비트코인 사용원리

마지막 업데이트: 2022년 3월 19일 | 0개 댓글
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비트코인을 대문자 B로 쓰면 비트코인 기술이나 프로토콜을 뜻하고, 소문자 b를 쓰면 디지털화폐를 의미한다.

비트코인 채굴 원리 그래픽카드가 사용되는 이유

비트코인과 이더리움을 포함한 가상화폐의 시세가 연일 폭등하면서 코인 투자에 대한 관심도 빠르게 늘어나고 있습니다. 비트코인은 채굴이라는 과정을 통해서 획득할 수 있는데, 이 과정에 컴퓨터 그래픽카드가 활용되다보니 비트코인 채굴 원리에 대해 궁금증을 가지는 사람들이 많습니다.

참고로 비트코인과 가상화폐가 세상에 공개된지 매우 오랜 시간이 지났지만 현재까지도 제도권으로 편입되지 못하면서 투기판에 가까운 모양새를 나타내고 있습니다. 원금 손실에 대한 위험성이 높다는 것은 분명한 사실이지만 단 몇분만에 엄청난 수익을 얻을 수 있다보니 가상화폐 투자에 대한 열기가 사그라들 기미가 보이지 않습니다.

비트코인 채굴 원리 이해하기

가상화폐를 거래하는데 비트코인 채굴 원리에 대해서 비트코인 사용원리 반드시 알아야 할 이유는 없습니다. 하지만 적을 알고 나를 알면 백전백승이라는 말이 있듯이 채굴이 어떤 원리로 이루어지고, 블록체인이 어떤 기술인지에 대해 알면 가상화폐에 대해 조금 더 깊게 이해할 수 있습니다.

가상화폐 채굴의 의미

비트코인을 얻는 일이 금을 캐는 과정과 비슷하다고 해서 채굴이라는 이름으로 불립니다. 영어로는 마이닝 (Mining)이라 부르고 있습니다. 그리고 전문적으로 채굴이 이루어지는 작업장을 채굴장이라 부르며, 이러한 일을 하는 사람들을 채굴업자라 부릅니다.

블록체인 기술과 비트코인

중앙 정부에서 발행하는 일반 화폐와 비트코인 사용원리 달리 금융기관의 관여없이 모든 거래 내역을 사용자들이 공유하고 증명하는 시스템으로 각자가 금융기관의 역할을 합니다. 또 비트코인을 포함한 가상화폐는 모든 거래 내역이 10분 단위로 기록됩니다. 또한 모든 거래 내역은 암호화되어 있기 때문에 이를 풀기 위해서는 특정 누군가가 암호를 해독하여 기록해야 하는데, 이를 작업증명이라 부릅니다. 비트코인의 암호는 엄청난 연산을 통해서 풀어야 하는 문제를 가지고 있는데, 이 암호를 해독한 사람에게 대가로 1개의 비트코인을 발행해줍니다. 블록체인이 유지되기 위해 필요한 리소스를 제공한 대가로 보상을 받는 개념인데, 이 비트코인이 가상화폐로 활용되는 것 입니다.

그래픽카드가 채굴에 쓰이는 이유

앞서 설명했듯이 비트코인의 암호를 해독하기 위해서는 엄청난 연산을 필요로 합니다. 그리고 이 연산을 해독하는 가장 최적의 성능을 가진 것이 그래픽카드입니다. 비트코인은 현존하는 가장 강력한 해시함수인 SHA-256 함수가 사용됩니다. 이는 숫자와 텍스트가 256비트로 이루어진 2진수 값을 출력하는 함수입니다. 그래픽카드를 활용한 비트코인 채굴 원리는 아래와 같습니다.

  1. 비트코인 채굴 작업이 시작되면 비트코인 공식 사이트에서 SHA-256 해시함수 값을 전달합니다.
  2. 채굴 비트코인 사용원리 작업을 하는 PC는 전달된 값에 임의의 텍스트를 추가하여 해시함수에 넣고 실행합니다.
  3. 출력된 값이 공식적으로 정해진 값보다 작으면 비트코인을 획득하게 됩니다.
  4. 그래픽카드는 정해진 값보다 적은 해시 값을 얻기 위해서 함수를 수차례 실행해야 합니다.
  5. 비트코인 채굴 원리는 정해진 수학 공식을 통해 문제를 푸는 것이 아니기 때문에 단순히 정해진 값보다 적은 해시값을 얻을 때 까지 무한히 연산을 반복합니다.

개인이 채굴하는 것이 어려운 이유

비트코인 채굴 원리에 따라 더 많은 연산을 하고, 더 빠른 연산 능력을 갖출수록 비트코인을 얻을 확률이 증가하기 때문에 전문적으로 수백 수천장의 그래픽카드를 장착해서 채굴장을 운영하는 전문 채굴업자를 이길수가 없는 형태입니다. 또 채굴은 24시간 컴퓨터를 풀가동시켜야 하기 때문에 전기세 부담 때문에라도 개인이 채굴을 하는 것은 매우 힘든 일입니다. 실제로 비싼값에 그래픽카드를 구입해서 집에서 채굴을 하는 사람들이 많았는데, 채굴로 얻는 이득보다 전기세 부담이 더 커서 채굴을 포기하는 경우가 대부분입니다. 최신형 그래픽카드는 300w급의 TDP를 가지고 있는데 하루 24시간 동안 비트코인 사용원리 여러장의 그래픽카드를 구동하면 전기 누진세가 엄청나기 때문입니다.

