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2018 봄호 / 기획특집 / 블록체인기술 비트 코인

2018-04-19 641

블록체인기술 비트 코인

 

2017년 후반기 비트코인과 블록체인에 대한 이야기는 나라 전체를 들썩이게 하였다. 주식에 대해서는 말로만 듣고 투자할 엄두를 못내던 사람들도 진입 장벽이 낮은 암호화폐에 몇만원에서 몇천만원에 이르기까지 투자하였고 심지어는 고등학생들도 암호화폐에 열광적이었다. 단지 투자 뿐 아니라 사람들은 이를 구성하는 원리인 블록체인에 대해서도 깊게 탐구하였다. 하지만 그 내용이 어려워 쉽게 이해하지 못하는 경우가 많았는데 이번 기획특집을 통해서 블록체인이 무엇이고 어떻게 쓰이는지, 그리고 정말 무결점 기술인지 알아보고자 한다.

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<기획특집 Ⅰ>

블록체인 소개 및 탄생 배경

블록체인은 어디서 생긴 것일까요? 누가 처음 만들었을까요? 블록체인의 탄생에 대해서 알지 못하면 이 기술에 대해 제대로 이해하기는 정말 힘들 것 같아요. 또 수 많은 전문가들이 미래의 보안을 책임질 기술이 블록체인이라고 하는데 어떤 원리로 보안을 책임질 수 있을지도 궁금하죠? 블록체인이 어떻게 생겨난 것인지, 어떤 구조로 만들어져 있는지에 대해 자세히 알아봐요!

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블록체인의 탄생

2008년에 전세계를 휩쓸었던 금융위기가 한 차례 있은 뒤 사토시 나가모토라는 알려지지 않은 개인(혹은 단체)가 기존 화폐는 너무 위험하다는 생각을 하게 됩니다. 그 뒤 그는 온라인 상에만 존재하는 가상화폐를 착안합니다.  단순히 생각에서 그치지 않고 이들은 ‘비트코인’이라는 화폐를 블록체인을 통해 구현하는 것에 성공하게 됩니다. 또 이를 2008년 10월 31일에 논문으로 써서 발행합니다. 채굴기라는 것을 가진 모두가 화폐를 채굴해 낼 수 있고 화폐를 만들어진 데 사용한 소스는 오픈소스의 형태로 모두에게 공유된 최초의 가상화폐가 바로 비트코인입니다. 탄생 직후엔 무슨 일이 있었을까요?

사토시 나가모토는 스스로 ‘채굴’을 하기 시작했습니다. 이 결과 2009년 1월 3일에 제네시스 블록이라는 이름을 가지는 첫 번째 블록이 채굴되었고 이렇게 얻은 50비트코인 중 10비트코인은 1월 12일 ‘할 피네이’ 라는 학자에게 전송되었습니다. 전송에 성공함으로써 가상화폐가 단순히 존재의 기능 뿐아니라 거래까지 수행할 수 있는 것이 증명된 것이죠. 하지만 이때까지 아무도 가치를 측정하거나 형성하지 않았기 때문에 웃지 못할 이야기도 많았는데 2010년 5월 22일에 ‘라즐로’ 라는 사람이 피자 두판을 무려 1만 비트코인을 지불하고 구입했습니다. 현재 가치로 따지면 피자 두 판을 1000억 원에 가까운 돈을 주고 구입한 것이죠.

블록체인의 개념

그렇다면 블록체인은 무엇일까요? 블록체인의 정의는 p2p1네트워크 상에 노드의 수만큼 복제되어 분산 저장되어 있는 거래장부입니다. 이 거래장부는 경우에 따라 공개될 수도, 그렇지 않을 수도 있습니다. 이 정의를 쉽게 풀어쓰자면 어떤 체인은 체인 기반 거래에 참가자가 채굴을 수행하게 되면 ‘노드’라는 것을 가지게 되는데 이러한 노드는 수평적으로 연결되어 있으며 거래 기록들은 노드에 분산되어 기록됩니다. 기존의 중앙집중형 데이터 처리 방식에서는 한 데이터베이스에서 모든 기록을 저장하고 처리했었는데 블록체인의 등장을 통해서 노드에 나누어져서 저장되는 것이죠. 이러한 블록체인을 구성하기 위해서는 암호화 기술2, Hashing 알고리즘3, 합의 알고리즘4, OSS5가 필요한데 이러한 기술들은 블록체인이 해킹당할 위험을 낮추고 매우 안전한 기술로 만들어 줍니다. 이러한 것들을 위해 수학과 암호학은 굉장히 필요한 학문이겠죠?

