블록체인이란? 블록체인기술 블록 노드 해시함수

블록체인이란? 블록체인 기술 블록 노드 해시함수

 

블록체인

금융기관에서 모든 거래를 담보하고 관리하는 기존의 금융 시스템에서 벗어나 P2P(Peer to Peer；개인 대 개인) 거래를 지향하는, 탈(脫) 중앙화를 핵심 개념으로 한다. P2P란 서버나 클라이언트 없이 개인 컴퓨터 사이를 연결하는 통신망을 말하며, 연결된 각각의 컴퓨터가 서버이자 클라이언트 역할을 하며 정보를 공유하는 방식이다.

기존 금융 시스템에서는 금융회사들이 중앙 서버에 거래 기록을 보관해 온 반면, P2P 방식을 기반으로 하는 블록체인에서는 거래 정보를 블록에 담아 차례대로 연결하고 이를 모든 참여자가 공유한다.

 

누구나 열람할 수 있는 장부에 거래 내역을 투명하게 기록하고, 여러 대의 컴퓨터에 이를 복제해 저장하는 분산형 데이터 저장기술이다. 여러 대의 컴퓨터가 기록을 검증하여 해킹을 막는다.

 

blockchain security technology(영어)

 

블록에 데이터를 담아 체인 형태로 연결, 수많은 컴퓨터에 동시에 이를 복제해 저장하는 분산형 데이터 저장 기술이다. 공공 거래 장부라고도 부른다. 중앙 집중형 서버에 거래 기록을 보관하지 않고 거래에 참여하는 모든 사용자에게 거래 내역을 보내 주며, 거래 때마다 모든 거래 참여자들이 정보를 공유하고 이를 대조해 데이터 위조나 변조를 할 수 없도록 돼 있다.

 

블록체인 거래 과정

블록체인의 출발

 

나카모토 사토시가 2007년 글로벌 금융위기 사태를 통해 중앙집권화된 금융시스템의 위험성을 인지하고 개인 간 거래가 가능한 블록체인 기술을 고안했다. 이후 2009년 사토시는 블록체인 기술을 적용해 암호화폐인 비트코인을 개발했다.

 

블록체인 활용 분야

 

블록체인에 저장하는 정보는 다양하기 때문에 블록체인을 활용할 수 있는 분야도 매우 광범위하다. 대표적으로 가상통화에 사용되는데, 이때는 블록에 금전 거래 내역을 저장해 거래에 참여하는 모든 사용자에게 거래 내역을 보내주며 거래 때마다 이를 대조해 데이터 위조를 막는 방식을 사용한다. 이밖에도 전자 결제나 디지털 인증뿐만 아니라 화물 추적 시스템, P2P 대출, 원산지부터 유통까지 전 과정을 추적하거나 예술품의 진품 감정, 위조화폐 방지, 전자투표, 전자 시민권 발급, 차량 공유, 부동산 등기부, 병원 간 공유되는 의료기록 관리 등 신뢰성이 요구되는 다양한 분야에 활용할 수 있다.

 

블록체인의 종류

 

블록체인은 크게 퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인으로 나뉜다. 퍼블릭 블록체인은 모두에게 개방돼 누구나 참여할 수 있는 형태로 비트코인, 이더리움 등 가상통화가 대표적이다. 프라이빗 블록체인은 기관 또는 기업이 운영하며 사전에 허가를 받은 사람만 사용할 수 있다. 참여자 수가 제한돼 있어 상대적으로 속도가 빠르다.

 

비트코인 등 활용 사례

블록체인 기술을 기반으로 한 대표적 사례는 비트코인으로 대표되는 가상화폐(또는 암호화폐)이다. 비트코인은 2008년 10월 나카모토 사토시로 알려진 프로그래머(또는 집단)가 온라인에 게재한 〈비트코인：P2P 전자화폐 시스템 Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System〉이라는 논문에 처음 등장하였는데, 이 논문에 따르면 비트코인은 화폐 발행을 독점하는 각국의 중앙은행체제와 자의적 통화정책에 대한 반발로 고안되었다. 나카모토는 논문에서 비트코인에 대하여 전적으로 거래 당사자 사이에서만 오가는 전자화폐라고 정의하고, P2P 네트워크를 이용하여 이중 지불을 방지한다고 주장하였다.

 

한편, 2017년 1월 약 11조 원의 금융상품을 관리하는 세계 최대 금융거래정보저장소인 DTCC(Depository Trust & Clearing Corporation)에서 향후 파생금융상품의 모든 거래 정보를 블록체인 기술을 활용하여 저장하고 관리하겠다는 계획을 발표하는 등 금융 분야에서 블록체인 활용이 확산되고 있다. 또한 금융 분야 외에도 데이터 관리와 상거래 등 보안과 인증이 요구되는 많은 분야에서 블록체인을 활용하려는 다양한 시도가 이루어지고 있다.

