블록체인의 동작원리 및 구성요소

블록체인을 한마디로 말한다면 가치공유의 인터넷이라고 할수 있습니다.

기존의 인터넷이 "정보"를 공유하는데 그 목적이 있었다면, 블록체인은 "가치"를 공유하는데 그 목적이 있다고 볼수 있습니다.

이 가치를 공유한다는 개념이 무엇인지 간단하게 본다면 다음과 같다고 볼수 있습니다.

예) 철수가 영희에게 1000원의 가치를 전달하는 경우

위의 예에서 철수가 영희에게 1000원을 주는경우, 실제 세상에서는 현금 1000원 지폐를 전달하면 되지만 인터넷상에서 전달을 할려면 어떻게 해야할까요?

1. 인터넷 뱅킹으로 1000원을 영희에게 계좌이체

2. 현금 교환이 가능한 1000원에 해당하는 특정 디지탈 상품권을 인터넷에서 구입하여 상품권을 영희에게 전달

위와같이 2가지 정도 생각해볼수 있습니다.

그럼 위의 2가지 거래가 인터넷에서 동작될때 다음과 같은 문제가 생길수 있습니다.

1. 인터넷 뱅킹을 처리하는 서버가 천재지변으로 복구불가능한 상태로 파괴되거나 해킹으로 인해서 동작불가능한 상태가 된다면 1000원을 전달했던 거래는 사라지게 됩니다.

2. 상품권을 복제하여 "영희"에게도 전달하고, "순이" 에게도 전달하여 이중거래가 발생할수 있습니다.

이와같이 기존의 거래에서는 중앙집중식 통제소가 존재해야하며, 이 통제소가 동작불가능한 상황에 빠지면 거래가 성립될수 없고, 이중지불 문제가 발생할수 있습니다.

블록체인이 발명되면서 위의 2가지 문제가 해결되었습니다.

블록체인은 분산원장 기술이라고 명시되며 모든 거래정보가 블록의 형태로 저장되어 모든 사용자에게 배포되고 저장됩니다.

모든 사용자가 거래정보를 공유하기 때문에 중앙집중식 서버가 필요하지 않고, 특정사용자에 대한 해킹으로 전체 네트워크가 전혀 영향을 받지 않습니다.

그리고 블록체인 고유의 협의 알고리즘을 통해 거래가 검증되기 때문에 이중지불 문제가 발생할수 없습니다.

다음의 그림은 블록체인의 전체구조를 한번에 보여주고있는 가장 좋은 예라고 생각이 됩니다.

이 그림은 제 개인적으로 블록체인에 대해서 공부를 한다면 반드시 정독해야할 책이라고 생각되는 "Mastering Bitcoin - (국내판)비트코인 : 블록체인과 금융의 혁신" 이라는 책에 포함되어있습니다.

원서는 다음에서 pdf 로 다운받을수 있고, 2nd Edition도 출판이 되었지만 번역판은 아직 안나온것 같습니다.

https://unglueit-files.s3.amazonaws.com/ebf/05db7df4f31840f0a873d6ea14dcc28d.pdf

위 그림을 기반으로 볼때 블록체인의 큰 구성요소는 다음과 같다고 볼수 있습니다.

1. Wallet 

   - 각 사용자의 Private/Public 키를 생성하여 보관하고 있습니다.

      Public키는 Private키를 기반으로 생성이 되며, Public 키를 기반으로 Bitcoin 주소가 생성이 되며, 이 주소를 가지고 거래를 하게 됩니다.

2. Transaction

   - 실제 비트코인의 이동이 발생하는 거래를 말하며, 각 거래는 각 사용자의 키로 서명이 되어 지정된 사용자끼리만 거래가 가능합니다.

3. Block

   - 각 블록은 헤더와 10분간 발생한 거래정보가 포함이 됩니다.

4. Miner

   - 거래가 포함된 Block을 가지고, 이중지불 문제가 발생하지 않도록 PoW(Proof of Work : 작업증명) 알고리즘으로 블록을 연결하는 주체입니다. 이 Miner로 인해 비트코인 네트워크가 유지가 되며, Miner는 이에 대한 보상으로 비트코인을 받게 됩니다.

    

각 구성요소는 또다른 구성요소로 구성이 되게 됩니다. 사실 블록체인은 기존에 없었던 새로운 기술은 아닙니다. 블록체인의 각 구성요소에 사용되는 기술들은 이미 이전에 발명이 되었던 기술들이지만, 이러한 기술을 조합하여 혁신적인 블록체인이라는 개념을 정립한 것입니다. 첫 단추로 블록체인의 전체 개념에 대해 정리를 하였고 이후부터 각 구성요소별로 다시 세분화하여 정리를 해보도록 하겠습니다.