비트코인 핵심 지식 5가지: 검증, 작업증명, 채굴, 해싱, 공개키 암호화
검증
- 제3자를 신뢰하여 중개자로 이용하지 않고도 디지털 결제를 가능케하는 첫번째 공학적 해결책이다.
- 제3자를 신뢰하지 않아도 거래할 수 있고 거래 당사자 아닌 누구도 공급량을 조정할 수 없는, 순수하게 peer to peer로 돌아가는 전자 현금이다.
- 비트코인의 작동 특성 중 핵심은 검증(Verification)이고, 오직 검증 덕분에 비트코인에 신뢰가 전혀 필요하지 않게 되었다. 네트워크 구성원 모두는 모든 거래를 기록하는데, 잔액과 거래를 모두 기록한 장부를 공유한다.
작업증명 & 채굴
- 각 노드 (네트워크에 연결된 컴퓨터)는 10분마다 새로운 거래 블록을 장부에 제일 먼저 기록하려고 경쟁한다.
- 노드가 거래 블록 하나를 장부에 기록하려면 연산력을 소모하여 수학문제를 풀어야 하는데, 이 문제는 풀기 어렵지만 검증은 쉽다.
- 이처럼 블록을 기록하고 네트워크 구성원 모두에게 검증받으려면 정답을 맞혀야 하는 구조가 작업증명 (Proof of Work, POW) 이다.
- 타당한 거래 블록을 네트워크에 기록한 노드가 새로 발행된 비트코인 및 거래한 사람이 지불한 거래수수료를 합한 블록보상(Block reward)을 받는 다는 사실이 매우 중요하다.
- 이 절차를 귀금속 채굴과정에 비유하여 채굴(mining)이라고 부르고, 작업증명 푸는 노드를 채굴자(miner)라고 한다.
- 즉, 비트코인 네트워크의 보안을 유지하고 새로운 비트코인을 생성하는 과정이 ‘채굴’입니다. 채굴자는 복잡한 수학 문제를 해결하여 블록을 생성하며, 성공적으로 문제를 해결하면 새로운 비트코인과 거래 수수료를 보상으로 받습니다.
- 비트코인 거래는 여러 사용자의 거래 내역을 블록에 포함시켜 검증을 거친 후, 블록체인에 추가됩니다. 이를 통해 거래의 정당성이 보장됩니다.
해싱
- 해싱(Hashing)은 어떠한 자료를 역산 불가능한 수학공식에 투입하여 크기가 고정된 자료 집합(Hash)으로 바꾸는 작업을 말함.
- 해시 함수에 어떤 자료를 투입하여 크기가 일정한 해시를 만들기는 하지만, 해시를 가지고 원래 자료를 알아내기는 불가능하다.
- 해싱은 자료의 내용 자체를 드러내지 않으면서 자료를 공개적으로 검증해내는데 가장 중요하게 쓰이며, 이를 통해 여러 당사자가 서로 신뢰하지 않고도 각자 가지고 있는 자료가 서로 같은지를 안전하게 확인할 수 있다.
공개키 암호화
- 개인키(Private key), 공개키, 그리고 하나 이상의 서명 등 수학적으로 서로 관계가 있는 숫자의 집합을 이용하는 인증방식이다.
- 개인키는 비밀로 유지해야 하지만, 개인키로 생성한 공개키는 분석해도 개인키를 알아낼 수는 없으므로, 자유롭게 공개 할 수 있다.
자료의 출처: 달러는 왜 비트코인을 싫어하는가
비트코인의 기초 중의 기초
- 비트코인(Bitcoin, BTC)은 세계 최초의 탈중앙화된 디지털 화폐로, 2008년 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)라는 익명의 개발자가 백서를 발표하며 개념을 제시하였습니다. 이후 2009년에 첫 블록(제네시스 블록)이 생성되면서 본격적인 거래가 시작되었습니다.
- 비트코인은 기존의 법정 화폐(달러, 원화 등)와 달리 중앙은행이나 정부의 개입 없이 운영되며, 블록체인(Blockchain) 기술을 기반으로 거래가 이루어집니다. 이는 모든 거래 내역이 분산 원장 기술을 통해 기록되며, 변조가 불가능하도록 설계되어 신뢰성과 보안성이 뛰어난 것이 특징입니다.
비트코인의 핵심 특징
(1) 탈중앙화 (Decentralization)
- 비트코인은 중앙은행이나 금융기관의 통제를 받지 않고, 전 세계 네트워크를 통해 자율적으로 운영됩니다. 이는 특정 기관이 통화량을 조절하거나, 거래를 감시하는 것을 방지합니다.
(2) 블록체인 기술
- 모든 비트코인 거래는 블록체인이라는 공개 원장에 기록됩니다. 이는 여러 노드(네트워크 참여자) 간 분산되어 저장되므로, 해킹이나 조작이 사실상 불가능합니다.
(3) 한정된 발행량
- 비트코인은 총 2,100만 개만 발행될 예정이며, 이는 기존의 법정 화폐와 달리 인플레이션으로 인한 가치 하락을 방지하는 역할을 합니다.
(4) 익명성과 보안성
- 비트코인 주소를 사용하여 거래가 이루어지며, 사용자의 신원 정보가 직접 노출되지 않습니다. 다만, 모든 거래 내역이 블록체인에 공개되므로 완전한 익명성은 보장되지 않습니다.
