블록체인이란 무엇인가

블록체인의 정의와 특징을 이해합니다.
분산 원장 기술, 불변성, 투명성, 보안성 등의 개념을 정리합니다.


블록체인의 정의와 특징을 이해합니다.
분산 원장 기술, 불변성, 투명성, 보안성 등의 개념을 정리합니다.

 

블록체인의 특징

• 분산화: 중앙 서버 없이 네트워크 참여자들이 데이터를 공동으로 관리합니다.
• 투명성: 모든 거래 기록이 공개되어 누구나 확인할 수 있습니다. 단, 개인정보는 암호화되어 보호됩니다.
• 불변성: 한번 기록된 데이터는 변경하거나 삭제할 수 없습니다.
• 보안성: 블록체인은 해킹이 매우 어렵도록 설계되어 있습니다. 암호화 기술과 합의 알고리즘을 통해 데이터의 무결성을 보장합니다.
• 신뢰성: 중앙 기관의 개입 없이 네트워크 참여자 간의 신뢰를 구축합니다.

핵심 개념 심층 분석

• 분산 원장 기술: 중앙 집중식 데이터베이스와 달리, 데이터가 네트워크 전체에 분산되어 저장됩니다. 이는 데이터의 안전성과 신뢰성을 높이는 데 기여합니다.
• 불변성: 한번 기록된 데이터는 시간 순서대로 블록에 담겨 체인 형태로 연결되기 때문에, 이후에 데이터를 변경하거나 삭제하려면 네트워크 전체의 합의가 필요합니다. 이는 데이터의 위변조를 방지하는 데 중요한 역할을 합니다.
• 투명성: 모든 거래 기록이 공개되어 누구나 확인할 수 있지만, 개인정보는 암호화되어 보호됩니다. 이를 통해 투명성을 확보하면서도 개인정보 보호를 보장합니다.
• 보안성: 블록체인은 암호화 기술과 합의 알고리즘을 통해 데이터의 무결성을 보장합니다. 해커가 네트워크의 절반 이상을 장악하지 않는 한, 데이터를 위변조하거나 시스템을 해킹하는 것은 사실상 불가능합니다.

 

 

블록의 구조

블록체인은 블록이라는 기본 단위로 구성되어 있습니다. 각 블록은 다음과 같은 정보를 포함합니다.

• 데이터: 이전 블록의 해시 값, 해당 블록에 포함된 트랜잭션 목록, 타임스탬프 등을 포함합니다. 트랜잭션은 암호화폐 거래, 스마트 계약 실행 등 다양한 종류가 될 수 있습니다.
• 해시: 블록의 데이터를 바탕으로 생성되는 고유한 값입니다. 해시 함수는 데이터에 아주 작은 변화만 있어도 완전히 다른 해시 값을 생성하는 특징이 있어 데이터의 무결성을 검증하는 데 사용됩니다.
• 타임스탬프: 블록이 생성된 시간을 기록합니다.
• Nonce: 해시 값을 조정하여 특정 조건을 만족하도록 하는 임의의 숫자입니다. 작업 증명(Proof of Work) 합의 알고리즘에서 많이 사용됩니다.

데이터 추가 및 검증 과정

1. 트랜잭션 생성: 네트워크 참여자는 거래를 하고 싶을 때 트랜잭션을 생성합니다.
2. 노드에 전파: 생성된 트랜잭션은 네트워크 내의 모든 노드에 전파됩니다.
3. 블록에 포함: 노드들은 수집된 트랜잭션을 블록에 담습니다.
4. 해시 계산: 블록에 포함된 데이터를 바탕으로 해시 값을 계산합니다.
5. 합의 알고리즘: 네트워크 참여자들은 합의 알고리즘을 통해 유효한 블록을 선택하고, 선택된 블록을 블록체인에 추가합니다.
6. 블록체인 업데이트: 새로운 블록이 추가되면 모든 노드의 블록체인이 업데이트됩니다.

트랜잭션의 생성, 검증, 블록 생성 과정

• 트랜잭션 생성: 사용자가 암호화폐를 보내거나 스마트 계약을 실행하는 등의 행위를 하면 트랜잭션이 생성됩니다. 트랜잭션에는 보내는 사람, 받는 사람, 금액, 스마트 계약 정보 등이 포함됩니다.
• 트랜잭션 검증: 생성된 트랜잭션은 네트워크 내의 노드들에 의해 검증됩니다. 검증 과정에서는 트랜잭션의 유효성(예: 잔액 충분 여부), 서명의 유효성 등을 확인합니다.
• 블록 생성: 검증된 트랜잭션들은 블록에 담기게 됩니다. 마이너(Miner)라고 불리는 특정 노드들이 새로운 블록을 생성하기 위해 경쟁하는데, 이 과정에서 복잡한 수학 문제를 풀어야 합니다. 문제를 먼저 푼 마이너가 새로운 블록을 생성하고, 이 블록은 블록체인에 추가됩니다.
• 블록 검증: 생성된 블록은 다른 노드들에 의해 검증됩니다. 검증 과정에서는 블록에 포함된 트랜잭션의 유효성, 해시 값의 정확성 등을 확인합니다. 검증을 통과한 블록만이 블록체인에 추가됩니다.

합의 알고리즘

블록체인에서 가장 중요한 부분 중 하나는 합의 알고리즘입니다. 합의 알고리즘은 네트워크 참여자들이 어떤 블록을 유효한 블록으로 인정할지 결정하는 규칙입니다. 대표적인 합의 알고리즘으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 작업 증명(Proof of Work): 비트코인에서 사용되는 알고리즘으로, 복잡한 수학 문제를 먼저 푼 노드가 블록을 생성할 수 있는 권한을 얻습니다.
• 지분 증명(Proof of Stake): 이더리움 2.0에서 사용되는 알고리즘으로, 코인을 많이 보유한 노드일수록 블록을 생성할 확률이 높아집니다.
• 위임된 지분 증명(Delegated Proof of Stake): 스테이킹을 대신 해주는 대리인에게 코인을 위임하여 블록 생성에 참여하는 방식입니다.