발행량이 제한된 비트코인

비트코인은 인플레이션이라 부르는 가치의 하락을 방지하기 위해서 시간이 지날수록 암호의 난이도가 상승하며 발행량도 줄어드는 형태를 가지고 있습니다. 총 2100만개의 발행량으로 제한되어 있으며 현재 추세로는 2040년이 되면 발행이 끝날 것으로 예상되고 있습니다. 모든 비트코인의 발행이 종료되면 이후 유통되는 비트코인은 거래 시 수수료를 지불하도록 설계되어 있습니다. 하지만 비트코인의 발행량이 끝나더라도 이미 수백종의 암호화폐가 거래소에 상장되고 있는 추세이기 때문에 가상화폐 투자에 대한 열기는 식지 않을 것으로 예측됩니다.

비트코인의 위조가 불가능한 이유

비트코인 채굴 원리는 기본적으로 블록체인 기술을 밑바탕으로 두고 있습니다. 블록체인 기술에 따라 모든 개인이 금융기관으로서의 역할을 담당합니다. 비트코인을 위조하거나 변조하기 위해서는 블록의 해시값을 통해서 연결되어 있는 모든 블록의 정보를 변경해야 하는데, 10분에 하나씩 기록이 남는 비트코인이기 때문에 10분 이내로 모든 암호를 해독하고 위조한 정보를 전세계에 전파해야 합니다. 하지만 현재까지 10분 이내로 비트코인의 암호를 해독할 수 있는 컴퓨터가 없기 때문에 사실상 위조와 변조가 비트코인 사용원리 불가능합니다.

가상화폐 거래소 종류

가상화폐 거래소는 전세계적으로 분포되어 있으며 그 종류도 셀수 없을 정도로 많습니다. 해외 거래소의 경우 바이낸스가 가장 대표적이며 국내 거래소의 경우 업비트와 빗썸이 가장 많은 거래량을 가지고 있습니다. 비트코인을 처음 거래하는 사람이라면 사용자와 거래량이 많은 업비트와 빗썸 위주로 사용하는 것이 안전합니다.

비트코인 채굴이란? 비트코인 채굴원리

요즘 정말 많이 보이는 기사의 내용입니다. 알아보았더니 그래픽카드가 값이 2배이상 올랐더라고요. 그래픽카드의 가격이 오르는 이유는 비트코인 때문이라고 하는데요.

정확하게 말해서 비트코인 채굴에 사용되기 때문이라고 합니다.

대체 비트코인 채굴이뭐지? 금도 아니고 어떻게 채굴을 하지?

마치 아이템을 채굴하는 듯한 이 단어 표현.

비트코인 채굴 뜻이 무엇이고 비트코인 채굴은 어떻게 이루어지는지

우선 비트코인에 대해 잠깐 정리해보도록 하겠습니다.

비트코인

사토시 나가모토라고 알려진 비트코인 창시자는 중앙은행에 의한 화폐가치 하락에 반발해서 비트코인을 만들었다고 합니다.

비트코인은 중앙은행이 화폐를 찍어내는 것이 아니라 개인이 채굴을 할 수 있는 구조입니다.

가상화폐 채굴의 의미

비트코인을 얻는 일이 금을 캐는 것과 유사하다고 하여서 채굴이라고 이름이 붙여졌습니다.

전문적으로 비트코인 채굴이 이루어지는 곳을 채굴장, 채굴을 하는 사람을 일컫어 채굴업자라고 부릅니다.

비트코인 채굴이란?

비트코인의 암호를 해독하기 위해서는 연산작업이 필요합니다.

이 연산작업을 잘 하는 것이 바로 그래픽 카드입니다.

현재 비트코인은 현존하는 가장 강력한 해시함수인 SHA-256 함수가 사용됩니다.

그래픽카드를 통해 이 함수의 연산작업을 하는 것이죠.

비트코인 공식 사이트에서 함수값 전달 > 채굴PC에서 임의의 텍스트로 연산 작업 진행 > 출력값 출력하여 비트코인 공식 사이트에 전달

만약 출력된 값이 정해진 값보다 작다면 비트코인을 획득(채굴)하게 됩니다.

비트코인 채굴 왜할까?

화폐를 암호화 하는 연산을 계속함으로써 화폐가 변조되었는지를 확인하며 검증 과정을 거칩니다. 이 과정을 통해 화폐를 더 견고하게 만드는 역할을 합니다.

비트코인 채굴은 해당 코인으로 거래하는 모든 내용을 연산, 암호화, 공증하는 작업으로 보시면 됩니다.

