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비트코인

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비트코인(bitcoin) 로고
비트코인(bitcoin) 로고와 글자

비트코인(Bitcoin, 比特币)은 블록체인 기술을 기반으로 만들어진 최초의 암호화폐이다. 간략히 비코라고도 한다. 중국어로는 비트비(比特币, bĭtèbì, 비특폐)라고 한다. 비트코인의 화폐 단위는 BTC이다. 발행 주체가 없기 때문에 앞에 'X'를 넣어서, XBT라고 표시하는 경우도 있다. 2009년 1월 사토시 나카모토라는 가명을 쓰는 사람이 C++ 언어로 개발했다. SHA-256 해시 알고리즘 기반의 작업증명(PoW) 방식으로 채굴한다. 비트코인의 시가 총액은 2018년 7월 기준으로 1,000억 달러, 즉 약 100조원으로서, 시가 총액 1위의 암호화폐이다.

개념

비트코인(bitcoin)

비트코인은 세계 최초의 성공적인 분산 디지털 통화이다. 비트코인은 정부 발행 화폐와 다르다. 비트코인은 익명성이 있어서, 사용자가 비트코인 계좌를 만들기 위해 주민등록번호나 여권번호와 같은 개인 식별 정보가 필요하지 않고 국가의 관리도 받지 않는다. 비트코인은 외부인에 의해 무작위로 쉽게 부풀려지거나, 조작되거나, 위조 및 동결 또는 파괴될 수도 없다. 모든 사람은 비트코인 지갑을 가지고, 은행 계좌나 신용 기록 없이 전 세계 어디서나 거래할 수 있다. 비트코인을 사용하면 돈이 완전히 통제된다. 대신 인터넷으로 거래를 하기 때문에 아이피(IP)가 남고, 사용자의 거래내역은 모두 공개된다. 이렇게 블록체인은 금융 인프라에 혁명을 일으키는 기술로 주목받게 되었다.[1]

창시자

비트코인의 창시자인 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)라는 인물은 아직까지 신원이 확인되지 않고 있다. 사토시 나카모토에게 최초로 비트코인을 송금받은 할 피니(Hal Finney)가 사실은 사토시 나카모토 본인이라는 주장이 있으나 증명되지 않았다. 2014년 할 피니는 루게릭 병으로 사망했다. 2016년 호주 출신의 기업가인 크레이그 라이트(Craig Steven Wright)가 스스로 자신이 비트코인을 창시한 사토시 나카모토라고 밝혔으나 논란이 있다.

시대적 배경

비트코인은 2000년대 초반 세계 경제의 위기라는 시대적 배경을 가지고 탄생했다. 2000년 초반 IT 거품 붕괴, 2001년 9·11 사태, 2003년 이라크 전쟁 등으로 인해 미국의 경기가 둔화되었고, 미국 연방준비제도 이사회(FRB)는 지속적으로 금리를 낮추어, 2003년에는 기준금리를 1.0% 대로 유지하는 초저금리 정책을 펼쳤다. 부동산 가격은 지속적으로 상승하여 2006년에 정점에 다다르고 그 사이에 미국 연방준비제도 이사회(FRB)는 2004년부터 금리를 올리기 시작하여 2007년까지 3%대를 유지하면서 2004년을 기점으로 주택시장의 거품이 꺼지기 시작했다.[2]

주택 가격이 하락하면서 2007년에 발생한 미국의 서브프라임 모기지 사태가 터진다. 미국 연방준비제도 이사회(FRB)에서 초저금리를 유지하는 동안 미국의 모기지 은행들은 신용 등급이 불량한, 돈을 갚을 능력이 없는, 신용이 우량등급(prime)이 아닌 사람들에게 서브프라임 주택담보 대출(subprime mortgage loan)을 해 주었다. 당시에는 저금리라서 서브프라임 주택담보 대출을 받아도 이자가 적었고, 집에 대한 수요가 증가하면서 집값도 꾸준히 상승하고 있었다. 그러므로 은행 입장에서는 주택 가격은 계속 오르고, 대출 받은 사람이 못 갚아도 담보로 잡은 집을 매각하여 채권을 회수할 수 있었으므로 이득을 보았다. 하지만 주택 가격이 붕괴함에 따라 채권을 회수할 수 없게 되면서 손실 규모가 확대되었다. 이에 더해 미국의 모기지 기업인 패니 메이(Fannie Mae)와 프레디 맥(Freddie Mac), AIG 등의 보험회사들이 프라임 모기지와 서브프라임 모기지를 혼합한 서브프라임 모기지 주택저당 증권(MBS; Mortgage Backed Securities)와 모기지담보부 증권(CMO; Collateralized Mortgage Obligations), 신용부도 스와프(CDS; Credit Default Swap) 등의 파생상품을 발행하여 유동화를 시키면서 금융권에 대규모의 거품이 발생하였다. 도덕적 해이가 심했던 미국 연방준비제도 이사회(FRB)와 월스트리트로 대표되는 금융권은 사상 최대의 금융 호황을 누렸고 거품의 부작용을 막으려는 감시나 노력은 게을리하였다.[3][4]

2007년 뉴센추리 파이낸셜과 아메리칸 홈 모기지 인베스트먼트, 2008년 리먼 브라더스(Lehman Brothers Holdings Inc.)가 파산하였고, 2008년 미국 연방준비제도 이사회(FRB)는 천문학적인 구제금융(850억 달러)을 AIG 보험사 등에 제공하였다. 2008년 미국 재무부는 패니 메이(Fannie Mae)와 프레디 맥(Freddie Mac)에게 각각 1,161억 달러, 713억 달러를 지원하여 국유화했다. 그러나 납세자의 돈인 구제금융을 받은 월가 투자은행들은 그 돈으로 경영 정상화를 하지 않고 보너스 잔치를 벌이고, 납세자는 주가 폭락과 경제난, 실업 문제로 고통을 받았다. 이로 인해 납세자들은 분노와 허탈감을 직접적으로 경험하게 되었다.[5]

납세자들의 누적된 불만과 빈부격차, 월스트리트를 포함한 기존 금융 시스템에 대한 불신이 증가하면서, 이에 대한 저항으로 2011년에는 "월가를 점령하라"(OWS; Occupy Wall Street)라는 시위가 거세게 일어났다. 이러한 시위는 2016년 미국 민주당 버니 샌더스와 같은 사회주의자가 수퍼팩을 거부하고 소액 모금 운동을 통해 대통령 선거 경선에서도 두각을 나타낼 수 있는 사회적 분위기를 만드는 계기가 되었다.[6]

이후 기존 중앙집중식 금융 시스템에 대한 비판이 매우 거세게 일었다. 이런 시대적 배경 속에서 사토시 나카모토는 은행과 같은 중앙기구가 없더라도 네트워크 참여자들에 의해 P2P 방식으로 스스로 작동하는 새로운 화폐 시스템을 구상하였다. 2008년 10월 31일 사토시 나카모토는 비트코인 백서를 작성하고, 이듬해인 2009년 1월 3일 비트코인의 제네시스 블록을 생성했다. 이후 비트코인에서 사용된 블록체인 기술이 널리 전파되면서 다양한 암호화폐들이 등장하였다.

역사

비트코인(Bitcoin) 동전 배경
사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)

비트코인의 역사는 크게 생성기(2008~12년), 성장기(2013~16년), 확산기(2017년 이후)로 나눌 수 있다.

1단계 생성기 (2008~2012년)

2008년 10월 31일 사토시 나카모토가 비트코인 백서를 작성하고, 2009년 1월 실제 비트코인을 창시한 시기부터 2012년까지의 기간이다.

