블록체인 정의와 특징. 초보자를 위한 가이드

블록체인에 대한 뉴스를 볼 때마다 늘 “블록체인이 정확히 뭐지?” 하며 블록체인에 대해 검색해본 적 있지 않으신가요? 오늘은 블록체인의 정의부터 특징, 기술의 한계까지 전반적으로 개발자가 아니어도 이해할 수 있게 다뤄보고자 합니다. 초보자를 위한 블록체인 가이드, 시작합니다.

 

 

 

블록체인의 정의

 

블록체인이란 말 그대로 블록들을 연결한 체인입니다. 즉 탈중앙화된 원장 기술로 여러 컴퓨터에 걸쳐 정보를 기록하고 암호화되어 등록된 정보가 변경될 수 없도록 만드는 기술이라고 이해하면 됩니다. 즉 어떠한 이유에서든 블록에 저장된 정보를 변경하려면 해당 블록에 있는 정보를 수정해야 할 뿐만 아니라 해당 블록과 연결된 다른 블록들의 정보까지 같이 수정해야 하기에 위변조를 불가능하게 만든 기술이죠. 탈중앙화를 통해 데이터의 무결성과 투명성을 보장하고 블록에 저장된 모든 정보는 누구나 접근이 가능한 구조로 2008년 아직도 신원이 파악되지 않는 사토시 나카모토의 논문에 의해 세상에 소개되었습니다.

 

2008년 10월 사토시 나카모토가 암호기술 메일링 리스트에 올린 "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System" 이라는 제목의 9쪽짜리 논문

 

2000년 초 전 세계 금융위기를 통해 많은 사람들이 금융 시스템의 도덕성 해이와 문제점을 인식하게 되었고 오랜 세월 동안 진행되었던 중앙화된 기관과 시스템의 도움 없이 사용자끼리 직접 거래를 할 수 있는 Peer-to-Peer Electronic Cash System을 위해 설계가 되었지만, 지금은 금융뿐만 아니라 물류, 유통, 사회 및 문화, 공공서비스 및 다양한 분야에서 도입 또는 검토가 진행되고 있어 4차 산업혁명을 이끌어갈 핵심 기술로 주목받고 있습니다.

 

 

블록체인의 특징

 

탈중앙화

기존 거래 방식에서 볼 수 있는 가장 큰 리스크는 바로 ‘은행’입니다. 국내뿐만 아니라 해외에서도 발생한 금융 전산망 해킹 사건만 보아도 알 수 있듯, 은행의 중앙 서버를 무너뜨리기만 한다면 데이터 위·변조는 쉬워집니다. 그러나 블록체인은, 은행과 같은 중앙 관리자 없이도 신뢰할 수 있는 거래 시스템을 제공할 수 있습니다. 블록에 담긴 거래 내역은 누구나 볼 수 있고, 누구나 보유하며, 참여자 모두가 감시하고 검증합니다. 즉 누구도 무언가를 독점하지 않고 블록체인은 자유롭고 평등한 다수의 참여자에 의해 자율적으로 유지되고 운영되며, 과반수 이상의 동의를 해야 합니다. 이것이 블록체인의 가장 큰 특징인 ‘탈중앙화’입니다.

 

보안성

위에서 설명했듯이 블록체인을 해킹한다는 건 사실상 불가능합니다. 블록체인은 다수결에 의해 거래검증이 완료되고 해당 정보가 공유되는데, 하나의 원장을 조작하려고 한다면 100명 중 51명이 함께 데이터 조작에 참여하고 승인을 해야 한다고 생각하면 됩니다. 더 나아가 그럼 51명만 모으면 되겠다는 생각할 수도 있지만, 블록체인 네트워크는 이미 매일 수백억 달러의 거래량을 기록하고 있고, 네트워크 참여자 수는 지금도 끊임없이 늘고 있습니다. 즉 이를 압도하는 참여자를 모은다는 것은 사실상 불가능할 뿐만 아니라 설령 51% 조작에 성공했다 가정해도 해당 네트워크는 검증성 문제로 효력을 잃기 때문입니다.

 

투명성 & 익명성

블록체인 참여자라면 모두가 모든 블록의 과거 데이터부터 현재 데이터까지 볼 수 있습니다. ‘A가 B에게 10만 원을 송금했다’는 블록체인에서 비밀이 될 수 없습니다. 하지만 10만 원을 송금한 A가 누구인지, 10만 원을 받은 B가 누구인지는 알 수 없습니다. 블록체인은 참여자라면 누구나 거래내역을 확인할 수 있는 투명한 구조이지만, 신분 인증이 필요 없는 P2P 거래를 기반으로 하므로 특정 문자열로 암호화된 거래 주소로 거래가 진행됩니다. 이 과정에서 거래 당사자 확인이 불가하므로 블록체인은 익명성을 보장합니다. 즉 송금을 한 주소와 해당 금액을 받은 주소는 확인이 가능하지만, 해당 주소의 소유자는 확인이 어려운 거죠.

 

 

블록체인의 예시

 

여러분(A)의 은행 계좌에는 현재 잔액이 100만큼 있습니다. 이것은 은행의 데이터 저장소에 기록된 값입니다. 여러분이 누군가(B)에게 50을 이체하면 어떻게 될까요?  잔액은 100에서 50으로 감소하고, 이체받은 사람의 잔액은 +50이 되겠지요? 간단한 잔액의 변경이지만, 절차를 자세히 보면 다음과 같습니다.

 

 

 

2. 이체 금액을 입력하여 거래내역을 작성한 후
3. 인증서, 패스워드, 생체 인식 등으로 거래내역에 대해 확인합니다. (이 과정은 계약서에 서명하는 것과 같습니다.)
4. 은행은 잔액이 충분히 있는지 등을 검증 후 거래내역을 데이터 저장소에 저장합니다.
5. 거래내역이 데이터 저장소에 저장되면 은행 시스템에서 사용자들의 잔액이 변경됩니다.

 

이렇게 데이터 저장소의 기록을 변경하는 역할을 은행이 담당하고 결과를 보장해 줍니다. 만약에 은행이 여러분의 잔고가 실제로 100인데 0으로 잘못 기록하면 어떻게 될까요? 은행이 올바로 관리해 줄 것이라는 믿음을 가지고 있다는 점에서 우리는 은행을 '신뢰'하면서 이용하고 있습니다.

 

 

블록체인 기술을 기반으로 한 암호 화폐 동작 원리

 

 

 

1. "A가 B에게 50BTC를 보냅니다."라는 거래내역을 작성하고,

2. 실제 돈의 소유자가 A임을 확인할 수 있는 서명을 한 후 네트워크에 보냅니다.

3. 네트워크에서는 거래내역이 올바른지를 확인 후, 거래내역을 블록체인에 저장하면

4. 비트코인의 잔액이 변경됩니다.

 

기본적으로 절차도, 원리도 같습니다. 다만 거래내역을 데이터를 저장하고 승인을 해 주는 주체가 중앙화된 기관인 은행이냐, 비트코인 네트워크냐 하는 것만 다를 뿐입니다.

 

우리는 은행의 데이터 저장소는 은행이 잘 관리하여 이를 조작하지 않을 것이라는 신뢰를 기반으로 사용하고 있습니다. 반면, 비트코인 네트워크는 믿을 수 있는 누군가가 관리하는 것이 아니라, 블록체인에 저장된 거래내역이 조작이 어렵다는 사실에 기반하여 운영됩니다. 은행과 같은 신뢰 기관 없이도, 블록체인 자체가 신뢰할 수 있는 저장소가 되어 주는 것입니다.

 

그렇다면 블록에 저장된 정보를 어떻게 검증하고 신뢰할 수 있는지가 확인된다면 사토시 나카모토가 주장한 내용이 일상생활에서 사용될 수 있다고 생각합니다.

 

 

블록체인의 신뢰성

 

아래 그림을 보면, 블록체인이 어떻게 구성되는지를 나타냅니다.