블록체인의 구조

블록체인은 말 그대로 블록들이 체인 형태로 연결되어 있는 구조입니다. 한 블록은 Header와 Body를 가지게 되는데 Header에는 블록의 정보와 연결되어 있는 바로 전 블록의 ID가 담겨있고 Body에는 거래 기록이 담깁니다. 블록이 새로 생길 때마다 이전 블록의 ID를 가지고 있기 때문에 바로 전 생긴 블록에 연결되게 됩니다. 더 많은 참여자가 채굴을 통해 체인에 참여하게 될수록 더 많은 블록들이 연결되는 것이죠. 이렇게 생겨난 블록체인들은 노드를 형성하게 되는데 각 노드들은 블록체인 데이터베이스를 복사하여 가지고 있습니다.

그렇다면 계속해서 위 글에서 말한 채굴은 무엇일까요? 채굴에 대해서 알기 위해서는 채굴과 같은 의미를 가지는 작업증명이라는 단어에 대한 이해가 필요합니다. 작업증명을 쉽게 말하면 모두가 같은 일을 했을 때 가장 먼저 일을 수행해 낸 사람이 새로 발행된 화폐를 가져간다는 의미입니다. ‘해시 함수6’ 라는 것을 계산하는 것이 그 작업이고 일반적으로 매우 어려워7 하나를 채굴하는 것에 굉장히 많은 시간과 에너지를 들이게 됩니다. 여기서 블록체인 기술의 구조상 치명적인 단점을 하나 알 수 있습니다. 이러한 작업증명이 굉장히 오래 걸리다보니 어떤 거래 하나를 처리하는 데 드는 시간이 굉장히 오래 걸립니다. 비트코인은 초당 3~4개의 거래, 이더리움은 초당 20개 정도의 거래를 처리하는 반면 비자카드는 초당 2000개의 거래를 처리한다는 사실을 통해 이러한 단점을 알 수 있죠.

블록체인이 구현하고자 한 것은 모든 가치를 가진 것들이 거래될 수 있는 탈중앙화 오픈 플랫폼입니다. 단순히 돈과 물건 뿐 아니라 노동력과 남는 드라이브 공간과 같이 현재 시장에서 거래되고 있지 않은 것들까지 거래되길 바라며 생겨났습니다. 인터넷이 매우 잘 발달되어 있어 사람들은 누구나 블록체인의 정보에 쉽게 접근이 가능하고 정보가 유효한지는 시스템 스스로 검증할 수 있기 때문에 안정적입니다. 거래가 느리고 에너지 소모가 크다는 단점은 있지만 좀 더 안전한 사회를 추구한다면 한 번쯤 생각해 볼만한 기술이 아닐까요?

1    Peer to Peer의 약자. 인터넷에서 개인과 개인이 직접 파일을 주고 받는 공유 방식

2    거래 주체 식별, 전자서명 등에 필요한 암호화 기술

3    거래 ID 생성, 데이터 유효성 검증, 작업 증명

4    노드 간 합의 기록, 여기서 합의는 어떤 정보가 유효한지에 대한 합의

5    오픈소스 기반으로 누구나 블록체인 생태계를 구현하고 참여할 수 있다.

6    임의의 길이를 갖는 임의의 데이터에 대해 고정된 길이의 데이터로 매핑하는 함수

7    해시 함수에 넣어서 값을 나오는 시간은 매우 짧지만 그 역함수를 찾는 데 걸리는 시간은 굉장히 길다.

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알리미 23기 홍기석 | 산업경영공학과 17학번

<기획특집 Ⅱ>

블록체인 기술의 활용 사례

앞의 기사를 통해 블록체인이 무엇이고, 어떤 원리로 구현되는지 잘 이해하셨나요? 블록체인은 데이터를 거래 장부에 분산하여 저장하기 때문에 투명하다는 특성을 지니고 있어요. 또한, 블록끼리 서로 연결되어 있기 때문에 블록의 데이터를 바꾸거나 해킹하는 것이 불가능하다는 안정성도 갖고 있답니다. 이렇듯 강력한 장점을 갖고 있는 블록체인 기술은 다양한 분야에 적용되고 있는데요, 한 번 살펴볼까요?

