Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것

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노벨 경제학상 수상자 폴 그루그만의 인터넷의 미래에 대한 예측: 2005년도에 인터넷이 경제에 미치는 영향은 팩스의 영향 정도 일 것이라고 1998년에 예측했다(Source: http://web.archive.org/web/19980610100009/www.redherring.com/mag/issue55/economics.html)

비트코인 사용원리

2017. 11. 28. 22:30

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우리는 물건을 사고 팔거나 할 때 화폐라는 수단을 통해 거래를 수행합니다. 그런데 이 화폐라는 것이 대부분 나라의 중앙은행에서 발행되며 통제됩니다. 참고로 미국 달러를 발행하는 미국의 중앙은행 역 할 을 하 는 연방준비제도(Federal Reserve System)는 국가 소유가 아니라 사금융이라는 사실이 새삼 놀랍기도 합니다. 아무튼 화폐발행에 대한 통제권은 보통 국가의 중앙은행이 가지고 있습니다.

그런데 비트코인은 인터넷으로 연결된 세상에서 자유롭게 사용할 수 있는 가상화폐를 구현하고자 하는 노력에서 생겨났으며, 화폐발행 ( 즉 비트코인 발행 ) 은 중앙은행처럼 특정 기관에서 발행하는 것이 아니라 정해진 알고리즘과 규칙에 따라 비트코인 네트워크에 참여하고 있는 어느 누구라도 발행할 수 있도록 한 것이 가장 큰 특징이라 할 수 있습니다.

즉, 비트코인 시스템은 비트코인을 발행하고 발행된 비트코인을 거래 수단으로 사용하며 관련된 거래 기록을 비트코인 시스템에 참여한 모든 사람들에게 동일하게 공유하는 것이 핵심입니다.

​ 그리고,, 요즘 비트코인(Bitcoin) 열풍으로 인해 가상화폐나 블록체인(Blockchain) 기술에 대한 관심이 뜨겁습니다. 2017년 11월 28일자로 1비트코인의 거래가격이 1천만원에 육박하고 있다고 합니다. 대단합니다.

혹자들은 온라인 쇼핑몰이나 기업에서 주는 포인트와 비스므리한 돈같지도 않은 가상화폐 한개에 천만원씩이나 하냐고 기가 막혀하고 혀를 찰지도 모르지만, 다르게 생각해보면 그럴만한 가치가 있어 보이기도 합니다.

경제적 관점에서 희소성이란 가치(value) 상승과 비례한다고 생각합니다. 희소성이 있으면 경제적으로 가치가 있는 것이고 많은 비용을 지불해야 가질 수 있으며, 흔하디 흔하면 경제적으로 가치가 없으며 누구도 관심을 가지지도 않습니다.

OK캐쉬백 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 포인트나 싸이월드의 도토리와 같은 사이버 머니는 그것을 제공하는 기업이 원하면 언제든지 발행할 수 있습니다. 예전 SK계열사에 재직중에 받은 도토리를 아직도 1000개 이상 가지고 있는데, 이 도토리는 당시 매달 저에게 그냥 무상으로 기업에서 제공한 것을 모은 것일 뿐입니다.

이러한 맥락에서 볼 때, 기업에서 제공하는 포인트나 사이버 머니는 발행하는데 제약이 없고, 마음만 먹으면 기업이 손해를 감수하고서라도 포인트를 무상으로 사용자에게 제공할 수도 있어, 희소성이 크다고 볼 수도 없고, 심지어 해당 기업이 도산하게 되면 그 포인트를 사용할 방법도 마땅치 않게 됩니다.

하지만 비트코인의 경우, 일정한 시간(보통 10분)마다 일정한 양만큼(2017년 현재 기준 12.5비트코인) 비트코인이라는 가상화폐가 발행되는데, 이 비트코인을 발행하기 위해서는 엄청난 컴퓨팅 파워가 필요합니다. 이 말의 의미는 비트코인을 발행하기 위해서는 엄청난 전력이 소비되어야 한다는 이야기이며, 아마도 지금 현재 비트코인을 발행하기 위해 사용되는 전력 비용이 발행되는 비트코인의 가치보다 더 클 수도 있습니다.

또한 비트코인의 알고리즘에 의해 발행되는 비트코인은 점차로 줄어들게 되어, 결국은 발행되는 비트코인의 양이 한계점에 도달하게 되고 더 이상 비트코인을 채굴할 수 없게 되어 있습니다. 실제 채굴할 수 있는 비트코인의 총 개수는 2,100만개입니다.

그리고 발행된 비트코인은 비트코인 네트워크에 참여한 모든 컴퓨터가 모두 동시에 망가지지 않는 한 사라지지도 않습니다.

따라서, 비트코인은 여타 다른 포인트와는 달리 경제적 관점에서 볼 때, 발행하는 것 자체가 어렵기 때문에 희소성이 충분히 있으며, 이 희소성은 시간이 지나면 지날수록 더 커지게 될 것 같고, 비트코인을 담고 있는 지갑의 ID와 패스워드만 잊어먹지 않는다면 그 비트코인을 사용하기 전까지는 대대손손 남아 있을 겁니다.

아.. 물론 이는 순전히 제 개인적인 생각이므로, 이에 동의하지 않는 분들은 그냥 콧방귀 뀌시고 스트레스는 받지 마시기 바랍니다.

아, 그럼 비트코인을 다 채굴하면 그 이후 채굴자는 뭐로 보상을 받을까요? 결론부터 말하면 거래 수수료를 챙김으로써 보상을 받게 됩니다. 지금도 채굴자는 보상으로 일정량의 비트코인과 거래 수수료를 몽땅 가져가고 있습니다. 이에 대한 자세한 내용은 다음 포스팅에서 다루겠습니다.

참고로 비트코인 창시자로 알려져 있는 사토시 나카모토는 약 100만개의 비트코인을 보유하고 있다고 알려져 있으며, 비트코인이 등장한 초창기에 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 채굴해서 보상으로 받은 비트코인 중 많은 양(추정치로 현재까지 채굴한 비트코인의 10%)이 저장된 하드디스크를 분실(?)했거나 지갑 ID와 패스워드를 기억하지 못해 주인없이 남아있다는 것인데, 이 비트코인은 어느 누구도 가져갈 수 없다는 아쉬움이 많습니다.

자, 가상화폐로서의 비트코인 이야기는 이정도에서 끝내고, 이제 본격적인 이야기를 해보겠습니다.

이번 포스팅에서는 비트코인의 기반 기술인 블록체인에 대해 가볍게 살펴보도록 하겠습니다.

블록체인 이해하기

그렇다면 블록체인은 무엇이고 이 녀석이 도대체 어떤 역할을 하는 것일까요? 블록체인에 대해 살펴보기 전에 먼저 원장(ledger)이라는 것에 대해 알아 봅니다.

원장이란 어떤 거래(transaction)를 기록하고, 계산하기 위한 장부를 말합니다. 예를 들어 우리는 돈을 거래할 때 보통 은행이라는 금융 기관을 활용합니다. 은행은 우리가 받아야 하거나 줘야 할 돈을 수취하거나 송금해주며, 이렇게 거래되는 모든 거래 내용을 담은 원장을 데이터베이스에 보관하고 있습니다. 저같은 경우 우리은행에 급여 계좌가 있고 우리 회사는 월급날이 되면 우리은행에 돈을 입금하고 그 돈이 나의 것임을 증명할 수 있도록 나의 급여 계좌에 얼마의 돈이 들어왔는지 기록합니다. 월급날에 제 급여 계좌의 거래내역을 보면 우리 회사가 월급을 얼만큼 주었다는 기록을 볼 수가 있지요.

회사가 나에게 준 돈은 내가 가지고 있지 않고 은행이 가지고 있지만, 대신 은행이 관리하는 나의 계좌에 해당 금액이 들어왔음을 기록하고 이를 은행이 보증해주는 것입니다.

마찬가지로 회사의 은행 계좌에는 나에게 송금했다는 기록을 남기게 됩니다.

얼마 후 신용카드 회사에서 내 월급 계좌에서 지난 한달간 사용한 신용카드 사용금액을 인출해갑니다. 이 거래 내용도 급여 계좌의 거래 기록을 살펴보면 볼 수 있죠.

우리 회사가 월급을 나에게 주었다는 거래 기록이 나의 급여 계좌에 기록되어 있고, 신용카드 회사가 내가 사용한 금액을 인출했다는 거래 기록도 나의 급여 계좌에 기록되어 있습니다. 이 급여 계좌가 바로 원장이며, 내가 관리하는 것이 아니라 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 우리은행이라는 제3자가 관리하고, 나는 이 은행을 믿고 모든 거래 내용을 기록한 나의 원장을 위탁하고 있는 샘입니다.

만약 어떤 해커가 우리은행을 해킹하여 내 원장에 있는 거래 기록을 임의로 바꾸게 되면 어떻게 될까요? 아마 난 은행에 땡전 한푼 없는 처지가 되어 있거나 수백억이 들어와 있거나. 아무튼 심각한 상황을 맞이하게 될 겁니다.

​아무튼 위에서 말한 예처럼 우리는 금융 거래를 기록한 원장을 우리가 보관하고 있는 것이 아니라 은행에 보관되어 있습니다. 그리고 은행은 이 원장에 기록된 거래 내용에 대해 보증을 하고 우리는 은행이 보증하는 이 원장을 신뢰합니다.

그런데, 이 원장을 은행과 같은 특정한 기관에 보관하지 않고 거래 당사자들이나 개개인들이 각자 가지고 있다면 어떨까요?

우리회사와 나와의 거래를 기록한 원장을 우리회사와 내가 각자 보관하고 관리한다고 가정해봅니다 . 회사가 월급날이 되어 월급을 나에게 직접 전달하고 회사가 보관하고 있는 원장과 내가 가지고 있는 원장에 이 거래 내용을 각각 기록합니다 . 물론 영수증으로 내가 돈을 받았다고 할 수도 있지만 이 경우는 생각하지 말기로 하죠 ( 거래 대상자가 불특정 다수가 되는 경우에는 영수증으로는 감당이 안되기도 하고 영수증을 잃어버리면 매우 곤란한 상황에 처할 수 있지요 .)

​ 이 경우 , 각자 보관하고 있는 원장을 서로가 신뢰해야 합니다 . 회사는 내가 보관하고 있는 원장을 신뢰해야 하고 , 나는 회사가 보관하고 있는 원장을 신뢰해야 합니다 . 만약 회사나 내가 자기가 보관하고 있는 원장을 위조하거나 변조하면 어느 것이 진본인지도 알 수 없게 됩니다

좀 더 확장해서 이제 내가 거래하는 모든 대상자와도 각자 원장을 관리하고 보관한다고 생각해봅니다 . A 라는 대상자와의 거래를 기록한 원장을 원장 A, B 라는 대상자와의 거래를 기록한 원장을 원장 B 등과 같이 원장들을 만들고 이를 각 대상자와 관리하고 보관한다고 하면 어떨까요 ?

이 경우에도 서로의 원장에 대한 신뢰가 확보되어야 할 것이고 , 개별적으로 관리하는 원장의 개수가 많아지면 원장의 관리를 잘해야 할 겁니다 . 아. 뭔가 복잡하고 믿을 수 없습니다 . 무엇보다 각자 보관하고 있는 원장을 도대체 어떻게 믿을 수가 있다는 말입니까 ?