 

 

여러 개의 거래내역이 발생하면 이를 취합하는데, 이 단위를 블록이라고 합니다. 가장 대표적인 비트코인의 경우 10분마다 1개의 블록이 생성되고 이더리움의 경우 15초마다 1개의 블록이 생성됩니다. 한 개의 블록을 만들 때마다, 조작된 거래내역이 발생하면 바로 알 수 있도록, 블록 내부에 거래내역을 압축하여 변경 시에 알 수 있는 정보를 표시해 줍니다.

 

위 그림에서는 거래내역(TX) 3번에서 C가 D에게 보내는 잔액이 원래 1 BTC라고 가정해 봅시다. TX 3의 보내는 금액을 2 BTC로 조작하고자 할 때 이 데이터가 바뀔 경우, 블록의 해시값이 바뀌기 때문에 쉽게 알아차릴 수 있습니다. 또한 거래내역이 추가로 생길 때마다 블록이 생겨날 텐데, 과거의 거래내역을 위변조할 수 없도록 서로 연결(Chain)하여 보관합니다.

 

따라서, 거래내역 중 어떤 것에 대한 위변조가 일어나면 바로 확인할 수 있는 구조를 가지기 때문에 "블록체인에 저장된 것은 위변조할 수 없다"고 할 수 있는 것입니다.

 

 

 

블록체인 기술의 단점

 

반면 블록체인 기술에서도 당연히 단점이 존재하고 있습니다.

 

 

규제 부족

블록체인 기술은 규제가 아직 미비한 관계로 블록체인에 저장한 데이터를 도난당할 경우 손실을 복구하기가 훨씬 더 어렵습니다. 예를 들면 블록체인 지갑에 암호화폐가 있는데 누군가 지갑에 액세스한 경우, 해당 화폐를 돌려받을 수 있도록 도와줄 은행이나 중앙 기관이 없고 만약 암호화폐의 주소를 잘 못 기재하여 오송금 할 경우 해당 거래를 취소하거나 번복할 수 없습니다.

 

지나친 투명성

블록체인 대부분의 데이터는 대부분의 사람이 접근할 수 있기 때문에 민감한 정보를 저장하기에 좋은 장소가 아닙니다. 해싱 기술(원래 데이터를 알아볼 수 없는 난해한 문자열로 표현하는 기술) 은 데이터 소유자를 숨길 수 있게 만들지만 데이터 자체는 여전히 공개되어 있습니다. 그렇기 때문에 정부 기록 보관이나 의료 데이터에 블록체인을 사용하는 방법에는 보수적인 입장에 있습니다.

 

느린 거래 승인 시간

거래 내역을 담고 있는 블록이 승인되려면 빠른 시간이 필수이지만 비트코인의 경우 기술적으로는 약 11분의 시간이 필요하고 만약 네트워크에 승인이 필요한 블록이 많을 경우 30분에서 60분, 아니면 이보다 오래 걸릴 수 있다는 단점이 있습니다.

 

 

블록체인의 단점을 극복하려는 시도들

 

당연히 이런 문제점들을 극복하기 위해 여러 가지 기술이 계속 검토되고 괄목할 만한 결과를 내고 있습니다. 예를 들면 2024년 1월 미국 증권거래위원회 (United States Securities and Exchange Commission – SEC) 가 비트코인 현물 상품을 승인해서 암호화폐 중 처음으로 디지털 자산으로 정부에서 공식적으로 인정하였고 비트코인 기반의 금융 상품이 굴지의 금융서비스 회사를 통해 출시되었습니다.

 

2023년 7월 기준 비트코인의 시가 총액은 약 $1,141억 달러이고 이는 전 세계 투자 자산 중 시가 총액 상위 10위 안에 드는 규모입니다. 물론 가격의 변동성을 고려하면 화폐의 중요한 가치 중의 하나인 가치 척도의 기능을 만족할 것인지는 판단하기에는 부정적이지만 디지털 자산의 한 축을 담당하는 것에 대해서는 이견이 없을 것으로 생각합니다. 