  • 비트코인 백서
2008년 10월 31일 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)라는 가명을 쓰는 사람이 비트코인 백서를 작성하여 공개했다. 비트코인은 중앙은행이 없이 전 세계적 범위에서 P2P 방식으로 개인들 간에 자유롭게 송금 등의 금융거래를 할 수 있게 설계되어 있다. 거래장부는 블록체인 기술을 바탕으로 전 세계적인 범위에서 여러 사용자들의 서버에 분산하여 저장하기 때문에 사실상 해킹이 불가능하다. SHA-256 기반의 암호 해시 함수를 사용한다.
  • 비트코인 창시
2009년 1월 3일 사토시 나카모토는 비트코인을 개발하여 최초의 블록인 제네시스 블록(genesis block)을 생성했다. 1월 10일 사토시 나카모토는 C++ 프로그래밍 언어로 작성한 비트코인 소스 코드를 이메일로 무료 오픈 소스 방식으로 배포했다.[7]
  1. 비트코인 압축 파일("bitcoin-0.1.0.rar")을 개인 PC에 다운로드한다.
  2. 압축 파일을 풀면, 윈도우 운영체제에서 작동하는 "BITCOIN.EXE" 파일이 나온다.
  3. 위 파일을 실행하면, 자동으로 다른 노드에 연결된다.
  • 최초의 채굴
2009년 1월 사토시 나카모토는 본인의 개인 컴퓨터(PC)를 이용하여 50 비트코인을 채굴한 뒤, 할 피니(Hal Finney)에게 10 비트코인을 송금했다. 할 피니는 본인의 PC에서 비트코인을 채굴했는데, 당시 블록 번호가 70번대였으며, 창시자를 제외하고는 최초의 비트코인 채굴자가 되었다.[8][9]
  • 최초의 결제
비트코인 거래가 시작되었지만 몇 년간은 크게 주목받지 못했고, 매니아 층을 중심으로 조금씩 퍼져나갔다. 2009년 10월 첫 환율 공시 당시 1달러 = 0.00076BTC이 가능해지며 보급이 가속되었다. 이듬해인 2010년 비트코인이 실제 매장에서 결제가 가능해졌다. 2010년 5월 22일 미국 플로리다에 사는 라스즐로 핸예츠(Laszlo Hanyecz)라는 프로그래머가 비트코인을 이용해 처음으로 피자 2판을 구매했다. 당시 피자 2판의 가격은 40달러로서, 10,000 비트코인을 지불했다. 2017년 12월 기준으로 10,000 BTC는 약 2,400억원에 해당하는 어마어마한 금액이다. 비트코인 지지자들은 5월 22일을 피자데이(pizza day)로 정하고 매년 이 날을 기념하고 있다.[10] 가기.png 피자데이에 대해 자세히 보기
  • 비트코인 거래소
2010년 7월 17일 일본 도쿄에 있는 마운트곡스(Mt. Gox)라는 온라인 카드 거래소가 비트코인 거래소로 사이트를 전면 개편했다. 마운트곡스의 창시자인 제드 맥케일럽(Jed McCaleb)은 이듬해인 2011년 마크 카펠레스(Mark Karpeles)에게 거래소를 넘겨주었다. 이후 꾸준한 사이트 운영과 기능 개선을 통해 마운트곡스는 세계 최대의 비트코인 거래소로 성장했다. 가기.png 마운트곡스에 대해 자세히 보기

2단계 성장기 (2013~2016년)

비트코인의 2단계 성장기는 비트코인 가격이 1,000달러 이상 폭등한 2013년부터 시작하여 2016년까지의 기간이다. 이 기간에 비트코인의 소스 코드를 참조하여 라이트코인, 이더리움 등 다양한 알트코인이 생겨났고, 암호화폐 거래소가 생겨났으며, 블록체인 스타트업에 대한 자금 투자가 이루어졌다. 비트코인에 대한 정부의 규제와 해킹 사건에도 불구하고, 비트코인은 꾸준히 시장 규모를 확대하며 성장하였다.