비트코인 무한히 채굴할 수 있을까?

비트코인을 채굴할 수 있는 양은 정해져 있습니다. 일정량 이상 양이 늘어나면 더이상 채굴하지 못합니다. 때문에 비트코인이 귀한 것입니다.

비트코인의 원리 PART 5-3: 블록체인 원리

비트코인의 채굴자가 아니라면 다른 사람들의 거래 기록들 (블록체인에 추가되기 전의 거래 기록들)을 들을 필요가 없습니다. 인증된 거래 기록들을 블록에 추가하고 블록을 블록체인에 추가하는 일은 채굴자들이 하는 것이니까요.

비트코인을 단순히 결제 시스템으로 사용하는 채굴자가 아닌 일반 유저들은 채굴자들이 블록체인에 업데이트하는 블록들의 기록들만 전달받으면 됩니다 ^^ 다시 말해서, 모두가 인정하는 블록체인에 정식으로 업데이트 되는 인증된 블록들의 상황만 알 수 있으면 되죠.

그런데, 블록체인은 수 많은 채굴자들에 의해서 동.시.에. 업데이트 되기 때문에 특이한 상황이 생길 때가 있습니다.

만약에, A라는 채굴자와 B라는 채굴자가 서로 다른 블록체인 (블록체인 끝부분의 블록의 기록이 다른 블록체인 두 개)을 유저들에게 전달하면 비트코인 사용원리 어떻게 될까요?

이 경우에, A버전의 블록체인과 B버전의 블록체인이 생기게 되는데요, 이런 경우에는 ‘블록체인의 길이가 더 긴 블록체인’을 채택하게 됩니다. 블록체인의 길이가 더 길다는 말은 인증된 블록들이 더 ‘많다’라는 의미고, 블록의 개수가 더 많다는 의미는 ‘더 많은 컴퓨터 작업’이 투입되었다는 말이니까 결과적으로는 “더 많은 컴퓨터 작업이 투입된 블록체인을 채택하자!”가 됩니다.

저번에도 다뤘듯이, 비트코인 생태계에서는 ‘더 많은 컴퓨터 작업’이 투입된 것을 채택하는 일종의 규칙이 존재합니다. 여러 개의 블록체인들이 존재하게 되는 경우에는, 똑같은 규칙을 따라서, 더 많은 컴퓨터 작업이 투입된 비트코인 블록체인이 살아남게 됩니다 ^^

만약에, A버전의 블록체인과 B버전의 블록체인의 길이가 똑.같.다.면. 어떻게 될까요?

이 경우에는, 시간을 두고 기다렸다가 더 빨리 블록이 추가되어서 더 길어진 블록체인을 채택하면 됩니다 ^^ 결론은, 더 긴 블록체인이 언제나 살아남게 됩니다 ㅎㅎ

이렇듯, 블록체인의 생태계에서는 특정 중앙 권한/기관 (예. 은행, 정부)을 신뢰할 필요없이 ‘더 많은 컴퓨터 작업이 투입된 블록체인’을 채택하는 방식으로 ‘탈중앙화 방식으로의 비트코인 사용원리 합의’를 이룰 수 있습니다. 은행이 어떤 기록이 옳고 틀린지 결정하는 것이 아니라, 더 많은 컴퓨터 작업이 투입된 기록들을 ‘신뢰할 수 있는 기록’이라고 칭하는 것이죠. 이러한 개념이 바로 가상화폐에 쓰이는 블록체인 기술이 새로운 방법으로 ‘중앙 권력을 신뢰할 필요없는 신뢰’를 구축하는 방법입니다.

이제 여태까지 나온 개념들을 통해서 비트코인 기록을 조작하기가 왜 힘든지 알아보도록 하겠습니다 ^^

예를 들어보겠습니다. 앨리스 (Alice)가 밥 (Bob)한테 사기를 치려고 “앨리스가 밥한테 비트코인 100개를 보냄.”이라는 기록을 블록체인에 인증된 기록으로 추가하려고 합니다.

이 경우에, 앨리스는 다른 채굴자들과 ‘다른’ 블록체인을 구축해야 합니다. 왜냐하면 앨리스가 포함시키려고 하는 조작된 거래 기록을 인증된 거래 기록으로 블록체인에 추가하려면 앨리스의 거래 기록을 살아남게 만들어야 하니까요. 즉, 앨리스의 블록체인 vs. 다른 채굴자들의 블록체인의 경쟁이 시작되죠. 누가 더 빨리 마법의 숫자들을 찾아서 블록들을 블록체인에 추가해서 더 긴 블록체인을 구축할 수 있는지 경쟁하는 것과 같죠!

앨리스의 블록체인이 살아남으려면 앨리스의 블록체인의 길이가 남들의 블록체인 길이보다 더 길어야 합니다. 당연히 블록체인의 길이를 늘리려면 마법의 숫자를 찾아서 블록을 인증한 다음에 블록체인에 추가해야 되겠지요? 앨리스가 정말 우연히 마법의 숫자를 빨리 찾아서 다른 모든 채굴자들보다 먼저 앨리스의 블록체인의 길이를 늘릴 수 있을 수도 있습니다! 가능한 시나리오입니다.