클라우드

각종 자료들을 외부 클라우드 서버에 저장하는 클라우드 서비스는 다음 클라우드, 애플 클라우드 등으로 많이 접해 보셨을 겁니다. 이런 클라우드 서비스에 블록체인을 적용한 시아(Sia)라는 플랫폼이 있습니다. 시아는 사람들이 사용하지 않는 저장공간들을 모아 다른 사람들에게 대여하는 형식으로 운영합니다. 이렇게 모인 저장공간들은 모두 분리되어 조각 형태를 이루어 암호화 됩니다. 이런 조각들을 모아 저장공간을 필요한 사람들에게 주는 것이죠. 그렇기 때문에 저장공간을 제공한 사람도 어떤 정보가 저장되어 있는지 알 수 없습니다.

시아는 블록체인 기술을 적용하였기 때문에 엄청난 안정성을 지니고 있습니다. 저장공간에 저장한 자료들은 모두 암호화하여 저장되고, 저장한 사람만 접근할 수 있도록 되어있습니다. 또한 모든 정보들이 분산되어 저장되기 때문에 자료들을 백업하지 않아도 되는 장점을 갖고 있습니다. 더욱 획기적인 것은 가격적인 측면인데요, 기존의 클라우드보다 훨씬 저렴하다고 합니다. 실제로 1TB 용량의 저장공간을 대여할 때의 가격을 비교하면 아마존 클라우드보다 시아에서 대여하는 것이 10배 이상 저렴합니다.

▲ 참조

https://www.ibtimes.co.uk/sia-takes-cloud-giants-blockchain-based-decentralised-storage-1625126

SNS

블록체인 기술과 SNS, 과연 무슨 조합일까요? 겉으로 보기에는 스팀잇(steemit)은 기존 SNS와 비슷하게 보이지만 데이터 저장 방식에서 블록체인 기술을 사용하고 있습니다. 사용자가 스팀잇에 글을 작성하게 되면 글의 내용이 블록체인으로 전송되어 새로운 블록에 저장됩니다. 또한, 글을 수정할 때도 기존의 블록에 저장된 내용을 수정하는 것이 아닌 수정한 글이 새로운 블록에 저장됩니다. 그렇기 때문에 수정하기 전 글들도 언제든지 확인 가능합니다. 다만, 블록체인에 저장되는 정보들이 영구저장 되기 때문에 작성한 글을 삭제할 수 없다는 단점이 있습니다.

또한, 스팀잇에서는 다른 SNS와 달리 스팀, 스팀파워, 스팀달러라는 가상화폐를 이용하는데, 이때 가상화폐의 거래도 블록체인의 기술로 구현되고 있습니다. 스팀잇은 글을 써서 올리면 조회 수와 업보트(upvote) 수에 따라 스팀파워 코인과 스팀달러 코인을 일정 비율로 지급받습니다. 이렇게 지급받은 코인을 일정 기준에 따라 스팀 코인으로 전환할 수 있습니다. 전환한 스팀 코인을 거래소에서 실제 화폐로 바꾸어 출금할 수 있다고 하니, 글도 쓰고 돈도 받고 일석이조이지 않나요?

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▲ 참조 http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2018&no=164310

유통

많은 사람들이 유기농 식품이나 와인을 살 때 원산지나 유통과정을 꼭 살펴보곤 합니다. 그만큼 이러한 정보들은 소비자들에게 중요한데요, 소비자들에게 보다 투명하고 정확하게 제품의 정보를 알려주는 비체인(VeChain)이라는 플랫폼이 있습니다. 이 플랫폼에서는 와인, 자동차, 유기농 제품들과 같은 다양한 상품의 유통과정의 데이터를 블록체인에 저장합니다. 블록체인의 장점인 투명성을 이용한 것이죠. 덕분에 소비자들은 이 플랫폼을 이용하여 상품의 정확한 정보를 쉽게 알 수 있습니다.