 

2009년 1월 3일 나카모토가 '최초의 블록(Genesis block)'을 생성한 이래, 비트코인 네트워크는 제시하는 문제를 풀면 블록을 생성할 수 있게 하고 그 대가로 비트코인을 지급하는 방식으로 작동한다. 문제를 풀어 비트코인을 얻는 과정을 '채굴(mining)', 채굴하는 사람을 '채굴자(miner)'라고 한다. 비트코인 전용계좌를 '지갑(wallet)'이라 하는데, 별도의 프로그램을 이용하면 누구나 만들어 보유할 수 있다. 비트코인의 신뢰성은 '작업증명(PoW；Proof of Work)'이라는 사용자 상호 검증을 통하여 확보되며, 10분마다 그 사이에 이루어진 거래 내역들이 하나의 블록에 담겨 사용자의 컴퓨터에 분산 저장된다.

 

블록체인 관련 용어

 

· 블록(block)
블록은 데이터를 저장하는 단위로, 바디(body)와 헤더(header)로 구분된다. 바디에는 거래 내용이, 헤더에는 머클해시(머클루트)나 넌스(nounce, 암호화와 관련되는 임의의 수) 등의 암호 코드가 담겨 있다. 블록은 약 10분을 주기로 생성되며, 거래 기록을 끌어 모아 블록을 만들어 신뢰성을 검증하면서 이전 블록에 연결하여 블록체인 형태가 된다. 여기서 처음 시작된 블록을 제네시스 블록이라고 부른다. 즉, 제네시스 블록은 그 앞에 어떤 블록도 생성되지 않은 최초의 블록을 말한다.

 

· 노드(node)
블록체인은 중앙 집중형 서버에 거래 기록을 보관, 관리하지 않고 거래에 참여하는 개개인의 서버들이 모여 네트워크를 유지 및 관리한다. 이 개개인의 서버, 즉 참여자를 노드라고 한다. 중앙 관리자가 없기 때문에 블록을 배포하는 노드의 역할이 중요하며, 참여하는 노드들 가운데 절반 이상의 동의가 있어야 새 블록이 생성된다. 노드들은 블록체인을 컴퓨터에 저장해 놓고 있는데, 일부 노드가 해킹을 당해 기존 내용이 틀어져도 다수의 노드에게 데이터가 남아 있어 계속적으로 데이터를 보존할 수 있다.

 

· 해시함수

 

 

 

해시함수는 어떤 데이터를 입력해도 같은 길이의 결과를 도출하는 함수를 말한다.(그림 출처: 위키피디아)

 

어떤 데이터를 입력해도 같은 길이의 결과를 도출하는 함수이다. 도출되는 결과가 중복될 가능성이 낮고, 결과 값으로 입력 값을 역으로 추정하기 어렵다. 이 때문에 해시 값을 비교하면 데이터의 변경이 발생했는지 파악할 수 있다. 해시함수는 SHA(Secure Hash Algorithm)-1이 처음 고안된 후 더 발전된 형태의 SHA-2(SHA 256)가 나왔는데, 이것을 블록체인에서 사용하고 있다. SHA-2는 어떤 길이의 값을 입력해도 결과가 256비트로 도출된다.

 

퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인

퍼블릭 블록체인(Public blockchain)은 앞에서 설명한 공공거래장부에 해당하며, 통상 블록체인이라 하면 퍼블릭 블록체인을 지칭한다. 프라이빗 블록체인(Private blockchain)은 이와 상대적 개념으로, 주로 기업에서 활용한다 하여 엔터프라이즈 블록체인(Enterprise blockchain)이라고도 한다. 여러 기업(또는 기관)이 공동으로 참여하는 컨소시엄 블록체인(Consortium blockchain)도 넓은 의미에서 프라이빗 블록체인의 범주에 속한다.

 

누구에게나 개방되고 누구나 트랜잭션을 생성할 수 있는 퍼블릭 블록체인과 달리, 프라이빗 블록체인은 서비스 제공자(기업 또는 기관)의 승인을 받아야만 참여할 수 있고 법적 책임을 지는 기관만 트랜잭션을 생성할 수 있다. 또한 트랜잭션 내역이 모두에게 공개되어 네트워크에 참여한 모든 노드(Node)가 이를 검증하고 거래를 승인하는 퍼블릭 블록체인과는 달리, 프라이빗 블록체인에서는 승인된 기관만 트랜잭션을 검증하고 거래를 승인한다.

 

퍼블릭 블록체인은 누구나 참여할 수 있고 모든 참여자의 상호 검증을 거쳐 신뢰도가 높지만, 모든 참여자의 거래 기록을 남기고 이를 공유하느라 처리 속도가 느리다는 단점이 있다. 이에 비하여 프라이빗 블록체인은 승인받은 노드만 참여하고, 다른 노드의 검증을 구할 필요가 없기 때문에 처리 속도가 훨씬 빠르다. 하지만 프라이빗 블록체인의 사용자는 서비스 제공자에게 전적으로 의존하여야 하기 때문에 퍼블릭 블록체인에 비하여 신뢰성에 한계가 있다.