하지만, 확률적으로 앨리스 혼자서 마법의 숫자를 찾는 속도가 다른 모든 채굴자들이 함께 마법의 숫자를 찾는 속도보다 빠르기는 힘듭니다 ^^;; 확률적으로 비트코인 생태계에서 작동하고 있는 모든 컴퓨터 자원의 50% 이상이 있어야지만 자기가 원하는 거래 기록을 마음대로 조작해서 ‘인증된 거래 기록’으로서 살아남는 블록체인에 추가할 수 있을 겁니다. ‘50% 공격’이라고 들어보신 적 있으신가요? 바로 이러한 시나리오에서 나온 단어입니다! ㅎㅎ

결과적으로, 전체의 50% 이상의 컴퓨터 자원을 가지고 있지 않는 이상, 비트코인 거래 기록을 조작하는 것을 불.가.능.합니다. 그러므로 50% 공격이 이론상 가능하긴 하지만 현실적으로는 불가능합니다. (그러니까 너무 걱정하지 마세요 ^^)

가상화폐 거래소가 해킹당할 수는 있어도 비트코인 블록체인 자체가 해킹당할 수는 없다는 말이 이제 이해가셨나요? ㅎㅎ 이해하시는데 도움이 되었으면 좋겠습니다.

제 포스팅이 유익하였다면 보팅 , 리스팀, 팔로잉 부탁드립니다 ^^

비트코인 채굴 작업의 원리

임백준

월스트리트는 모든 것을 거래한다. 주식, 채권, 금처럼 눈에 보이는 것만이 아니라 날씨나 신용처럼 눈에 보이지 않는 것까지 거래한다. 이익을 남길 수 있다면 태양의 흑점까지 거래할 사람들이다. 이런 사람들의 눈에 비트코인처럼 떠들썩한 물건이 보이지 않을리 없다.

주류 사회에서는 인정하지 않지만 월스트리트에서는 비트코인을 거래하는 펀드 매니저들이 조금씩 생겨나는 양상이다. 비트코인을 담은 포트폴리오가 S&P 500 지수를 능가했다는 입소문이 돌기 시작하면 비트코인의 입지는 단숨에 달라질 가능성도 있다.

하지만 펀드 매니저들이 비트코인을 거래한다는 것과 그것이 화폐로서 인정을 받는다는 것은 별개의 문제다. 쑹홍빙의 '화폐전쟁'이 생생하게 묘사하고 있듯이 화폐란 기본적으로 권력관계이기 때문이다. 기술이 아니다. 비트코인에 비트코인 사용원리 냉담한 주류 국가들의 태도를 고려하면 월가에서 거래되는 비트코인은 화폐가 아니라 석유, 사탕수수, 곡물과 같은 일종의 상품(commodity)으로 취급될 가능성이 높다.

재미있는 것은 주변에 있는 친구들 중에서 나에게 비트코인이 채굴되는 원리에 대해서 묻는 사람이 여럿 있다는 점이다. 비트코인 채굴과정이 컴퓨터가 암호를 푸는 과정으로 이루어져 있다는 이야기를 듣고 ‘프로그래머’ 친구는 혹시 자세한 내용을 알지 않을까 생각했을 것이다.

프로그래머라면 간단한 암호원리와 ‘해시함수’에 친숙하기 때문에 비트코인 채굴과정이 구체적으로 어떤 작업으로 이루어져 있는지 이해하는 것이 어렵지 않다. 하지만 프로그래밍에 익숙하지 않은 사람에게는 암호학이나 해시함수를 몰라도 이해할 수 있는 비유가 필요하다.

이렇게 생각하면 좋을 것이다. 주머니 안에 1부터 1000까지 숫자가 적힌 공이 들어있다. 눈을 감고 공 하나를 꺼내서 번호를 확인한다. 확인한 공은 다시 주머니에 넣고 흔들어서 섞는다. 이 때 꺼낸 공에 적힌 숫자가 50보다 크면 같은 작업을 반복하고 50보다 작으면 ‘빙고!’ 비트코인 하나를 획득하게 된다. 공을 꺼내고, 확인하고, 넣는 작업을 빠르게 반복하면 50보다 작은 수가 적힌 공을 꺼낼 가능성이, 즉 비트코인을 획득하게 될 가능성이 더 높아진다. 비트코인 채굴작업에 최적화된 하드웨어와 소프트웨어가 제작되는 이유다.

너무 많은 사람들이 작업에 참여하거나 성능이 좋은 하드웨어가 등장해서 비트코인이 당첨되는 속도가 빨라지면 '50보다 작은 수'라는 규칙에서 50을 20으로 낮추면 당첨자가 나오는 속도를 조절할 수 있다. 꺼낸 공에 적힌 수가 20보다 작아야 비트코인에 당첨된 것으로 인정하는 것이다. 비트코인이 인플레이션을 조절하는 방법은 이러한 규칙의 조절에 기반을 두고 있다.