위에서 서술한 것과 같이 원장 관리를 수행하는 제3의 기관이 필요없이 거래 당사자들이 각자 관리하고 보관하고 있는 원장을 동일한 거래 내용이 되도록 동기화하고 이를 모든 거래 당사자들의 합의하에 신뢰할 수 있도록 해주는 기술을 분산원장 (Distributed Ledger) 기술이라 합니다 .

블록체인이라는 기술은 분산원장을 구현할 수 있는 가장 인기있고 광범위하게 활용되는 기술이며 , 비트코인은 블록체인 기술을 활용한 분산원장에 모든 거래를 기록하고 있고 , 거래 당사자들의 모든 합의를 위해 채굴 (mining) 이라는 방법을 도입했으며 , 채굴의 보상으로 발행되는 것이 비트코인이라는 가상화폐입니다 . 비트코인에 대한 구체적인 내용과 원리는 다음 포스팅에서 다룹니다 .

이제 블록체인에 대해 살포시 살펴봅니다.

블록체인은 단어 그대로 해석해보면 블록이 서로 연결되어 있다라는 의미입니다 . 블록에는 블록체인 네트워크에 참여한 거래 당사자들의 거래 내용을 담고 있으며 일정한 크기와 일정한 시간이 지나면 하나의 블록을 완성시키고, 다음 블록에 새로운 거래 내용을 기록합니다 .

​ 다음 블록에는 이전 블록들의 모든 정보들을 담아 두는데 이는 해쉬 (hash) 라는 복호화가 불가능한 불가역적 암호화 방법을 이용합니다 . 블록체인에 사용되는 해쉬는 SHA256 이라는 방법을 활용하며 , SHA256은 어떤 크기의 문자열을 입력받더라도 256 비트 크기의 해쉬 문자열을 출력해줍니다. 해쉬에 대한 자세한 내용은 패스하겠습니다 . (이에 대한 내용은 비트코인 원리를 살펴볼 때 다룰 예정이며, 참고로 암호화 / 복호화 / 해쉬에 대한 기초와 구현은 저의 첫 번째 책 암호와 해킹에 자세하게 소개되어 있습니다 ^^)

​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ 이런 식으로 거래 내용을 블록에 기록하고 블록들을 주기적으로 생성하고 , 생성된 새로운 블록에 이전에 생성된 모든 블록들의 정보를 담은 해쉬값을 기록함으로써 블록에 기록된 거래 내용을 해킹하여 위조 또는 변조하기 매우 어렵게 만든 것이 블록체인의 핵심이라 볼 수 있습니다 .

아래 그림은 일반적인 블록체인의 구조를 나타낸 것입니다. ​

블록체인은 각 블록들이 이전 블록들과 연결되어 있는데, 1번 블록은 연결할 이전 블록이 없습니다. 따라서 1번 블록은 이전 블록없이 시작하게 되는 태초의 블록이라 하여 제네시스 블록(Genesis block)이라 부릅니다.

모든 블록체인 시스템은 이 제네시스 블록에서 시작하게 되며, 이 후 완성되는 블록들을 이어 붙이게 됩니다.

비트코인의 제네시스 블록에는 1개의 거래가 있고, 이 거래는 비트코인 창시자인 사토시 나카모토에게 최초로 발행된 50 비트코인을 지급하는 것으로 되어 있습니다.

아래 그림은 비트코인에서 적용하고 있는 블록체인의 개략적인 모습입니다. 이에 대한 자세한 내용은 비트코인 원리에 대한 포스팅에서 다루기로 합니다.

블록체인은 결국 데이터를 저장하고 있는 DB 로 볼 수 있으며, 저장된 내용의 위조나 변조가 거의 불가능에 가까운 구조로 되어 있습니다 . 또한 블록체인은 참여하는 수많은 노드로 네트워크를 이루고 있기 때문에 거시적인 관점에서는 하나의 신뢰 네트워크로 볼 수 있습니다 .

퍼블릭 블록체인 (Public Blockchain) 과 프라이빗 블록체인 (Private Blockchain)

​ ​ ​ 블록체인 네트워크에 별다른 인증과정 없이 누구라도 참여할 수 있는 블록체인을 퍼블릭 블록체인 또는 Permissionless 블록체인이라 하며 , 이와는 다르게 블록체인 네트워크에 참여하기 위해서는 사용자 인증을 거쳐야 하고 , 권한에 따라 수행할 수 있는 행위가 제한되는 블록체인을 프라이빗 블록체인 또는 Permissioned 블록체인이라 합니다 .

퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인은 그 탄생 배경 자체가 다르기 때문에 아키텍처라든가 거래간의 합의를 위한 알고리즘 등 많은 부분이 상이합니다 .

​ ​ 대표적인 퍼블릭 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 블록체인이 바로 비트코인이며 , 요즘 뜨고있는 이더리움 (ethereum) 이 있습니다. 그리고 대표적인 프라이빗 블록체인으로는 하이퍼레져 패브릭 (Hyperledger Fabric) 이 있습니다 .

블록체인에 대한 개략적인 내용은 이정도로 하고, 다음 포스팅에서는 비트코인의 동작 원리를 살펴보고 블록체인이 구체적으로 어떻게 활용되고 있는지 알아봅니다. 그리고 비트코인이 발행되는 채굴과 관련된 부분은 실제 파이썬 코드를 이용해 이해해 보도록 하겠습니다 . ​

비트코인에 대한 모든 것

베일에 쌓인 창시자인 사토시 나카모토가 원했던 바대로, 비트코인는 탈중앙화된 특성을 가지기 때문에 어느 한 객체가 네트워크에 대한 액세스를 통제하거나 막거나 제한할 수 없습니다. 또한 그러한 특성으로 인해 훨씬 더 많은 결과가 도출됩니다.

