[쟁글 아카데미] 블록체인이란? (블록체인 기본 개념 및 블록체인 원리)

작성자: 김동혁, 김준성, 심정우, 황수아 

[목차]

• 블록체인이란
• 블록체인의 특성
• 블록체인의 원리
• 마무리

1. 블록체인이란 (블록체인 기본 개념)

블록체인이란 단순히 말하면 ‘블록'들을 연결한 ‘체인'입니다. 하나의 ‘블록’ 안에는 거래 내역에 관한 모든 정보가 포함되어 있으며, 이 블록은 하나하나 연결되며 체인을 이루게 됩니다. 이 연결은 새로운 블록에 이전 블록과 연결되는 정보를 포함함으로써 이루어집니다. 새로운 블록이 체인에 연결되기 위해서는 거래 내역이 유효한지 확인하는 검증자(*노드)들의 검증을 받아야 합니다. 또한 이 연결 과정은 분권화된 방식으로 이루어지는데, 더욱 자세한 설명은 아래에 기술합니다. 현재 블록체인 기술은 비트코인 등 대부분의 가상자산과 다양한 결제 시스템, 공급망 관리에 사용되고 있습니다.

기존 금융시스템과 블록체인의 차이점을 보면 블록체인의 개념을 더욱 명확히 할 수 있습니다. 기존 금융시스템상에서 만약 A가 B로부터 돈을 빌린다고 하면, B는 A를 함부로 믿을 수 없기 때문에 제3자인 은행이라는 중개인을 두고 거래하게 됩니다. 안전한 거래를 위해 은행이 필요한 것이죠. 하지만 중개인을 거치기 때문에 큰 수수료를 지불해야 하고, 중개인의 존재가 커짐에 따라 중개인의 권력이 같이 커지는 문제점이 발생하게 됩니다.

이와 달리 블록체인을 활용하면 거래기록이 네트워크에 참가한 모든 검증자에게 복제되어 저장되며, 모든 사람이 거래기록 정보에 접근하여 확인할 수 있게 됩니다. A가 B에게 10만원을 송금한다고 가정해 봅시다. 이 거래기록 데이터를 검증자들이 모두 검증하게 되면 블록체인에 새롭게 블록이 추가됩니다. 이후 이 데이터는 여러개의 컴퓨터에 복제되어 저장됩니다. 모든 네트워크 참여자가 거래내역을 보유하고 있으니, 누군가가 데이터를 마음대로 위·변조할 수 없게 되어 중앙화된 중개인이 없이도 신뢰성을 확보할 수 있으며 중개인에게 집중되었던 권력 또한 다양한 검증자들에게 분권화됩니다. 전에는 데이터를 관리하는 주체가 은행·정부·회사와 같은 기관이었다면, 이제는 데이터가 분산되어 관리되는 것입니다.

*노드(node): 노드란 블록체인 네트워크의 연결 포인트를 의미한다. 블록체인 네트워크를 검증하고 유지하는 개개인의 참여자를 노드라고 한다.

 

2. 블록체인 기술적 특성 4가지

블록체인의 대표적인 기술적 특성으로 탈중앙성, 투명성, 보안성, 비가역성이 있습니다. 블록체인의 구조를 단순화한 예시를 통해 블록체인의 위 특성을 살펴보겠습니다.

친구들과의 동창회 모임에서 회계장부를 작성하는 상황을 생각해보겠습니다. 일반적으로 총무는 단 한 명이기 때문에, 여러분들의 회비가 어떻게 사용되었고, 실제로 그 명목으로 사용되는지 알 수가 없습니다. 특히 총무가 악의를 가지고 회계 장부를 조작한다면 나중에 장부를 공개하더라도 조작되었는지 파악할 수가 없습니다. 

이러한 문제를 해결하기 위해서 새로운 총무 제도를 도입하기로 했습니다. 동창회 모임의 회원 모두가 총무가 되는 것입니다. 동창회의 회원 모두, 회비가 어떻게 사용되는지 확인한 후에, 회계 장부에 기록을 다 같이 합니다. 그리고 매주 작성된 회계장부는 복사 후, 코팅해서 회원 모두가 동일하게 나눠 갖습니다. 이러한 방식의 총무제도는 언제나 누구든지 회계장부를 볼 수 있고, 회비 사용내역이 참인지 거짓인지, 총무가 회계장부를 조작했는지 등의 부정행위를 방지할 수 있습니다.

1. 탈중앙성

탈중앙성이란 특정한 한 주체가 통제 하지 않는 특성을 말합니다. 이전에는 한 명의 총무가 회계장부 작성 및 보관 등 모든 권한을 총무가 갖고 있었는데, 이제는 모두가 총무가 되었기 때문에 권한과 책임이 한 주체에 집중되어 있지 않은 ‘탈중앙화’된 성격을 갖게 됩니다.