실제 비트코인 채굴과정에서는 SHA-256이라는 해시함수가 사용된다. 어떤 숫자나 텍스트를 입력하면 256비트로 이루어진 2진수 값을 출력하는 함수다. 비밀번호나 중요한 내용을 암호화하기 위해서 사용되는 함수로 현존하는 방법 중에서 가장 강력한 것의 하나로 인정받고 있다.

이러한 해시함수의 특징은 입력에서 출력으로 가는 과정은 순식간이지만, 출력된 내용으로부터 입력된 내용을 거꾸로 유추하는 것은 거의 불가능하다는 점이다. 그리고 동일한 입력에 대해서는 언제나 동일한 값을 출력한다.

누군가 컴퓨터를 실행해서 비트코인 채굴작업을 시작하면, 비트코인 공식사이트는 일정한 텍스트, 즉 SHA-256 해시함수에 입력될 내용을 전달해준다. 그러면 채굴작업을 수행하는 컴퓨터는 전달된 내용을 해시함수에 넣고 실행한다. 이때 출력된 값이 공식적으로 정해져 있는 값보다 작으면 ‘빙고!’ 비트코인을 획득한 것이다.

하지만 비트코인 공식사이트에서 해시함수에 넣기만 하면 비트코인이 당첨되는 값을 보내줄 리가 없다. 그리고 그 값을 그대로 이용하면 언제나 동일한 결과만 출력될 것이다. 그래서 채굴작업을 수행하는 컴퓨터에서는 해시함수를 실행하기 전에 공식사이트에서 보내준 텍스트에 임의의 텍스트를 추가한다. 출력되는 값을 다르게 만들기 위해서 함수에 입력되는 값을 바꾸어 보는 것이다. 이러한 임의의 텍스트를 영어로 nonce라고 부른다.

이렇게 해시함수를 실행하는 과정을 앞의 예에서 보았던 “주머니에 손을 넣어서 공을 꺼내는 행위”라고 생각하면 좋을 것이다. 정말로 운이 좋다면 단 한 번에 원하는 값을 얻을 수도 있겠지만 그렇게 될 확률은 매우 적다. 결국 비트코인 채굴작업은 이러한 임의의 텍스트, 즉 nonce의 값을 이리저리 바꾸어보면서 정해진 값보다 작은 해시 값을 얻을 때까지 함수를 실행하는 과정을 의미한다. 원하는 값을 얻게 되었을 때 사용한 ‘nonce’가 비트코인을 얻기 위해서 필요한 ‘정답’에 해당한다.

이런 과정은 어려운 수학문제를 풀기 위해서 공식이나 원리를 사용하는 것이 아니라 1부터 1,000,000까지의 수를 일일이 대입해 보는 것과 비슷하다. 무한히 반복되는 단순노동의 끝판왕이다. 사용되는 전력과 컴퓨팅 파워를 고려해보면 인류에게 그다지 유용한 일을 수행하는 것은 아니다.

    2014.05.12 2014.05.12 2014.05.12 2014.05.12

눈에 보이는 텍스트나 숫자를 의미를 알 수 없는 이진수로 바꾸는 해시함수 이야기를 하다 보니 세월호 참사가 생각난다. 수많은 사람의 목숨을 담보로 저질러진 해경과 청해진과 언딘과 정부와 언론의 의문스러운 행동들은 마치 해시함수로 꼭꼭 감춘 암호처럼 보인다. 하지만 암호는 풀리기 위해서 존재한다. 희생자 가족과 함께 슬퍼하고 분노하는 평범한 사람들이 십시일반으로 채굴작업에 뛰어들어서 암호를 모두 풀어낼 것이라고 확신한다.

막상 암호를 풀고 나서 보면 원래 텍스트에 담긴 내용이 대단한 것이 아닐 수도 있다. 혹은 끔찍한 내용이 담겨있을 수도 있다. 지금 그것은 중요하지 않다. 하지만 암호는 반드시 풀려야 한다. nonce가 없으면 비트코인을 생성할 수 없듯이 암호가 풀리지 않으면 억울하게 죽어간 아이들을 보낼 수 없기 때문이다.

*본 칼럼 내용은 본지 편집방향과 다를 수 있습니다.

임백준 IT컬럼니스트

한빛미디어에서 『폴리글랏 프로그래밍』(2014),『누워서 읽는 퍼즐북』(2010), 『프로그래밍은 상상이다』(2008), 『뉴욕의 프로그래머』(2007), 『소프트웨어산책』(2005), 『나는 프로그래머다』(2004), 『누워서 읽는 알고리즘』(2003), 『행복한 프로그래밍』(2003)을 출간했고, 로드북에서 『프로그래머 그 다음 이야기』(2011)를 출간했다. 삼성SDS, 루슨트 테크놀로지스, 도이치은행, 바클리스, 모건스탠리 등에서 근무했고 현재는 맨해튼에 있는 스타트업 회사에서 분산처리, 빅데이터, 머신러닝과 관계된 업무를 수행하고 있다.

비트코인 사용원리

출처=Harrison Kugler/Unsplash

출처=Harrison Kugler/Unsplash

비트코인이 또다시 화두로 떠올랐다.

기관들의 유동성이 비트코인 시장으로 대거 몰려들면서 비트코인을 강하게 비판해 온 비평가들조차 비트코인 사용원리 비트코인 사용원리 연일 사상 최고가를 기록하는, 세상에 나온 지 12년밖에 안 된 비트코인을 함부로 깎아내릴 수 없게 됐다.

적어도 지난 3년이란 시간 동안 비트코인이 아직 건재하단 사실이 증명됐다. 가장 낙관적인 비트코인 지지자들에겐 ‘비트코인이야말로 이 시대의 가장 혁신적인 기술 중 하나’라는 믿음이 더욱더 굳건해지는 시간이다.

하지만 유명 보험기금이나 헤지펀드, 자산운용사들이 다른 투자 상품이나 암호화폐보다도 유독 비트코인만 사들이는 이유가 뭘까?

비트코인은 이전의 수많은 전례와 시행착오들을 기반으로 수십년간의 암호화 기술과 연구를 모아 놓은 집약체다. 비트코인이 개발되기 이전에도 여러 비슷한 시도들이 있었지만 완전한 혹은 완전에 가까운 탈중앙화 시스템을 구현한 디지털화폐는 비트코인이 최초였다.

비트코인 초보 투자자들을 위해서 이것이 무슨 의미인지, 그리고 비트코인이 독보적인 암호화폐가 될 수 있었던 기술적 특징은 어떤 것들이 비트코인 사용원리 있는지 소개해 보려 한다.

1. 비트코인은 암호화된 화폐다

사람들이 흔히 오해하는 것과 달리 비트코인 거래 내역은 비공개로 암호화되지 않는다. 사실상 공개돼 있다고 봐야 한다.

하지만 비트코인 시스템은 공개키 암호화 기술을 기반으로 한다. 공개키 암호화 기술이란 디지털 키 시스템의 복잡한 수학 연산을 활용해 데이터를 암호화하고, 암호를 풀 수 있는 열쇠가 없는 사람은 해당 데이터를 볼 수 없도록 데이터를 비공개화하는 컴퓨터과학 분야를 일컫는다.

모든 비트코인 이용자들은 공개키(비트코인을 전송받을 때 쓰이는 공개 주소를 생성할 수 있음)와 개인키를 각각 하나씩 갖게 된다. 이름에서 알 수 있듯 공개키는 공유할 수 있고, 개인키는 반드시 비공개로 저장해야 한다. 개인키가 공개되면 비트코인을 도난당할 수 있는데, 이에 관해선 뒤에서 더 설명하기로 한다.

개인키는 보유한 비트코인에 대한 소유권을 주장하는 데 꼭 필요하다. 엄밀히 말해 비트코인 지갑은 개인키를 저장하지 비트코인을 저장하는 것이 아니다. 비트코인은 블록체인상에 존재하며, 지갑 안에 든 키가 있어야 이용자들은 그 비트코인에 접근할 수 있는 것이다.

개인키는 거래를 승인할 때도 필요하다. 비트코인을 보내려면 거래하는 상대방의 공개 주소가 있어야 한다.

PGP(Pretty Good Privacy) 암호화 방식에 대해 잘 아는 사람이라면 비트코인 거래가 그와 비슷하다는 것을 알 수 있을 것이다. PGP 기술에서 암호화된 통신 기록을 안전하게 보호하는 원리가 비트코인 코드에도 그대로 적용된다. 차이점이라면 메시지 대신 비트코인 화폐를 안전하게 보호하도록 설계됐다는 거다.

비트코인을 대문자 B로 쓰면 비트코인 기술이나 프로토콜을 뜻하고, 소문자 b를 쓰면 디지털화폐를 의미한다.

암호화된 메시지를 전송하는 것처럼 비트코인은 개인간(P2P) 전송 방식으로 거래되며, 특유의 채굴 프로세스(뒤에서 설명할 것임) 때문에 제3자가 거래를 방해할 수 없게 돼 있다.

2. 비트코인은 검열 저항성을 지닌 개방형 블록체인이다

메시지를 보내는 것처럼 자유롭게 비트코인 사용원리 전송할 수 있기 때문에 비트코인엔 포용성이란 특징이 있다.

비트코인 창시자인 사토시 나카모토가 처음 비트코인을 개발했을 때 그는 개방형 블록체인을 만들겠다는 의도로 시스템을 설계했다. 이 말은 누구나 비트코인 기술을 활용해 가치를 보유하고 전송할 수 있다는 뜻이다.

사토시 나카모토는 또 검열 저항성을 지닌 시스템을 만들고자 했다. 이는 그 누구도 이용자의 네트워크 참여와 거래를 막을 수 없단 뜻이다. 누구도 이용자 지갑 안에 든 비트코인을 동결하거나 비트코인 거래를 막을 수 없다.