(5) 글로벌 사용 가능
- 국경을 초월하여 전 세계 어디서나 인터넷만 있다면 거래가 가능합니다. 또한, 전통적인 금융 시스템보다 송금 수수료가 저렴하고 속도가 빠릅니다.
비트코인의 장점과 단점
✅ 장점
✔ 중앙화된 기관의 개입 없음 – 은행이나 정부 없이 자유롭게 사용 가능
✔ 보안성 및 투명성 – 블록체인 기술로 인해 해킹이 어렵고, 모든 거래가 기록됨
✔ 국제 송금 용이 – 빠르고 저렴한 국제 거래 가능
✔ 한정된 공급량 – 인플레이션 방지 가능
❌ 단점
✖ 가격 변동성 – 법정 화폐에 비해 가치 변동성이 크고 투기성이 강함
✖ 규제 불확실성 – 각국 정부의 규제 강화 가능성이 존재
✖ 확장성 문제 – 거래 속도와 네트워크 비용 증가 가능성
✅ 비트코인 백서란?
- 비트코인 백서는 2008년 10월 31일, **사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)**라는 익명의 인물(또는 그룹)이 작성한 논문으로, **”Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”**이라는 제목을 가지고 있습니다. 이 문서는 중앙 기관 없이도 신뢰할 수 있는 디지털 결제 시스템을 구현하는 방법을 설명하고 있으며, 현재까지도 블록체인 기술의 근간이 되는 중요한 문서입니다.
🔎 비트코인 백서의 핵심 내용
- 비트코인 백서는 총 9개의 섹션으로 구성되어 있으며, 각각이 탈중앙화된 디지털 화폐 시스템을 설명하는 중요한 개념을 담고 있습니다.
📌 1. 개요 (Introduction)
- 비트코인 백서는 기존 금융 시스템이 가진 문제를 해결하기 위해 탈중앙화된 P2P 전자화폐 시스템을 제안합니다.
✔ 기존의 온라인 결제 시스템은 금융 기관을 중개자로 사용하여 신뢰 문제를 해결하지만, 높은 수수료와 사기 위험이 존재합니다.
✔ 비트코인은 암호학적 증명을 통해 거래 당사자 간 직접적인 거래를 가능하게 하며, 중개자를 없애고 비용을 줄입니다.
📌 2. 트랜잭션 (Transactions)
- 비트코인 거래는 디지털 서명을 이용해 검증되며, 각 거래는 공개 장부(블록체인)에 기록됩니다.
✔ 기존 금융 시스템과 달리, 사용자는 **개인 키(private key)와 공개 키(public key)**를 이용해 자신의 코인을 보호하고, 거래할 수 있습니다.
✔ 거래 내역은 네트워크에 전송되며, 다수의 노드가 이를 검증합니다.
📌 3. P2P 네트워크 (Peer-to-Peer Network)
✔ **네트워크 노드(참여자)**는 거래 데이터를 공유하고 블록을 생성하며, 블록체인을 유지하는 역할을 합니다.
✔ 노드들은 서로 연결되어 있으며, 새로운 블록이 생성될 때마다 전체 네트워크에 동기화됩니다.
📌 4. 작업증명 (Proof-of-Work, PoW)
- 비트코인 네트워크는 작업증명(PoW) 방식을 통해 블록을 생성하고, 이를 블록체인에 추가합니다.
✔ 작업증명(PoW)은 연산력을 활용한 경쟁 방식으로, 채굴자(miner)들이 문제를 해결하면 새로운 블록이 생성됩니다.
✔ 이는 네트워크의 보안을 강화하고, 거래의 위변조를 방지하는 핵심 역할을 합니다.
📌 5. 네트워크 운영 (Network)
✔ 각 노드는 새로운 블록이 생성될 때 이를 검증하며, 유효한 경우 체인에 추가합니다.
✔ 가장 긴 체인을 정식 블록체인으로 간주하며, 이를 기반으로 거래의 정당성이 확인됩니다.
📌 6. 인센티브 (Incentive)
✔ 비트코인은 채굴 보상을 제공하여 네트워크를 유지하는 채굴자들에게 경제적 동기를 부여합니다.
✔ 채굴자는 새로운 블록을 생성할 때 비트코인을 보상으로 받을 수 있으며, 이 보상은 일정 주기마다 반감기(halving)를 거쳐 줄어듭니다.
📌 7. 디스크 공간 절약 (Disk Space Savings)
✔ 비트코인은 과거 거래 데이터를 일정 기간 후 **트리밍(trimming)**하여 저장 공간을 절약할 수 있도록 설계되었습니다.
✔ 이는 네트워크가 지속적으로 성장해도 효율적인 운영이 가능하도록 합니다.
📌 8. 단순 결제 검증 (SPV, Simplified Payment Verification)
✔ 모든 사용자가 전체 블록체인을 다운로드할 필요 없이, 거래의 유효성을 검증할 수 있도록 하는 방식입니다.
✔ 모바일 지갑과 같은 가벼운 클라이언트에서 활용됩니다.
📌 9. 결론 (Conclusion)
✔ 사토시 나카모토는 기존 금융 시스템의 한계를 극복하기 위해 탈중앙화된 디지털 화폐 시스템을 제안합니다.
✔ 거래는 암호학적 검증을 통해 신뢰성이 보장되며, 누구나 자유롭게 이용할 수 있습니다.
참고 사이트: