한 가지 중요한 차이점은 데이터가 구조화되는 방식이다. 블록체인은 일련의 정보를 담고 있는 그룹(블록이라고도 함)으로 정보를 수집한다. 블록은 특정한 저장 용량을 가지며, 채워지면 이전에 채워진 블록에 체인으로 연결되어 “블록체인”이라고 알려진 데이터 체인을 형성한다. 새로 추가된 블록에 이어지는 모든 새로운 정보는 새로 형성된 블록으로 컴파일되고 이 블록은 채워지면 체인에 추가된다.

데이터베이스는 이름에서 알 수 있듯이 데이터를 테이블로 구성하는 반면, 블록체인은 데이터를 서로 연결된 청크(블록)로 구성한다. 이렇게 하면 모든 블록 체인은 데이터베이스이지만 모든 데이터베이스는 블록 체인이 아니다. 또한 블록체인 시스템은 분산형 특성을 가져 구현될 때 본질적으로 되돌릴 수 없는 데이터 타임라인을 만든다. 블록이 채워지면 블록은 고정되고 이 타임라인의 일부가 된다. 체인의 각 블록은 체인에 추가될 때 정확한 타임스탬프가 지정된다.

트랜잭션 프로세스

암호화폐의 속성

분산성

블록체인을 이해하기 위해서는 비트코인이 어떻게 구현되어 왔는지 그 맥락을 이해하는 것이 도움이 된다. 데이터베이스처럼 비트코인은 블록체인을 저장하기 위해 컴퓨터들이 필요하다. 비트코인의 경우 블록체인은 지금까지 이루어진 모든 비트코인 트랜잭션을 저장하는 특정 유형의 데이터베이스에 불과하다. 그리고 대부분의 데이터베이스와 달리, 이러한 컴퓨터들은 모두 같은 곳에 있지 않으며, 각각의 컴퓨터들은 개인이나 그룹에 의해 작동된다. 

한 회사가 10,000대의 컴퓨터로 구성된 서버를 보유하고 있으며, 모든 고객의 계정 정보가 들어 있는 데이터베이스를 보유하고 있다고 가정해 보자. 이 회사는 이 모든 컴퓨터를 한 지붕 아래에 포함하고 있는 웨어하우스를 가지고 있으며 각각의 컴퓨터와 그 안에 들어 있는 모든 정보를 완벽하게 관리하고 있다. 마찬가지로 비트코인은 수천 대의 컴퓨터로 구성되지만, 블록체인을 고정하는 컴퓨터나 컴퓨터 그룹은 각기 다른 지리적 위치에 있으며 이들은 모두 별도의 개인이나 그룹에 의해 운영된다. 비트코인의 네트워크를 구성하는 이러한 컴퓨터를 노드라고 한다.

이 모델에서는 비트코인의 블록체인이 분산형 방식으로 사용된다. 그러나 네트워크를 구성하는 컴퓨터가 단일 엔티티에 의해 소유 및 운영되는 개인 중앙 집중식 블록 체인도 존재한다. 

블록체인에서는 각 노드 시작 이후 블록체인에 저장된 데이터의 전체 기록을 갖고 있다. 비트코인의 데이터는 모든 비트코인 트랜잭션의 전체 내역이다. 한 노드가 데이터에 오류가 있는 경우 수천 개의 다른 노드를 참조 포인트로 사용하여 자체 수정 작업을 수행할 수 있다. 이렇게 하면 네트워크 내의 어느 노드도 네트워크 내에 저장된 정보를 변경할 수 없다. 이 때문에 비트코인의 블록체인을 구성하는 각 블록의 거래 내역은 되돌릴 수 없다.

한 사용자가 비트코인의 거래 기록을 조작하면 다른 모든 노드는 서로 상호 참조하고 잘못된 정보로 노드를 쉽게 정확히 찾아낼 수 있다. 이 시스템은 정확하고 투명한 이벤트 순서를 설정하는 데 도움이 된다. 비트코인의 경우 정보는 거래 목록이지만, 블록체인이 법적 계약이나 주 식별, 기업의 제품 재고 등 다양한 정보를 보유할 수도 있다.

시스템이 작동하는 방식이나 시스템 내부에 저장된 정보를 변경하기 위해서는 분산형 네트워크의 컴퓨팅 파워의 대부분이 해당 변경에 동의해야 한다. 이는 어떤 변화가 일어나든 대다수의 이익에 부합하도록 보장한다.

투명성

비트코인 블록체인의 분산적 특성 때문에 개인 노드를 갖거나 누구나 실시간으로 거래가 이뤄지는 모습을 볼 수 있는 블록체인 탐색기를 이용하면 모든 트랜잭션을 투명하게 볼 수 있다. 각 노드에는 새 블록이 확인되고 추가될 때 업데이트되는 자체 체인 복사본이 있다. 원한다면 비트코인이 어디로 가든지 추적할 수 있다는 뜻이다. 

예컨대 비트코인 보유자들이 모든 비트코인을 잃었던 거래소가 해킹을 당했다. 해커가 완전히 익명일 수도 있지만, 그들이 추출한 비트코인은 쉽게 추적할 수 있다. 만약 이러한 해킹에서 도난당한 비트코인을 옮기거나 어딘가에서 소비된다면, 이 역시 알려질 것이다.

블록체인은 안전한가?

블록체인 기술은 보안과 신뢰의 문제를 여러 가지로 설명한다. 첫째, 새 블록은 항상 선형 및 시간순으로 저장된다. 즉, 이들은 항상 블록체인의 ‘끝’에 추가된다. 비트코인의 블록체인을 살펴보면 각 블록이 체인에 ‘높이’라고 불리는 위치를 갖고 있다는 것을 알 수 있다. 2020년 11월 블록의 높이는 656,197 블록에 이르렀다. 

블록체인의 끝에 블록이 추가된 뒤 대다수가 공감대를 형성하지 않는 한 돌아가서 블록 내용을 변경하는 것은 매우 어려운 일이다. 이는 각 블록이 이전에 언급한 타임스탬프뿐만 아니라 블록 앞의 해시와 함께 자체 해시도 포함되기 때문이다. 해시 코드는 디지털 정보를 숫자와 문자의 문자열로 바꾸는 함수에서 만들어진다. 해당 정보를 편집하면 해시 코드도 변경된다.

이것이 보안에 중요한 이유이다. 해커가 블록체인을 바꿔 다른 모든 사람들로부터 비트코인을 훔치려 한다고 가정해 보자. 만약 그들이 그들 자신의 단일 복사본을 변경한다면, 그것은 더 이상 다른 모든 사람의 복사본과 일치하지 않을 것이다. 다른 모든 사람들이 서로의 복사본을 상호 참조할 때, 해커의 복사본 하나가 눈에 띌 것이고 해커 버전의 체인은 불법으로 버려지는 것을 보게 될 것이다. 

이러한 해킹이 성공하려면 해커가 블록체인 복사본의 51%를 동시에 제어하고 변경해야만 새로운 복사본이 다수 사본이 되고 따라서 합의된 체인이 된다. 이러한 공격에는 이제 서로 다른 타임스탬프와 해시 코드가 있기 때문에 모든 블록을 다시 실행해야 하기 때문에 막대한 비용과 리소스가 필요할 것이다.

비트코인의 네트워크 규모와 그 성장 속도 때문에, 위와 같은 해킹을 실현하기 위한 비용은 아마도 극복할 수 없을 것이다. 매우 비쌀 뿐만 아니라 결실도 없을 것이다. 만약 공격을 받는다면 네트워크 구성원은 영향을 받지 않은 새로운 버전의 체인으로 이동한다.

이로 인해 공격받은 버전의 비트코인은 가치가 곤두박질치게 되고, 해커가 가치 없는 자산에 대한 통제권을 가지고 있기 때문에 공격은 궁극적으로 무의미하게 된다. 해커가 비트코인의 새로운 포크를 공격하는 경우에도 마찬가지일 것이다. 네트워크에 참여하는 것이 공격하는 것보다 훨씬 더 경제적 인센티브가 될 수 있도록 이러한 방식으로 구축된다.

번역 – 핀인사이트 인턴연구원 강지윤(shety0427@gmail.com)

원문 보러가기>

https://www.investopedia.com/terms/b/blockchain.asp

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