비트코인 거래가 처리되는 방식 때문에 중앙의 어떤 주체도 결제를 통제할 수가 없다. 페이팔(PayPal)이나 벤모(Venmo) 등과 같은 전자송금 서비스와 달리 비트코인은 앞서 언급한 암호화 기술로 인해 돈을 주고받는 사람 간에 직접 결제가 가능하다.

이 시스템의 근간을 이루는 것이 바로 비트코인 네트워크를 위한 올인원 지갑과 서버 역할을 하는 오픈소스 소프트웨어인 비트코인 코어(Bitcoin Core)다. 적합한 하드웨어만 갖추면 누구든지 이 소프트웨어를 다운로드받아 운영할 수 있다. 비트코인 코어는 비트코인 블록체인의 거래 원장 사본을 보관하고, 네트워크 안에 있는 다른 서버에 거래 내역을 알리는 역할도 한다.

풀 노드(full node)를 운영한다는 건 비트코인 프로토콜 관리에 있어서 궁극의 활동을 뜻한다. 비트코인 원장 전체에 대한 감사를 직접 수행하고, 자신이 하는 거래를 알릴 수 있기 때문이다.

하지만 풀 노드를 운영하지 않아도 비트코인 이용자들은 네트워크를 제한 없이 이용하면서 본인의 개인키를 관리하는 지갑을 사용할 수 있다. 단, 거래를 알리려면 다른 사람이 운영하는 네트워크 노드를 신뢰해야 한다.비트코인 사용원리

3. 비트코인 거래는 영원하다

네트워크에서 발생하는 모든 거래의 기록을 보관하는 디지털 원장인 비트코인 블록체인은 변경이 불가능하다. 중앙에 있는 주체가 함부로 변경할 수도 없고, 네트워크를 조작해 보유하지도 않은 코인을 쓰는 일이 일어날 수도 없다.

비트코인 거래는 채굴자들의 글로벌 네트워크에서 기록되고 처리된다. 여기서 채굴자란 장비를 활용해 비트코인을 채굴하거나 유지하는 개인이나 집단을 의미한다. 채굴자들은 채굴 활동에 대한 보상으로 비트코인을 받는데, 이를 ‘블록 보상’이라 한다. 블록체인 시퀀스에서 새로운 블록을 찾아내 그 안에 미처리 상태의 최근 거래를 기록하는 채굴자에게 지급되는 보상을 뜻한다.

채굴을 좀 아는 사람이라면 채굴에 얼마나 많은 (전기 등) 에너지가 들어가는지도 잘 알 것이다. 이는 모두 치열해진 채굴 경쟁 때문인데, 비트코인 가격을 생각해보면 이렇게 많은 에너지가 들어가는 이유도 이해가 된다. 세상에 공짜가 어디 있나!

이렇듯 치열한 경쟁과 많은 에너지를 요구하는 구조가 네트워크를 안전하게 유지할 수 있게 도와준다. 거래는 처리하지만, 거래 원장에는 간섭하지 않도록 채굴자들에게 유인책을 제공하는 것이다. 이 일을 제대로 하지 못하면 채굴자들은 보상을 받지 못하고, 대규모 채굴업체의 경우 하드웨어와 운영비로 수천만달러의 손실을 떠안을 수도 있다.

어떤 채굴자가 거래를 조작한다고 했을 때, 이미 블록체인에 기록된 비트코인 거래를 변경할 수 있는 유일한 방법은 네트워크 내 전체 채굴자의 절반가량이 한 작업보다 더 많은 양의 작업을 수행하는 것이다. 거래 시점이 오래됐을수록 작업 시간은 더 늘어나게 된다.

비트코인 프로토콜을 공격하기 위해 얼마나 많은 에너지가 사용되는지 설명하자면, 비트코인 네트워크가 매년 소비하는 전력량은 오스트리아나 스위스 정도의 국가가 사용하는 연간 전력 소비량과 비슷하다.

따라서 3년 전에 있었던 거래 한건을 변경하려면 수억달러의 비용이 든다. 이론상으론 거래를 되돌리고 다시 쓰는 게 불가능한 일이 아니지만, 탈중앙화된 비트코인 채굴 방식 하에서 채굴 비용을 고려할 때 거의 불가능에 가깝다고 할 수 있다. (그리고 비트코인 역사상 지금껏 단 한 번도 롤백이 실행된 적이 없다)

4. 비트코인은 사실상 몰수가 불가능하다

물론 이용자의 부주의로 인해 코인이 도난당하거나 몰수되는 일이 발생할 수도 있다.

하지만 올바른 예방 대책을 취한다면 비트코인은 사실상 몰수가 불가하다. 개인키나 비트코인을 관리하는 비밀번호를 다른 사람들이 알 수 없도록 잘 보관만 한다면 코인을 보유한 사람이 완전히 통제할 수 있다.