비트코인은 여러 핵심적인 속성이 고유한 방식으로 결합되어 기존의 화폐나 다른 재산과는 차별적입니다. 이제 간단하면서도 기억하기 쉽게 그 속성에 대해 설명해 드리도록 하겠습니다. 좀 구태의연하지만 효과 만점인 약어를 사용해서 말이죠.

준비되셨나요? 그러면 시작해 볼까요…!

나만의 은행이 되어 보세요(Be your own bank).

비트코인은 완전한 P2P 네트워크를 성공적으로 제시한 최초의 금융 시스템입니다. 블록체인 기술 덕분에 그때까지 해결이 불가능했던 이중 지불 문제를 극복한 최초의 암호화폐인 것입니다. 즉, BTC를 비롯한 일반적인 암호화폐를 사용하면 돈이나 트랜잭션에 있어 은행이나 다른 기관을 신뢰할 필요가 없습니다. 전 세계의 누구와도 자유롭게 직접 거래할 수 있습니다.

해킹이 불가능합니다(Impossible to hack).

탈중앙화는 블록체인 네트워크와 블록체인의 자율성에 필수적인 요소입니다. 왜냐하면 탈중앙화로 인해 보안이 강화되고 간섭의 영향도 어느 정도 차단되기 때문입니다.

예를 들어 보겠습니다. 은행이나 준비금과 같은 중앙화된 환경에서는, 컴퓨터가 해킹되는 경우, 모든 것이 끝입니다. 시스템상 중앙의 핵심부에 중요한 정보가 저장되어 관리되고 있기 때문입니다.

그러나 블록체인과 같은 탈중앙화된 네트워크에서는 전 세계에 분산되어 있는 수천개의 노드가 네트워크를 제어하고 있으며 네트워크에 영향을 미치려면 그 중 51% 이상을 손아귀에 넣어야 합니다. 해커가 통제권을 손에 넣으려면 수없이 많은 다양한 컴퓨터를 공격해야 하기 때문에 사실상 이는 불가능에 가깝습니다. 모든 트랜잭션이 커뮤니티 네트워크에 의해 검증되기 때문에 사기가 있을 수 없습니다. 가짜 트랜잭션은 거부됩니다. 그렇기 때문에 자금 이체가 안전하게 이루어질 것이라고 확신할 수 있습니다. 간단히 말해서 해킹은 불가능합니다.

폭넓고 빠른 거래(Thick & fast)

비트코인 트랜잭션은 국경에 구애를 받지 않고 전 세계 어디에서나 거의 즉각적으로 전송이 이루어집니다. 국내 트랜젝션과 국제 트랜잭션에 소요되는 시간과 수수료가 동일합니다. 또한 기존의 국제 트랜잭션이 근무일 기준 1~4일이 소요되는 반면 BTC 트랜잭션은 완료까지 대략 10분이 소요됩니다.

크리스탈처럼 투명한 거래(Crystal clear)

비트코인은 완벽한 오픈 소스 기반이기 때문에 투명성이 무기가 됩니다. 이는 모든 사람이 코드를 면밀히 드려다 볼 수 있고 그 작동 방식을 확인할 수 있다는 의미입니다. 또한 모든 트랜잭션이 블록체인에 공개되어 비트코인 계정 및 잔액과 관련해 개인이 모든 데이터를 확인할 수 있습니다.

자산에 대한 소유권을 되찾아 줍니다(Own your money).

비트코인에는 여러분의 돈을 가지고 이래라 저래라하는 중앙 기관이 없습니다. 금융기관에 맡긴 자산과는 다르게 비트코인의 경우 본인이 본인의 자산에 대한 완벽한 제어 권한을 가지며 동시에 완벽한 소유권도 유지합니다. 따라서 권력 남용의 위험이 없습니다. 또한 신탁 위반도 발생할 수 없습니다.

익명성(INCOGNITO)

비트코인의 트랜잭션은 완벽히 공개되지만, 트랜잭션 수행 시 사용자는 익명을 사용할 수 있습니다. 비트코인에서 사용되는 주소는 문자열로써, 그 자체로는 어느 한 개인을 특정할 수 없습니다. 처음 암호화폐 구매 시에는 보통 실제 신분증을 제시해야 하며, 이 신분증은 이론상 최초 지갑에서 발생하는 트랜잭션과 사용자를 연결짓는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 블록체인 그 자체에서는 개인정보를 전혀 제시하지 않고도 자유롭게 거래할 수 있습니다.

투기 그 이상의 의미(Not only for speculation)

비트코인은 단순한 투기성 자산이 아닙니다. 비트코인은 처음에 “디지털 캐시”처럼 결제 수단으로 설계되었습니다. 비트코인의 인기에 힘입어 도입률과 이용 사례가 증가하게 되었습니다. 예를 들면 피자에서부터 람보르기니에 이르기까지 다양한 재화를 구매할 수 있게 된 것입니다. 비트코인으로 이루어진 최초의 구매는 피자 두 판이었습니다. 그 당시 그 피자 두 판 가격을 달러로 환산하면 대략 40달러 정도였습니다. 이는 오늘날 2억 달러가 넘습니다.

2017년에 “비트코인 람보(Bitcoin Lambo)”라는 문구가 일반적인 유행어가 되었습니다: 이는 그 당시에 비트코인 가격이 천정부지로 치솟게 되자 소유한 비트코인으로 언제쯤 람보르기니를 살 수 있을까를 궁리하는 사람들을 일컫는 속어였습니다. 같은 맥락에서 “웬 람보(When Lambo)”라는 암호화폐 세계의 속어도 있었습니다.

이제는 비트코인으로 고급 주택이나 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 우주여행 티켓도 구매가 가능하며, 이는 거액의 트랜잭션과 투자의 결재 수단으로 비트코인이 통용되고 있음을 잘 보여주는 예입니다. 이러한 추세가 아직은 모든 사람에게 통용되는 것은 아니지만 비트코인이 이렇게 점진적으로 주류 세계로 편입되고 있다는 사실은 그 미래가 밝다는 것을 의미합니다.