  • 가격 상승
비트코인 가격은 2013년 연초에 15 달러, 그 해 11월 초엔 500 달러를 기록했고, 한 달 뒤엔 2배가 넘는 1,147 달러로 폭등하며 전 세계의 주목을 받기 시작했다. 키프러스의 은행계좌 동결과 예금에 대한 세금 인상이 거론된 시점이다. 러시아와 유럽의 정치적 힘 겨루기가 키프러스 금융기관 예금주들의 돈을 강탈한다는 볼멘소리가 터져 나온 시점이다. 즉, 2013년 3월에 발생한 키프로스 위기 때 은행에서 현금 인출을 못 하고, 마이너스 금리 요구를 피하기 위한 자산 도피에 사용하기 시작하면서 급격히 가치가 상승했다. 그리스 금융위기 당시에도 비트코인의 가격이 올랐던 것으로 보아 경제 안정성과 비트코인 가격은 반비례하고, 기존 금융 시스템에 대한 불신과 불만이 있을 때 역시 가격이 오른다.
  • 알트코인의 등장
비트코인의 소스 코드를 참고하여 이더리움, 이더리움 클래식, 리플, 라이트코인, 대시, 에이다, 이오스, 네오, 큐텀 등 다양한 알트코인(altcoin)들이 생겨났다. 비트코인은 여러 알트코인들 사이에서 일종의 기축통화 역할을 하고 있다. 가기.png 알트코인에 대해 자세히 보기
  • 규제와 해킹
하지만 2013년 12월, 중국의 중앙은행인 인민은행이 비트코인 거래를 금지했기 때문에 비트코인 가격이 급락했다. 게다가 2014년 초에는 당시 세계 최대 비트코인 거래소인 마운트곡스(Mt.Gox)가 74만 4,000개의 비트코인을 분실하고 파산하여 결정타를 맞게 됐다. 2015년 1월 영국의 비트코인 거래소인 비츠스탬프(Bitstamp)는 1만 9000개의 비트코인을 해킹 때문에 분실했다고 발표했다.
  • 투자 유치
2015년 1월에는 미국 코인베이스(Coinbase)라는 비트코인 거래소가 7,500만달러 투자유치에 성공했다. 2015년 3월에는 비트코인 스타트업 21 INC가 유안캐피털, 퀄컴 등 투자자들로부터 1억 1,600만 달러 규모의 투자를 유치하는데 성공했는데, 이는 스타트업에 대한 투자 중 가장 큰 규모였다.[11] 이렇게 2015년 상반기만 해도 비트코인을 암호화폐의 영역으로 생각했지만, 2015년 하반기부터는 블록체인 기술인 분산 원장이라는 키워드가 주목받기 시작했다.

3단계 확산기 (2017년 이후)

비트코인의 3단계 확산기는 비트코인 가격이 20배 이상 폭등한 2017년 이후의 시기이다.

  • 가격 폭등
비트코인의 가격은 2017년 1월 121만원이었는데 연말에 2,500만원까지 20배 이상 급상승했다. 비록 2018년 1월 초부터 가격이 폭락하기 시작하여 2월에 660만원까지 하락했다가 7월 기준으로 약 700만원대의 가격을 형성하고 있으나, 2017년 초의 가격에 비하면 여전히 7배 이상 높은 금액을 형성하고 있다.
  • 세그윗
2017년 8월 1일을 기준으로 비트코인은 블록당 저장 용량을 늘리기 위해 디지털 서명 부분을 제거하는 세그윗(SegWit)이라는 업그레이드를 성공적으로 진행했다. 비트코인의 확장성 문제가 어느 정도 해결되자, 2017년 하반기에 비트코인 가격이 폭등하기 시작했다.
비트코인의 경우 블록 하나의 최대 크기가 1MB로 제한되어 있기 때문에, 하나의 블록당 대략 2천 건 정도의 트랜잭션을 기록하면 더 이상 기록할 공간이 부족한 문제가 발생한다. 이 경우 해당 트랜잭션은 블록에 기록되지 못하고 뒤로 밀리게 된다. 물론 더 높은 수수료를 지급하면 순서에 상관없이 맨 앞으로 이동하여 블록에 먼저 기록될 수 있으나, 이로 인해 수수료 인플레이션이 발생할 수 있다. 비싼 수수료를 지급하지 않은 거래의 경우 뒤로 밀리면서, 처리 속도가 느려지는 문제가 생기게 되었다. 비트코인 세그윗은 2015년 후반 비트코인 코어 개발자인 Peter Wuille가 제안한 세그윗(SegWit, Segregated Witness)에 대한 아이디어에 기반하고 있다. 세그윗은 서명과 거래 내역을 각각 분리해서 저장함으로 블록에 서명 용량만큼의 거래 내역을 더 추가하여 그 전 보다 더 많은 트랜잭션을 수행할 수 있도록 하는 소프트포크이다.
세그윗2x(Segwit2x)라고 하는 또 다른 포크가 제안되었는데, 블록 사이즈를 2MB 이상으로 증가시키려고 했다. 비트코인 커뮤니티의 많은 업체와 개인들이 이 포크를 포기하기로 결정한 후, 세그윗2x 팀은 2017년 11월에 계획했던 하드포크를 취소했다.
  • 하드포크
한편 2017년 8월 비트코인 세그윗을 계기로 중국의 우지한이 이끄는 비트메인 등 채굴업체들이 주도하여, 기존 비트코인을 하드포크하여 비트코인캐시(BCH, bitcoin cash)라는 새로운 암호화폐를 만들었다. 비트코인캐시는 블록 사이즈가 8MB로서 기존 비트코인에 비해 훨씬 더 많은 거래내역을 하나의 블록 안에 저장할 수 있다. 2017년 10월 24일에는 다른 하드포크인 비트코인골드(BTG, bitcoin gold)가 만들어졌다. 비트코인골드는 채굴에 사용되는 작업증명 알고리즘을 변경했다.[12]
  • 중국의 규제
중국은 2017년 일체의 ICO를 금지했고, 비트코인 등 암호화폐 거래소를 통한 거래를 금지했다. 이후 암호화폐에 대한 채굴도 모두 금지했다. 이로 인해 비트코인 가격은 크게 하락했고, 위안화의 비트코인 거래 비중은 2017년 9월 90%가 넘던 수준에서 2018년 6월에는 1% 미만으로 감소했다.[13] 이러한 중국의 강력한 규제 조치에도 불구하고 2018년 상반기 동안 비트코인 가격은 1,200만원에서 600만원 사이의 범위에서 꾸준히 유지되고 있다.

작동 원리

비트코인(bitcoin)

비트코인은 블록체인 기술에 의존한다. 블록체인은 비트코인 프로토콜의 핵심이자 네트워크를 연결하는 접착제이다. 블록체인은 "서버 기능을 분산화하는 기술"로서, 서로 분산되어 있는 시스템 환경에서 합의(consensus)에 의해 거래의 데이터를 관리하는 분산원장 기술이다. 다시 말해, 지금까지는 각 시스템이 개별적으로 데이터베이스에 저장하고 있던 원장 데이터를 블록체인 기술을 통해 네트워크로 모두 공유할 수 있을 뿐만 아니라, 네트워크에서 이루어진 모든 거래를 추적하고, 모든 거래는 네트워크 마이너(miner)들에 의해 타임스탬프되고 검증된다. 블록체인은 방대하게 분포된 공공의 회계 장부이자 과거의 거래 데이터가 모두 저장되어 있는 영구적인 분산 장부 데이터베이스이다.[1]

P2P 네트워크

P2P는 Peer-to-Peer의 약자이다. 피어(peer)는 '동료'라는 뜻으로, "대등한 자, 동등한 자"라는 의미를 가진다. P2P 네트워크란 "대등한 관계의 컴퓨터 그룹이 직접 통신을 수행하는 네트워크"를 의미한다. 이 시스템에서는 네트워크에 연결된 개별 컴퓨터, 즉 노드(node)가 서비스를 사용하는 동시에 서비스를 제공하기도 한다.