2. 투명성

블록체인의 투명성이란 블록체인 네트워크에서는 모든 정보를 공유하므로, 정보를 누구나 언제든 공개적으로 정확히 확인할 수 있는 특성을 말합니다. 기존의 총무 제도에서는 총무가 한 권의 회계장부를 갖고 있었기 때문에, 총무의 허락 없이는 회비 사용 내용을 알 수가 없었습니다. 그러나 새로운 총무 제도하에서는 회원 모두가 똑같은 장부를 갖고 있기 때문에 누구나 언제든지 회계장부를 들여다볼 수 있게 됩니다.

3. 보안성

블록체인의 보안성이란 네트워크 대내외의 공격으로부터 블록체인상의 정보를 안전하게 보호하는 특성을 말합니다. 회계장부가 한 권일 때에는, 악의를 가진 누군가에 의해 장부가 훼손되거나 없어질 수도 있습니다. 그러나 이제는 회계장부가 여러 권이기 때문에 모든 회원의 장부를 없애지 않는 이상, 회계장부의 훼손이나 분실에 대한 위험성은 고려하지 않아도 됩니다.

4. 비가역성

비가역성이란 블록체인에 한 번 기록된 정보는 다시 수정되거나 삭제될 수 없는 특성을 말합니다. 새로운 총무제도에서는 장부를 복사 해서 ‘코팅’ 후 보관을 합니다. 즉, 한 번 작성된 회계장부는 코팅이되어 잘못된 내용을 수정할 수도, 삭제할 수도 없게 되는 것입니다.

 

3. 블록체인 원리

블록체인 검증자들은 새로운 블록을 체인에 계속 추가하면서 블록체인을 이어나갑니다. 검증자(노드)들은 블록을 체인에 추가할 때마다 보상을 받게 됩니다. 그렇다면 블록체인에 새로운 블록이 어떻게 추가되는지 간단하게 살펴보겠습니다. 블록체인의 대표적인 예시인 비트코인의 블록 검증 과정을 통해서 설명하겠습니다.

첫 번째로 검증자는 블록체인 네트워크에서 발생하는 여러 거래들의 데이터를 모아 자신만의 후보 블록을 만듭니다. 그 다음 해당 후보 블록을 체인에 추가하기 위한 정답을 찾습니다. 자신이 제시한 블록이 다른 검증자들에게도 검증되어서 체인에 추가되면, 이 블록을 제안한 사람은 비트코인을 보상으로 받습니다. 이를 유효한 해시값 찾기, 흔히 ‘채굴’이라 부릅니다.

채굴은 마치 퀴즈를 푸는 것과 같습니다. 가령 숫자를 넣으면 특정한 단어가 나오는 상자(해시 함수)가 있다고 합시다. 해당 상자는 동일한 숫자에 대해서는 항상 똑같은 단어가 나오며 상자 구조가 너무 복잡하여 단어를 보고 숫자를 유추할 수는 없습니다.

우리는 해시 함수에 1을 넣으면 Cat이 나오고 2를 넣으면 Banana가 나오는 것을 알 수 있습니다. 하지만 Apple을 보고 무슨 숫자를 넣었는지 알 수 없습니다. 만약 우리가 찾고자 하는 정답이 ‘Apple’이라면 해시 함수 상자에 숫자를 넣는 행위를 ‘Apple’이라는 단어가 나올 때까지 여러 번 반복할 것입니다.

1부터 4까지 계속해서 이 함수 상자에 숫자를 넣다가 4라는 숫자가 Apple이라는 단어와 연결되는 것을 알게 되었습니다. 이 정답을 알게 된 채굴자는 블록 생성 권한을 갖게 되고, 블록체인에 전파하여 결국 검증되어 체인에 연결되면 비트코인을 보상으로 받습니다.

이 과정이 바로 채굴입니다. 해시 함수라는 상자에 해시와 논스(임의의 숫자)라는 숫자를 넣어 해시값이라는 문자를 찾는 것입니다. 그리고 채굴자는 모두가 알고 있는 유효한 해시값이 나올 때까지 임의의 숫자인 논스값을 바꿔가며 상자에 숫자를 넣는 행위를 반복합니다. 정답을 찾았다면 다른 채굴자들에게 이 사실을 알리고 검증 받아야 합니다. 다른 채굴자들은 정말로 정답을 찾은 게 맞는지 검증하고 만약 과반수 이상이 정답이 맞다고 동의한다면 내 후보 블록을 체인에 추가하고 보상을 받을 수 있습니다.

4. '블록체인이란' 마무리

이상으로 블록체인 뜻, 블록체인 원리, 블록체인 기술적 특징 4가지에 대해서 간단하게 알아봤습니다. 가상자산을 이해함에 있어서 가장 기본적으로 이해해야 하는 부분이기 때문에 쉬운 예시를 통해 살펴봤습니다. 이러한 블록체인의 특성과 원리를 이용하여 가상자산, 결제 시스템, 공급망 관리 등 다양한 곳들에서 사용될 수 있습니다. 블록체인은 이에 국한되지 않고 다양한 산업에 상용될 수 있을 것입니다.

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