비트코인의 실제 활용 시, 그 작동 방식

이전에 블록체인 트랜잭션의 원리를 설명해 드린 바 있습니다. 외부 기관의 통제로부터 분리되어 투명하고, 안전하며 익명의 P2P 가치 교환이 가능하죠. 비트코인, 즉 BTC도 이와 같은 원리입니다. 그 단계를 다시 살펴 볼까요:

BTC 트랜잭션의 원리는?

아직까지는 다 아는 내용일 것입니다. 그러나 비트코인에 대해 완벽하게 이해하려면 작업증명, 즉 비트코인 네트워크가 트랜잭션을 확인하고 검증하는 데 사용하는 프로세스, 또는 프로토콜인 작업증명을 알아야 합니다. 이 프로토콜은 해당 블록체인의 규칙에 따라 암호화폐마다 상이합니다.

작업증명의 개념 설명

작업증명 시스템의 트랜잭션 검증 방식은 채굴자로 하여금 마치 거대한 스도쿠와 같은 엄청나게 복잡한 퍼즐을 푸는 방식으로 블록을 검증한 후 해당 트랜잭션을 블록체인에 추가하도록 동기를 부여하는 형태입니다. 퍼즐을 가장 빨리 푸는 채굴자가 새로운 블록을 체인에 추가하게 되고 그 대가로 일정 액수의 BTC를 보상으로 받게 됩니다. 이러한 프로세스를 채굴이라고 부릅니다.

그렇다면 이런 경쟁 시스템을 이용하는 이유는 무엇일까요? 그 이유는 새로운 블록을 풀기 위해 경쟁하는 과정에서 채굴자들의 연산 능력이 비트코인 네트워크에 하나로 결집해 안정성, 보안성 및 탈중화가 가능해지기 때문입니다. 실제로 한 명의 채굴자가 악의적으로 행동하거나, 위태로운 상황에 놓이게 되는 경우에도 네트워크의 나머지 모든 참가자들은 트랜잭션의 정확성을 확인하고 정확한 블록만 체인에 추가되도록 할 것입니다. 해커가 이 합의를 중단시키기 위해 네트워크의 50% 이상을 장악하는 것은 거의 불가능합니다. 바로 이것이 작업증명의 핵심입니다.

이제 기초를 학습했으니… 더 깊게 들어가 봅시다!

네, 지금까지 비트코인의 기초에 관한 속성 과정을 성공적으로 마치셨습니다! 물론 전체 내용을 마스터한 것은 아니지만, 심화 과정으로 넘어가거나 약간의 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 비트코인 투자도 시작해 볼 법한 수준으로 학습하셨습니다. 또한 이제 다른 암호화폐와의 여정도 생각해 볼 수 있는 단계라고 할 수 있습니다! 물론 Ledger 아카데미가 앞의로의 여정도 함께 할 것입니다.

아는 것이 힘이다.

또한 끊임없이 학습하세요! 암호화폐와 블록체인에 대한 학습이 즐거우셨다면 School of Block을 통해 비트코인이 그렇게 많은 사람들의 입에 오르 내리는 이유를 알아 보세요.

비트코인 사례 연구 (1): 네트워크의 작동원리와 적용

비트코인이 무엇인지, [1] 비트코인이 화폐로서의 역할을 할 것인지, [2] 비트코인을 어떻게 얻을 수 있는지, [3] 비트코인의 미래는 어떻게 될 것인지 [4] 등 수많은 글이 넘쳐난다. 하지만 대부분의 글이 비트코인에 대한 정확한 이해 없이 피상적으로 다루거나 너무 기술적이다 보니 여전히 의문만 남는다.

이 글에서는 비트코인을 조금 더 근본적인 관점에서 살펴보고 비트코인의 작동원리를 네트워크 관점에서 살펴봄으로써 금융 서비스가 어떻게 네트워크화되고 있는지 좀 더 명시적으로 이해하는 시간을 가진다.

비트코인은 왜, 어떻게 네트워크로 작동하는가?

비트코인은 암호화에 기반을 둔 가상화폐(cryptocurrency)이다. 비트코인과 그 아류(예를 들어 라이트코인, 피어코인, 네임코인 등) [5] 를 이해하기 위해서는 이러한 화폐·지불시스템이 해결하고자 하는 문제를 이해하여야 한다.

첫 번째, 비트코인은 완전히 분산된(distributed and decentralized) 지불시스템이다.

현재의 지불시스템은 신용을 기반으로 제3자가 매개하는 시스템이다. 대표적으로 신용카드를 생각할 수 있다. 구매자가 판매자에게 지불하는 것을 신용카드 회사가 중개하는 것이다. 이러한 시스템은 대부분의 경우는 잘 작동하나 취소, 분쟁, 사기 등의 문제가 발생할 수밖에 없다. 예를 들어 남의 신용카드 번호를 도용하여 물건을 사는 경우 전체 시스템에 많은 비용을 발생시킨다. 게다가 모든 정보가 한곳에 모여 있으므로 해킹이나 다운 등의 위험이 따른다. 따라서 신용카드 회사는 이러한 위험을 관리하는 데 많은 비용을 지불하고 이를 우리들에게 전가하는 것이다.

