[블록체인] 1. 블록체인 개요 : Blockchain Overview

 

목차 : 암호화폐와 비트코인의 등장 / 블록체인 개요 / 블록체인 용어 정리

 

암호화폐와 비트코인의 등장

암호화폐의 역사

 

- 사이퍼 펑크의 등장 (Cypher Punk)

암호+punk의 합성어

개인의 자유와 사생활 보호를 위해 암호화된 체계 구축을 주장하는 단체

중앙집권화된 정부나 기관이 개인 프라이버시를 보장하지 못하니, 스스로 프라이버시를 보호하고 열린 사회를 추구

1980년대부터 암호화폐는 사이퍼펑크를 중심으로 연구됨

 

- 1984 데이비드 차움의 Ecash & DigiCash 설립 : Blind Signature, 비밀키 공유기능 포함

- 1997 아담 백의 HashCash : 수학적 퍼즐 기반

- 1998 웨이 다이의 B-Money : 수학 퍼즐의 보상으로 암호화폐 지급, 경쟁적 채굴-신뢰성 확보의 기초

- 1998 닉 스자보의 BitGold : 분산형 디지털 화폐 매커니즘 설계, 실현X

 

- P2P 분산 시스템은 CAP 정리를 동시에 만족 불가능.

Consistency 데이터의 일관성

Availability 네트워크의 가용성

Partition Tolerance 분할내성

 

비트코인의 등장

 

- 2008년 세계 금융 위기 -> 사토시 나카모토(가명)가 기관 없이 거래가능한 시스템 오픈

- 탈중앙화 환경 등장

- 2009년 1월 3일, 비트코인의 첫 블록이 생성됨

 

 

블록체인 개요

블록체인(BlockChain)

 

- 거래가 담긴 블록이 시간순서로 사슬처럼 이어진 구조

- 이전의 블록을 해시한 값을 다음 블록에 포함시킴

 

블록체인(BlockChain)

 

- 블록체인의 특징

1. 탈중앙화

2. 투명성

3. 익명성

4. 불변성

 

- 블록체인의 4대 요소 (기술)

1. 블록 & 트랜젝션

2. 합의 알고리즘

3. 분산 네트워크

4. 암호화

 

- 블록체인 트릴레마(Trilemma) : 블록체인 특성상 3가지 특징 모두를 만족하는 블록체인은 불가능함

1. Decentralization 탈중앙

2. Scalability 확장성

3. Security 보안

 

블록체인 동작 방식

 

1. 지갑 및 거래 생성

2. 생성된 거래를 네트워크 상에 전파

3. 각 노드들이 전달받은 거래로 블록 생성 시작 (=채굴)

4. 특정 노드가 채굴 성공 시, 생성한 블록을 네트워크 상에 전파

5. 각 노드들이 블록 검증 후 블록체인에 연결

 

 

블록체인 용어 정리

- 블록체인

데이터를 블록에 담아 체인 형태로 연결 후, 이를 여러 컴퓨터에 복제하여 저장하는 분산형 데이터 저장 기술

모든 사용자가 거래기록을 공유/대조 가능 -> 데이터 변조가 불가능에 가까움

 

- 퍼블릭 블록체인 (Public)

공개형, 전 세계의 누구든지 거래 과정에 참여가능, 완전한 탈중앙화 시스템

 

- 프라이빗 블록체인 (Private)

폐쇄형, 특정 조직에서 권한을 통해 관리됨, 참여를 위해 고유의 인증 방식이 필요

 

- 컨소시엄 블록체인 (Consortium)

미리 선정된 특정 노드에 의해 제어됨, 반 중앙형

각 기관의 노드 간 동의가 있을 때 거래 생성

 

- 블록

유효한 거래 정보의 묶음, 데이터의 저장 단위

비트코인은 블록 하나에 약 1800~4200개의 거래정보 포함

 

- 머클 트리 (Merkle Tree)

블록에 포함된 거래의 요약을 트리형태로 만든 것

Hash Tree, 해시 함수로 2개의 거래데이터를 하나로 묶어 용량 절약

대용량 데이터 세트의 무결성을 효율적으로 검증하고 데이터 변조를 감지함

 

- 머클 루트 (Merkle Root)

머클 트리의 루트에 대한 해시

 

- 제네시스 블록 (Genesis Block)

블록체인 네트워크의 시작 = 첫 블록 = 0번 블록

블록 생성 순서는 높이로 표현됨

 

- 블록 높이 (Block Height)

제네시스 블록에서부터 현재 블록까지 블록이 만들어진 양

 

- 블록 헤더 (Block Header)

블록 해시, 거래정보, 머클 루트, 넌스 등 주요 데이터를 포함

 

- 블록 보상 (Block Reward)

1등으로 작업증명을 달성한 채굴자에게 주는 보상

새로운 블록마다 블록 보상을 포함

 

- 블록 타임

일정한 블록이 생성되는데 걸리는 시간

비트코인은 평균 10분에 1개의 블록 생성

블록 타임 유지를 위해 채굴 난이도가 조정됨

 

- 블록 탐색기 (Explorer)

거래 내역, 주소 등에 대한 정보를 보여주는 탐색기

각 블록체인에 따른 블록 탐색기가 존재

 

- 주요 체인 (Main Chain)

제네시스 블록부터 가장 최근 블록까지 연결된 최장 체인 (Longest Chain)

가장 많은 해시파워가 투입되는 체인에 다음 블록이 연결됨

 

- 디앱 (DAPP)

Decentralized App, 블록체인 기반 플랫폼에서 작동하는 탈중앙화된 앱

디앱 참여자 증가 -> 해당 토큰의 수요 증가 -> 디앱 사용에 필요한 플랫폼 가치 증가

 

- 암호화폐 주소 (Cryptocurrency Address)

암호화폐를 지갑에 보관하기 위한 주소

비트코인(BTC), 이더리움(ETH) 등 여러 방식의 암호화폐 주소가 존재

 

- 암호화폐 거래소 (Cryptocurrency Exchange)

증권 거래소와 비슷하게 운영되며, 이용자들 사이 발생하는 거래 수수료를 주요 비즈니스 모델로 삼음

 

- 탈중앙화 거래소 (DEX)

Decentralized Exchanges, 거래소 중개 없이 개인간 직거래를 할 수 있게 네트워크 노드가 거래소 시스템을 형성

암호화폐의 성격 그대로 반영

 

- 비트코인 (Bitcoin, BTC)

최초의 분산형 암호화폐, 사토시 나카모토에 의해 2009년 발명

P2P, 중계자 없이 사용자 간 직접적인 트랜젝션 발생

거래는 암호화를 통해 네트워크 노드에 의해 검증, 공개적 분산 원장인 블록체인에 기록됨

 

- 비트코인 코어 (Bitcoin Core)

블록체인을 구성, 거래를 검증, 트랜젝션 생성, 블록체인을 모니터링하는 프로그램

코어를 통해 블록체인 네트워크에 연결 가능

 

- 스테이블 코인 (Stable Coin)

법정 화폐나 실물 자산 기준으로 가격이 연동되는 암호화폐로, 비교적 가격 안정성 높음

기존 암호화폐는 가격 변동성 때문에 안정성이 떨어지지만, 스테이블 코인은 가치가 달러 등에 고정됨

 

- 이더리움 (Ethereum)

튜링 완전성 지원, 프로그래밍 가능한 블록체인 기반 분산 컴퓨팅 플랫폼

블록체인 + 프로그래밍 언어 접목, 스마트 계약이나 DAPP의 개발 및 실행환경 지원

 

- 가스 (Gas)

이더리움 플랫폼에서 트랜잭션 실행을 위한 네트워크 수수료 단위.

이더리움 전송 시 모든 노드의 작업이 필요한데, 이 작업량을 가스 등으로 환산

 

- 이더리움 가상 머신 (EVM)

Ethereum Virtual Machine, 원환한 스마트 계약 활용을 지원

이더리움 노드들이 공유하는 가상 환경이자, 자체 중개시스템 역할을 수행하는 transaction protocol.

 

- ERC = Ethereum Request for Comment

이더리움에서 발행되는 토큰의 호환성을 보장하는 표준 사양, 대표적으로 ERC20 토큰 표준이 있음

 

- 토큰 (Token)

독립된 블록체인 네트워크(메인넷)이 아닌 이더리움 등의 플랫폼을 이용하여 발행가능한 암호화폐.

메인넷을 소유한 경우에는 코인이라 불림

메인넷 시스템 구축은 어려우므로 먼저 토큰 발행 후 개발을 통해 코인으로 전환

 

- 테스트넷 (Testnet)

기존 플랫폼에서 독립된 자체 메인넷 블록체인을 구축하기 위한 일종의 베타 서비스

 

- 메인넷 (Mainnet)

독립적 플랫폼, 새로운 생태계 구축, 자체 지갑 생성

 

- 트랜젝션 (Transaction)

암호화폐 거래 과정에서 전송되는 서명된 정보. 하나의 문자열로 생성

 

- 트랜젝션 ID (TxID)

트랜젝션 데이터 전체에 대한 해시값

 

- 트랜젝션 수수료 (Transaction Fee)

암호화폐 전송 시 노드에게 지불되는 수수료

거래가 블록에 포함되기 위한 검증과 증명을 노드들이 해주므로, 블록보상과 수수료를 지급

네트워크의 경제적 유인으로, 트랜젝션을 만든 사람이 채굴자에게 지불하는 비용

 

- 컨펌 (Confirm)

암호화폐 거래 시 인증받는 과정

 

- 컨펌 숫자 (Confirmation Number)

해당 트랜잭션이 주요 체인에서 거절될 가능성을 측정하는 단위

Zero confirm = 해당 트랜젝션이 컨펌되지 않음

1 confirm = 해당 트랜젝션이 주요 체인의 가장 최근 블록에 포함됨

블록이 쌓일 때 마다 컨펌 숫자도 증가

 

- 스마트 컨트랙스 (Smart Contract)

블록체인에서 거래의 일정 조건 만족시 거래가 자동으로 체결되는 기술

스마트 컨트랙스 작동 시 모든 사용자가 동일한 권리를 갖는 분산 네트워크가 필요

 

- 합의 알고리즘 (Consensus Algorithm)

생성된 블록의 유효성을 검토하여 블록체인 반영 여부를 의사결정.

작업증명, 지분증명, 위임증명 등의 방식이 존재

 

- 작업 증명 (PoW : Proof of Work)

컴퓨터 연산작업으로 블록체인에 기여하는 대가로 보상을 수령

연산을 위해 우수한 성능의 장비 필요, p2p 네트워크에서 해당 연산작업을 신뢰하기 위해 참여자들 간에 간단히 검증

 

- 지분 증명 (Pos : Proof of Stake)

노드에 기여하는 대가로 보상을 수령

채굴파워에 의한 중앙화 방지, 에너지 낭비 최소화, 지분에 비례한 공정한 보상 지급으로 PoW의 단점 보완

 

- 위임 증명 (DPoS : Delegated Proof of Stake)

선택된 증인들이 참여자들이 보유한 지분을 위임받아 블록 검증

이중 채굴 & 그라인딩 공격에 내성을 갖는 합의 알고리즘.

모든 참여자가 아닌, 소수의 증인이 블록을 검증하므로 증명 속도가 빠름

 

- 노드 (Node = Peer)

블록체인 분산원장 네트워크 노드, 거래에 참여하는 개개인의 서버(참여자)

채굴자부터 일반 사용자까지 모두 네트워크의 한 노드.

네트워크 데이터를 보관하며 거래를 검증하고 다른 노드에 전송

때문에 데이터가 한번 생성되면 이를 변조하기 어렵고, 노드 수가 많을수록 블록체인 네트워크는 더 안전하다고 보여짐

비트코인의 경우, 다중심화 특징을 가지므로 '풀 노드'라는 핵심 노드가 필요

 

- 풀 노드 (Full Node)

모든 블록체인 원장을 가진 노드, 블록체인 데이터를 동기화하기 위해 메모리 사용

모든 거래를 검증하고 실시간으로 데이터 업데이트

비트코인에서는 Bitcoin Client를 통해 완전한 블록체인 데이터 보존 가능