그렇다면 소비자들이 어떻게 제품의 정보를 확인할 수 있을까요? 각 제품에는 VID(VeChain Identity Technology)라는 일종의 ID가 부착되는데, 바로 이것이 정보를 확인할 수 있도록 해줍니다. 소비자들은 QR코드나 RFID를 통해 제품의 ID를 식별할 수 있고 블록체인의 정보를 볼 수 있습니다. 하지만 정보를 확인하기 위해서는 대가가 필요한데, 이 플랫폼에서는 VET이라고 하는 가상화폐를 사용하고 있습니다. 이 또한 블록체인 기술을 이용하여 거래의 안정성을 보장합니다.

▲ 참조 http://www.ciokorea.com/news/37497

정말 다양한 분야에서 블록체인을 적용하고 있지 않나요? 그 외에도 금융, 헬스케어, 의료분야 등 블록체인의 응용은 무궁무진하답니다. 아직은 시범단계를 거치고 있는 곳이 많지만 곧 실생활에서 블록체인을 쉽게 찾아볼 수 있을 거예요. 안정성과 효율성, 그리고 투명성을 지닌 블록체인, 여러분들도 나중에 블록체인을 적용한 서비스들을 이용해 보는 것은 어떨까요?

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알리미 23기 문새미 | 컴퓨터공학과 17학번

<기획특집 Ⅲ>

블록체인 기술의 안정성 및 향후 전망

블록체인 기술을 언급할 때마다 항상 따라 붙는 수식어가 있는데요, 바로 ‘안정성’입니다. 블록체인을 이용한 거래가 과거의 거래 방식과 어떤 차이가 있기에 다들 안정적이라고 하는 걸까요? 그렇다면 블록체인 기술에는 취약점이 없을까요? 지금부터 블록체인 기술이 가지는 안정성과 앞으로의 전망에 대해 알아봅시다!

블록체인의 안정성

모든 거래에서 가장 중요한 것은 거래 장부입니다. 거래 장부에 기록된 정보를 바탕으로 돈을 줄지 말지, 물건을 줄지 말지 판단하기 때문입니다. 다시 말해 거래 장부를 조작할 수 있다면 돈을 빼돌릴 수 있다는 뜻입니다. 기존의 거래 방식에서는 은행과 같은 중심 기관이 거래 장부를 안전하게 보관함으로써 거래의 안정성을 유지해 왔습니다. 하지만 아무리 튼튼한 보안 시스템이라도 허점이 있기 때문에 기존의 거래 방식은 항상 해킹의 위협에 노출되어 왔습니다. 이러한 위험성을 극복하기 위해 고안된 기술이 바로 블록체인입니다. 블록체인이란 공공 거래 장부로서 거래에 참여하는 모든 사용자들이 함께 거래 장부를 관리합니다. 블록체인 기술이 적용된 대표적인 예인 비트코인의 경우를 살펴볼까요? 비트코인 사용자는 금융기관을 거치지 않고 P2P 1로 거래를 한 후, 스스로 거래 장부를 작성하게 됩니다. 그리고 10분마다 모든 사용자들이 함께 거래 장부를 갱신하게 되는데, 장부의 조작을 막기 위해 과반수 이상이 동의한 거래 내역만 기록하게 됩니다. 장부의 갱신이 완료되면 새로 만든 거래 장부를 똑같이 복사해서 모든 사용자들이 나눠 갖게 됩니다. 이렇게 10분마다 갱신되는 거래내역 묶음을 블록이라 하고 지금까지의 블록들을 모두 사슬처럼 이은 거래 장부 전체가 바로 블록체인입니다. 즉, 기존의 거래 방식은 은행과 같은 중심 기관이 거래 장부를 지키는 형태라면, 블록체인은 거래에 참여한 모든 사용자들이 함께 거래 장부를 지키는 형태라 할 수 있습니다. 사용자들은 본인의 권리를 지키기 위해 장부의 조작을 허용하지 않고, 이러한 사용자들의 과반수 이상이 동의해야만 장부를 변경할 수 있기 때문에 함부로 조작을 할 수 없는 아주 튼튼한 거래 장부가 만들어지게 됩니다.

블록체인의 취약점

블록체인 기술이 아무리 해킹에 대해 안전하다 할지라도 취약점이 없는 것은 아닙니다. 블록체인 네트워크가 지니는 근본적인 약점으로 ‘51% 공격’이라는 것이 있습니다. 앞서 설명한 블록체인의 원리에서 과반수 이상이 동의한 거래 내역만 기록된다는 사실을 기억하시나요? 이를 다시 말하면 특정 사용자가 네트워크의 과반수 이상을 점유하고 있다면 다른 채굴자들보다 빠르게 블록을 생성하여 합의 과정을 조작할 수 있다는 것입니다. 블록체인의 과반수 이상을 점유하기 위해서는 굉장히 많은 인프라가 요구되어 실현 가능성이 없어 보이지만, 인프라 확보 비용이 점차 감소하면서 ‘51% 공격’은 의미 있는 문제로 여겨지고 있습니다. ‘51% 공격’뿐만 아니라 ‘DDoS 공격’2의 위험성도 존재합니다. 특정 사용자가 블록체인의 분산된 노드에 과량의 스팸 거래를 발생시키면, 거래의 유효성을 판단하는 데 시간이 걸리기 때문에 일시적으로 블록체인 네트워크를 마비시킬 수 있습니다. 비록 거래 정보를 조작하는 형식의 공격법은 아니지만, 지속적인 서비스가 요구되는 금융업에서는 치명적인 문제로 다가올 수 있습니다. 이뿐만 아니라 사용자의 개인정보가 침해될 우려가 있습니다. 앞서 설명했듯이 블록체인 사용자들은 함께 거래 장부를 갱신하고 갱신된 거래 장부를 복사해서 나눠 갖습니다. 이러한 특성으로 인해 개인이 관여하지 않은 거래의 정보까지 확인할 수 있고, 이는 일종의 개인정보 침해라 볼 수 있습니다. 이외에도 블록체인 기술에는 다양한 약점들이 존재하고 있으나 많은 사람들이 이를 보완해줄 기술들을 개발하고 있습니다. 아직 초기 단계의 기술인만큼 부족한 점도 많지만, 꾸준히 보완되고 발전한다면 우리 사회를 크게 바꿀 기술이 될 것입니다.

블록체인 기술의 전망

대부분의 사람들이 블록체인이라는 말을 들으면 가상화폐를 먼저 떠올릴 것입니다. 금융 계열에서 블록체인 기술을 가장 많이 응용하는 것은 사실이나, 블록체인의 활용범위는 여기서 그치지 않습니다. 클라우드 서비스에 블록체인 기술을 도입하여 기존의 보안 문제를 해결한 저장공간을 만들기도 하고, 환자의 개인정보를 보호하면서 의료용 데이터를 공유하는 시스템을 블록체인을 이용해 구현하기도 합니다. 이렇게 다방면에서 사용되고 있는 블록체인 기술의 전망은 어떨까요? 미국의 대표적인 IT분야 리서치 기업인 Gartner에서는 블록체인 시장 규모가 2022년에 100억 달러 수준에 이를 것이라 분석하였고, 미국의 또 다른 리서치 기업인 IDC는 블록체인 산업의 연간 성장률이 83%를 넘을 것이라 분석했습니다. 이렇게 밝은 미래가 전망되는 것은 4차 산업혁명 3과 밀접한 연관이 있습니다. 블록체인은 획기적인 정보 공유 및 보안 방법을 제공하므로, 다양한 산업들과 폭넓게 융합될 수 있습니다. 실제로 2017년에 과학기술정보통신부는 기업들이 블록체인 인프라를 활용하도록 지원하는 시범사업을 추진했습니다. 앞으로 블록체인 기술은 산업 간의 네트워크를 형성함에 있어 중요한 연결 수단이 될 것입니다. 비록 아직 보완해야 할 점이 많지만, 4차 산업혁명의 핵심기술로서 그 전망이 매우 밝다고 말할 수 있습니다.

1    P2P: Peer to Peer의 약자. 인터넷에서 개인과 개인이 직접 파일을 주고 받는 공유 방식

2    DDoS: Distribute Denial of Service의 약자. 분산 서비스 거부로 서버를 마비시키는 형태의 공격 방식

3    4차 산업혁명: 기존의 기술에 정보통신기술이 더해져 발생한 차세대 산업혁명

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알리미 23기 김동윤 | 생명과학과 17학번