비트코인은 신용카드 회사와 같은 제3자(trusted third party)를 배제하고 구매자와 판매자 간에 직접(peer-to-peer) 결제를 하는 방식이다. 어떻게 보면 우리 모두가 은행이 되는 것 [6] 이라 볼 수 있다. 비트코인에서는 내가 가진 지갑(Bitcoin wallet)으로부터 지갑을 가진 누구에게나 비트코인을 보내고 받을 수 있다. 이렇게 제3자가 빠지게되므로 거래비용이 거의 0에 가까워지고 기존의 지불 서비스에 비해 매우 저렴하고 다양한 형태의 비트코인 기반 지불 서비스(예를 들어 비트페이(Bitpay))가 가능하다. 또한 완전히 분산된 시스템이기 때문에 해킹, 다운, 규제로 인해 시스템이 정지되거나 붕괴될 가능성이 거의 없다. [7]

두 번째, 비트코인은 사기가 현실적으로 불가능한 지불시스템이다.

예를 들어 현금도 위조지폐의 문제가 있듯이 가상화폐가 가진 가장 큰 문제는 진짜와 똑같은 위폐를 만들 수 있다는 것이다. 즉 같은 돈을 복사해서 여러 군데에 사용할 수 있다는 것이다(이전의 가상화폐들이 이 문제를 해결하지 못해 사라져 갔다). 비트코인에서는 모든 거래를 기록에 남기고 공유함으로써 같은 돈을 여러 번 사용하는 것이 현실적으로 불가능하다.

비트코인 창시자인 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)에 의하면 비트코인은 신용(trust)에 기반한 것이 아니라 수학적 증거(cryptographic proof)에 기반한 지불시스템이다. [8] 비트코인으로 일어나는 모든 거래는 10분 단위로 하나의 블록(block)에 기록되고 이 블록을 이전의 블록에 이어감으로써 블록체인(block chain)을 형성한다. 이때 비트코인 시스템에 참여하는 모든 노드들이 블록체인에 서명하고 이를 공유함으로써 같은 돈을 복사해 여러 군데 사용하는 등의 사기가 불가능한 것이다. 비트코인 결제가 약 15분에서 한 시간 정도 걸리는 것은 기존의 블록체인에 하나의 새로운 블록이 덧붙여지고 이를 서명하는 데 10분 정도 걸리고, 안전을 위해서 6개의 블록이 추가되는 것을 확인할 때까지 기다리기 때문이다.

또한 비트코인을 받는 주소는 모두에게 공개되지만 비트코인을 보내기 위한 비밀번호(개인키)는 비트코인 지갑을 떠나지 않기 때문에 [9] 신용카드나 은행 계좌번호에 비해 매우 안전하다 하겠다.

비트코인 거래가 어떻게 일어나는지 잘 보여주는 인포그래픽 (Source: http://codinginmysleep.com/explaining-bitcoin-greg-dean/)

세 번째, 자생적이고 내재적인 가치를 가진 화폐 시스템이다.

중앙은행이 발행하지 않은 가상화폐의 가장 큰 문제는 발행 권한을 누가 가지느냐와 화폐의 가치를 어떻게 결정하는 가이다. 비트코인이 가치를 가질 수 있는가는 가장 논란이 많은 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 이슈이다. 노벨상을 받은 경제학자인 폴 크루그먼은 최근에 “비트코인은 사악하다”라는 글을 올려 이슈에 불을 붙였다. 대부분의 경제학자들은 화폐가 되려면 가치를 저장할 수 있어야 하는데 비트코인은 그렇지 못하다고 한다. [10] [11] 하지만 비트코인을 옹호하는 사람들은 비트코인은 효용성(utility)과 희소성(scarcity)을 가지고 있으므로 가치가 있다고 주장한다. [12]

비트코인 시스템의 핵심은 시스템을 유지하는데 기여한 만큼 비트코인을 얻을 수 있도록 함으로써 자생적이면서도 내재적인 가치를 지니도록 했다는 데에 있다. 소위 말하는 비트코인 채굴(mining)이 위에서 언급한 모든 거래에 대한 기록(블록체인)을 유지하고 해커로부터 안전하게 지키는 일이다. 기록 유지 및 보안 책임을 채굴 권한과 일치시킴으로써 자생적으로 시스템이 유지되는 것이다.

비트코인을 채굴하기 위해서는 어려운(정확히는 시간이 오래 걸리는) 수학 문제를 풀어야 하는데 이에는 비용(컴퓨팅 파워와 전기)이 든다. 그리고 이미 발행된 화폐의 양이 많아지고 채굴 수요가 높아짐에 따라 비트코인을 얻기가 더욱 어려워지기 때문에 갈수록 더 많은 비용이 든다. 이는 금을 채굴하는 것과 유사하다. 어떻게 보면 비트코인은 가상의 금이라 생각할 수 있다. 따라서 최소한 중앙은행에서 발행한 화폐보다는 내재적인 가치가 있다 하겠다.

그리고 비트코인의 가치는 화폐 자체에 있다기보다는 전체적인 지불시스템에 있다 하겠다. 이는 중앙은행이 발행하는 화폐가 가치를 가진 것이 한 국가의 화폐·금융 시스템에 있는 것과 마찬가지이다. 다른 각도에서 보면 비트코인은 비트코인 에코시스템(또는 회사)의 가치를 반영하는 주식이라고 생각할 수도 있다.

비트코인은 금융의 네트워크화를 보여주는 실증적 사례

그렇다면 비트코인이 앞으로 버블로 끝날 것인지 대안 화폐로써 자리를 잡을 것인지가 궁금할 것이다. 나는 지금이 90년대 후반 인터넷 버블 시기와 유사하다고 생각한다.

노벨 경제학상 수상자 폴 그루그만의 인터넷의 미래에 대한 예측: 2005년도에 인터넷이 경제에 미치는 영향은 팩스의 영향 정도 일 것이라고 1998년에 예측했다(Source: http://web.archive.org/web/19980610100009/www.redherring.com/mag/issue55/economics.html)

현재 비트코인의 가격(2014년 1월 5일 현재 USD 920)에는 분명히 버블이 있다고 생각한다. 하지만 그렇다고 비트코인과 같은 화폐·지불시스템이 (페이스북이 그렇지 않았듯이) 일부 사람들의 놀이가 되지는 않을 것이라고 생각한다. 현재 비트코인의 가격이 급등락을 거듭하고, 비트코인으로 할 수 있는 것이 별로 없는 것은 아직 비트코인이 태어난 지 5년 [13] 밖에 되지 않았기 때문이다. 새로운 지불시스템이 자리를 잡기 위해서는 충분한 시간이 필요할 것이다. 그렇다면 어떤 곳에서 비트코인이 먼저 사용될 것인가 살펴보자.

우선 외환 거래에 비트코인이 사용 [14] 될 것이다. 국가 간의 지불시스템은 매우 비효율적이다. 해외에서 물건을 사거나 해외로 송금할 때 우리는 비싼 수수료를 지불한다. 하지만 비트코인을 이용하는 경우 매우 적은 수수료만 내면 되기 때문에 사람들은 원화를 비트코인으로 바꿔서 물건을 사거나 송금할 것이다. 물론 받은 사람은 비트코인을 자국 화폐로 바꾸어 사용하게 될 것이다.

두 번째로는 아르헨티나와 같이 자국의 정치, 경제적인 시스템이 불안하여 [15] 인플레이션이 매우 높거나 은행·신용카드 사를 포함한 금융 시스템이 갖춰지지 않은 케냐와 같은 나라 [16] 에서는 비트코인은 매우 적절한 결제 시스템이다.

세 번째로는 콘텐츠의 구매나 기부 등과 같이 매우 적은 금액의 거래 [17] 에 사용될 것이다. 신용카드나 계좌이체는 수수료 체계 때문에 소위 소규모 결제(micropayment)에는 적합하지 않다. 하지만 비트코인으로는 아주 적은 금액의 거래를 매우 쉽고 저렴하게 할 수 있다. 예를 들어, Bitcoin Mining in Plain English [18] 의 저자는 자신의 포스트가 도움되었다고 생각하는 사람들이 비트코인으로 팁을 줄 수 있도록 하였다.

비트코인은 위와 같은 분야에서 자리를 잡으며 중장기적으로는 기존의 화폐와 공존하면서 비효율적인 지불시스템을 대체할 것으로 생각된다. 앞으로 비트코인과 그 아류들이 어떻게 성장하고 자리를 잡는지 지켜보는 것은 마치 롤러코스터를 타듯 매우 흥미로울 것이다.

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  • 추천: [오가닉 미디어랩] 비트코인, 우리가 은행이다
  1. 조성문, , 조성문의 실리콘밸리 이야기, 2013년 12월 2일, http://sungmooncho.com/2013/12/02/bitcoin/. ↵
  2. 이학준, , 플래텀, 2013년 12월 26일, http://platum.kr/archives/16236. ↵
  3. 안상욱, , 블로터, 2013년11월 29일, http://www.bloter.net/archives/170547. ↵
  4. Dara Kerr, "Bank of America deems Bitcoin the next big thing," CNET, Dec 5, 2013, http://www.cnet.com/news/bank-of-america-deems-bitcoin-the-next-big-thing/. ↵
  5. Danny Vega, "Bitcoin vs. Litecoin vs. Peercoin vs. Ripple vs. Namecoin," Heavy, Dec 2, 2013, http://heavy.com/tech/2013/12/bitcoin-vs-litecoin-peercoin-ripple-namecoin/. ↵
  6. 윤지영, , 오가닉 미디어랩, 2014년 2월 22일, http://organicmedialab.com/2014/02/22/we-are-a-bank-in-bitcoin/. ↵
  7. David Perry, "Democratic Currency: Why Bitcoin is So Hard to Regulate," Coding in My Sleep, Nov 20, 2013, http://codinginmysleep.com/democratic-currencywhy-bitcoin-hard-regulate/. ↵
  8. Sathoshi Nakamoto, "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System," 2008. ↵
  9. 노상규, , 오가닉 미디어랩, 2014년 2월 20일, http://organicmedialab.com/2014/02/20/bitcoin-addresses-transactions-and-wallets/. ↵
  10. Paul Krugman, "Bitcoin is Evil," NYT Blog, Dec 28, 2013, http://krugman.blogs.nytimes.com/2013/12/28/bitcoin-is-evil/. ↵
  11. Brad DeLong, "Watching Bitcoin, Dogecoin, Etc. ," Washington Center for Equitable Growth, Dec 28, 2013, http://equitablegrowth.org/2013/12/28/1466/watching-bitcoin-dogecoin-etc. ↵
  12. Jay Yarow, "Why Bitcoin Has Value, According To One Of Its Biggest Supporters," Business Insider, Jan 2, 2014, http://www.businessinsider.com/why-bitcoin-has-value-2014-1. ↵
  13. Saumya Vaishampayan, "Happy fifth birthday, Bitcoin! Here’s what could happen in 2014," Market Watch, Jan 3, 2014, http://blogs.marketwatch.com/thetell/2014/01/03/happy-fifth-birthday-bitcoin-heres-what-could-happen-in-2014/. ↵
  14. Timothy B. Lee, "Five surprising facts about Bitcoin," Washington Post, Aug 21, 2013, http://www.washingtonpost.com/blogs/the-switch/wp/2013/08/21/five-surprising-facts-about-bitcoin-2/. ↵
  15. 상동. ↵
  16. Katie Collins, "Africa's first Bitcoin wallet launches in Kenya," Wired, Jul 9, 2013, http://www.wired.co.uk/news/archive/2013-07/09/africa-first-bitcoin-wallet. ↵
  17. Anthony Ha, "BitWall Allows Publishers To Make Money Through Bitcoin Micropayments," TechCrunch, Sep 21, 2013, http://techcrunch.com/2013/09/21/bitwall-launch/. ↵
  18. http://codinginmysleep.com/bitcoin-mining-in-plain-english/. ↵

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비트코인 사용원리

일반 화폐와 달리 만질 수도 없고

중앙 정부의 개입 없이 개인간 거래할 수 있는 독특한 화폐 인데요

화폐 발행이 되는 원리도 일반 화폐와는 조금 다르답니다!

금 캐는 과정과 비슷하기 때문에 채굴(mining) 이라고 하는데

어떤 원리로 이뤄지고 어떻게 채굴할 수 있는지 알려드리겠습니다~

평소 관심이 있었다면 오늘 포스트 꼭! 읽고

일반적으로 금융거래 시 은행, 신용카드회사 등의 금융기관이 중개하여 거래가 이뤄지는데

비트코인은 이러한 중개기관 없이 안전한 거래가 이뤄지도록

모든 거래내역을 장부에 기록하여 모든 사용자들이 공유할 수 있는 방식을 선택했습니다.

비트코인 시스템은 전체 거래내용을 10분 단위로 모아 장부에 기록하는데

거래내용은 암호화 되어있기 때문에 누군가 암호를 풀어 장부에 기록해야 합니다.

암호는 수많은 계산과 검토가 필요한 어렵고 번거로운 일이기 때문에

암호를 풀어 장부에 기록하는 권리와 그 대가인 신규 발행된 비트코인을 한 사람에게 주는데요

이 과정은 마치 광부가 광산에서 곡괭이질을 거듭한 끝에 금을 캐내는 것과 비슷하다고 하여

채굴(mining) 이라고 합니다.

사용자들은 컴퓨터를 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 통해 비트코인을 얻기 위해 경쟁하면서 수학문제를 풀어야 하는데요

시간이 지나면 지날수록 암호의 난이도는 높아지고 발행량도 점점 줄어들게 됩니다.

이는 화폐 가치하락(인플레이션)을 방지하기 위함이라고 합니다.

비트코인은 앞으로 2040년이 되면 총 2,100만 비트코인을 끝으로 발행이 끝나며

이후에는 유통 시 발생되는 수수료를 이용하여 지급하도록 되어있습니다.

▲ 비트코인 지갑 만들기

비트코인 채굴 전 비트코인을 저장할 전자지갑을 만들어야 합니다.

비트코인 지갑은 외국 뿐만 아니라 국내에서도 지원하는데요

원하시는 사이트에 방문 후 만드시면 됩니다.

텅 빈 지갑을 채우기 위해 본격적으로 채굴 작업에 나서야 하는데요

비트코인 암호를 풀기 위해선 Ledger 아카데미: 비트코인에 대한 모든 것 일반 PC 1대 기준으로 5년의 시간을 투자해야 풀 수 있습니다.

이런 고민을 다같이 해결하기 위해 채굴 풀(mining pool) 이 생겼습니다.

본인 컴퓨터의 계산 성능 일부를 암호 해독 과정에 보태고

채굴이 완료되면 기여한 만큼 비트코인을 나눠 받는데요

컴퓨터의 성능이 좋을수록 더 많은 비트코인을 받을 수 있습니다.

채굴 풀도 많이 나타났기 때문에 원하는 채굴 풀에 가입 후

프로그램을 다운 받아 자기 계정에 연동합니다.

채굴 프로그램 실행 후 시작 버튼만 누르면 끝입니다.

계산은 컴퓨터가 알아서 하는데 다만 PC 전원이 꺼지지 않도록 잘 설정해주시기 바랍니다.

비트코인 채굴 시 주의사항

▲ CPU 사용량이 급격히 늘어나며 100%를 유지하는 시간이 길어지기도 합니다.

CPU가 과열되지 않도록 모니터링 해야 합니다.

▲ 컴퓨터를 24시간 풀가동 해야 하므로 전기세 지출이 늘어날 수 있습니다.

감안하여 채굴하시기 바랍니다.

▲ 외국거래소 사용 시 여권만료일을 확인해야 합니다.

만료일자가 지난 여권으로 인증 시 출금정지가 될 수 있습니다.

[참고] 비트코인 암호화 원리



그렇다면 비트코인의 거래내역은 어떻게 암호화가 될까요?

참고가 될 수 있는 비트코인 암호화 원리를 알려드리겠습니다.

비트코인은 주로 공개열쇠방식을 사용합니다.

공개열쇠방식은 보내고자 하는 정보를 암호화 할 때

암호화하는 열쇠와 복호 하는 열쇠가 서로 대칭이 아니라는 특징 이 있습니다.

즉, 정보를 보내는 쪽의 암호화 열쇠와 받는 쪽의 복호 열쇠가 다르기 때문에

암호화 열쇠를 공개하여도 암호화된 정보가 무엇인지 알기는 매우 어렵습니다.

송신자가 정보 a를 공개열쇠방식으로 수신자에게 보낼 경우를 예로 들어보겠습니다.

먼저 정보를 받을 수신자는 어떤 두 소수(1과 자기 자신만으로 나누어 떨어지는 1보다 큰 양의 정수)의 곱 4067351을 이용하여 송신자에게 정보를 암호화해서 보내달라고 요청한다.

그러면 송신자는 공개된 암호화 열쇠 4067351을 이용하여 정보 a를 b로 암호화하여 수신자에게 보낸다.

이 때 송신자는 공개된 수 4067351만을 이용하여 a를 b로 암호화한다.

수신자는 4067351의 두 소인수(어떤 정수를 소수만의 곱으로 나타낼 때의 각 인수)를 이용하여 받은 암호문 b를 a로

암호화된 정보가 송신자로부터 수신자로 전달되는 사이에 공격자가 암호 b를 탈취하더라도 4067351이 어떤 두 소수의 곱으로 이루어져 있는지 알 수 없기 때문에 b를 a로 바꿀 수 없다.


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