보안을 강화하기 위해서 여러 기기에 코인에 접근할 수 있는 권한을 나눠 놓는 ‘다중서명 지갑’을 설정할 수도 있다. 또 이용자의 코인이 몰수당할 위험에 처했을 때, 가짜 비밀번호를 입력해 빈 계좌를 보여주는 안전 기능을 갖춘 지갑들도 있다.

뿐만 아니라 12~24자로 구성된 비밀문구를 만들어 개인 키를 외운 다음, 지갑을 없애고 대신 머릿속에 비트코인을 보관하는 방법도 있다. 다시 접속하려면 아무 지갑이나 다운받아(웬만한 지갑들은 이 비밀문구 기능을 지원하고 있다) 외워둔 비밀문구를 입력하고 브레인지갑(brainwallet) 속에 든 비트코인에 접근할 수 있다.

비밀문구를 종이에 적거나 극단적인 경우 금속판에 적어 악천 후에도 끄떡없을 정도로 안전하게 보관할 수 있다. 아니면 암호화시켜 USB에 담거나 인터넷 연결이 불가한 컴퓨터인 에어갭 노트북 안에 보관할 수도 있다.

인공위성이나 메시 네트워크(mesh network)를 통해 인터넷 없이 비트코인을 거래할 수도 있다.

5. 비트코인은 탈중화된 디지털 통화 시스템이다

비트코인은 P2P 결제 네트워크이자 개인들의 디지털 은행이다. 비트코인 경제는 코인을 구매하는 소비자들과 거래를 처리하고 유통될 비트코인을 새롭게 만들어 내는 채굴자들, 네트워크에 대한 감사를 실시하고 거래를 알리는 노드 운영자들, 비트코인 네트워크를 기반으로 운영되는 기업들, 그리고 그 사이에 있는 모든 관련자의 힘으로 만들어진다.

또한, 비트코인 경제는 자율 조절이 가능하다. 4년을 주기로 반감기를 통해 채굴할 수 있는 비트코인 수를 줄이는 메커니즘이 자동으로 실행된다. 향후 100년에 걸쳐 마지막 비트코인이 채굴될 때까지 채굴 보상은 점차 줄어들 것이다. 이 반감기가 있어 비트코인 총공급량이 2100만개를 넘지 않을 수 있으며, 가격 상승률도 예측할 수가 있다.

사토시 나카모토는 비트코인 백서 제목을 ‘비트코인: P2P 전자화폐 시스템’이라고 지었다. 보수적으로 봐도 이후 비트코인은 실제 현금처럼 자유롭게 쓸 수 있는 디지털 화폐가 됐다. 하지만 일각에서는 이를 비트코인이 통화로 사용될 목적을 가지고 개발된 것이란 신호로 해석한다.

그런 방식으로 비트코인을 사용할 수도 있으며, 현재 라이트닝 네트워크(Lightning Network) 같은 새로운 확장성 기술들이 거래를 더 저렴하고 빠르게 처리할 수 있는 인프라를 제공하고 있다.

하지만 궁극적으로 비트코인은 정해진 용도가 없다. 스퀘어(Square)나 마이크로스트레터지(MicroStrategy) 같은 기업들은 기업의 자산을 비트코인으로 바꿔 보관하고 있다.

또한, 비트코인을 검열 저항성을 지닌 개방형 네트워크로 만드는 요소들로 인해 비트코인이 권력을 남용하는 정부에 저항하는 반정부 세력을 후원하는 매력적인 기부 수단이 되거나, 금융 제재 대상이 되는 국가 또는 경제 위기에 처한 국가에 사는 사람들을 위한 금융 생명줄이 되고 있다.

물론 비트코인이 범죄자들에게 매력적인 기술인 것도 사실이다. 그러나 이들은 실제 네트워크 전체 이용자 중 소수에 불과하다. (그렇게 따지면 범죄자들이 현금을 사용하는 것도, 현금의 문제라고 비트코인 사용원리 봐야 한다) 그리고 모든 비트코인 거래는 공개적으로 이뤄지므로 불법 거래의 책임을 잘못이 없는 거래자 탓으로 돌리지 않기보다 쉽다. 물론 블록체인에서 일어나는 거래의 흔적을 추적하기 힘들게 만드는 프라이버시 기술들도 나날이 진보하고 있다.

비트코인의 핵심 기술은 이용자 자유와 금융의 자유라는 원칙에 그 뿌리를 두고 있다. 여기서부터 수많은 소프트웨어와 지갑, 프로토콜 등 개발자들이 비트코인의 기능성과 장기적인 지속가능성을 위해 개발하는 제품들이 생겨나고 있다.

이 밖에도 알아야 할 정보들이 무궁무진하다. 비트코인에 대해 보다 자세히 비트코인 사용원리 알고 싶다면 코인데스크가 정리한 "비트코인은 무엇인가"를 참조하기 바란다.

· This story originally appeared on CoinDesk, the global leader in blockchain news and publisher of the Bitcoin Price Index. view BPI.
· Translated by NewsPeppermint.


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