 

지나친 정보 투명성 및 접근에 관한 우려에 대해서는 영지식 증명 (Zero Knowledge Proof : 당신이 어떠한 정보를 가지고 있다는 것을 증명하면서 그 내용을 비밀로 하고 공개하지 않음) 라는 기술을 적용하여 블록체인에 적용되고 있습니다. 쉬운 이해를 위해서 특정 놀이기구를 이용하려면 신장이 몇 CM 이상이어야 된다는 안내 문구를 보신 적이 있을 텐데 영지식 증명이란 자신의 신장이 놀이기구를 탈 수 있는 신장이 넘지만, 정확히 몇 CM 인지 알리지 않는 것을 의미합니다.

 

거래 승인 속도를 개선하기 위해 비트코인을 포함한 다양한 블록체인 네트워크가 출시되어 생태계를 만들고 있는데 처리 속도가 가장 빠르다고 하는 솔라나 네트워크의 경우 최대 65,000의 TPS (Transaction Per Second)를 지원합니다.

 

이는 VISA TPS 1,700 보다는 월등히 높은 수치이지만 VISA 거래 정보의 경우 실제 생활에서 사용되는 거래 건수를 의미하지만, 솔라나 네트워크의 경우는 SPAM 거래가 포함되지 않는 기술적인 정보인 관계로 아직도 향상해야 하는 영역임에는 분명합니다. 그러나 블록체인에서 다양한 기능을 추가할 수 있는 스마트 컨트랙트 이더리움의 TPS 가 15인 것에 비교하면 장족의 발전했다고 생각할 수 있습니다.

 

 

마무리

 

블록체인은 중앙화된 기존 구조에서 발견된 문제점들에 대해 해결책을 제시하였고 이미 통화와 데이터 소유권에 혁신적인 변화를 만들었으며 많은 잠재적 용도로 쓰이고 있습니다. 당연히 블록체인이 계속해서 발전함에 따라 기업과 정부의 요구에 부합하게 발전할 수는 있겠지만, 이른 시일 내에 블록체인이 대중적으로 채택되기는 시간이 걸릴 것으로 예상합니다.

 

실례로 우리가 사용하고 있는 인터넷이란 기술은 1950년도에 ARPANET 라는 이름으로 탄생하였고 현재와 같은 TCP/IP 패킷 송출 방법으로 전환한 시점은 1983년도인 것을 보면 블록체인이라는 기술이 일상생활에서 대중화되려면 많은 기술적인 발전을 해야 할 것입니다.

 

그리고 탈중앙화 블록체인 기술의 세계에서는 정보에 대한 관리 책임은 온전히 사용자 개인이 직접 책임져야 하는 만큼 많은 사용자가 블록체인의 개념과 원리에 관한 정확한 이해를 할 수 있도록 블록체인 생태계에서 한 축을 담당하는 지갑 사업자인 디센트도 많은 노력을 해야 됩니다. 당연히 이런 신기술을 악용하려는 사람들의 손에서 암호화폐의 해킹 사건 및 피해로부터 사용자들을 보호할 수 있는 관련 법규가 마련되는 것도 필요합니다.

 

마지막으로 기존 생태계가 디지털화되는 것에 대해서는 이견이 없을 것으로 생각되고 이러한 디지털 생태계에서 자산의 디지털화도 거스를 수 없는 대세라고 생각합니다. 이렇게 급격하게 변화하는 세상에 대해 어떤 사람은 “이건 그냥 지나가는 유행일 뿐이야”라고 할 수도 있고 정말 변하고 있는 시점으로 판단해서 대비나 투자를 하는 사람도 있습니다. 소설가 William Gibson은 “미래는 이미 와 있다. 다만 모두에게 균등하게 온 것은 아니다”라고 했습니다.

 

 

점점 더 가까워지는 디지털 세상을 현명하게 준비할 수 있도록 디센트는 앞으로 블록체인과 암호화폐에서 반드시 알아야 하는 기본적인 내용에 대해 초보자들도 쉽게 이해할 수 있는 콘텐츠를 발행하려고 합니다. 앞으로 많은 응원과 관심을 부탁드립니다.