블록체인에 기반한 비트코인은 은행과 같은 중앙기관을 경유하지 않고, P2P 네트워크에서 당사자 간에 직접 결제 가능한 암호화폐이다. 비트코인은 거래를 블록체인에 등록하고 그것을 P2P 네트워크를 이용하되, 암호화된 수학 문제인 해시를 구하여 채굴하는 작업증명(PoW)이라는 방식으로 유지하는 시스템이다. 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

  1. 송금을 의뢰한 여러 거래 기록을 1개의 블록에 모으고, P2P 네트워크로 거래 기록을 복제 형식으로 송수신해 데이터를 확산시킨다. 네트워크의 모든 참가자는 동일한 거래 기록을 보유한다.
  2. . P2P 네트워크로 거래 기록을 받은 모든 참가자들은 거래 기록을 승인하는 작업을 수행한다. 승인은 거래 기록에 포함된 어려운 계산 작업를 가장 빨리 해결한 참가자가 수행할 수 있고, 그 대가로 비트코인의 발신자가 설정한 송금 수수료를 받는다. 승인한 그 사람은 기존 블록체인에 새로운 블록을 추가하고, 이 블록을 P2P 네트워크를 통해 참가자 전원에게 브로드캐스트(전파)한다.
  3. 블록을 받은 각 노드는 정당한 블록인지 검증한다. 이전 블록 정보와 해답을 매개변수로 해시값을 구해 조건을 만족하는지 확인한다. 조건을 만족한다면 그 거래 기록은 정당한 기록으로 수신한 자신의 로컬 디스크에 있는 블록체인에 추가한다. 이 시점에서 거래가 성립된다.[14]

이처럼 비트코인은 모든 거래 기록을 중앙 집권적인 거래 기록 없이 분산형 구조만으로 구현한다. 기존에 제3자 기관이 담보하던 보증 행위를 네트워크 참가자 전원이 담당하는 것이다.

블록

P2P 네트워크로 데이터를 모든 노드와 공유한다고 해도 변조 위험을 막을 수가 없다. 그래서 거래를 '블록'이라는 단위로 결합해 앞의 블록 정보를 포함해 해시로 만들어 불가역 데이터를 만든다. 블록체인은 거래 기록이 '블록'이라는 단위로 정리돼 시간별로 덧붙여서 연결되어 있다. 블록은 앞의 블록 정보를 포함하기 때문에 결과적으로 사슬(chain) 모양의 데이터를 만들게 된다.

블록을 간단히 만들 수 있다면 블록체인 전체를 빠르게 위조해 조작할 수 있게 된다. 그래서 비트코인은 새로운 블록을 만들기 위해 계산량이 큰 문제를 푸는 방식을 도입했다. 1 문제가 약 10분 정도에 풀릴 수 있도록 난이도 조정이 자동으로 이루어진다. 한 블록에는 앞 블록과 뒤 블록이 서로 연결되는 연결 정보가 포함되어 있으며, 앞 블록의 내용을 변경하면 뒤에 이어지는 모든 블록을 다시 생성해야 한다. 따라서 과거 블록의 내용을 조작하는 것은 거의 불가능하다.[14]

합의 알고리즘

합의 알고리즘이란 P2P 네트워크와 같은 분산 네트워크에서 합의를 형성하기 위한 알고리즘이다. 쉽게 말해, 블록체인 상에서의 의사결정이며 어떤 블록을 진짜 블록으로 인정할 것이냐에 대한 합의이다. P2P 네트워크에서는 정보의 지연과 미도달이라는 사태를 피할 수 없어서 이중 송신에 따른 처리 중복이나 잘못된 정보에 의한 오작동 등의 위험이 있다. 때문에 정확한 정보를 공유하기 어렵다. 이 문제점을 해결하는 것이 합의 알고리즘이다. 합의 알고리즘이 없다면 어느 것이 진짜 정보인지 판단할 수 없다. 비트코인은 작업증명(PoW)이라는 합의 알고리즘을 사용하고 있다.

해시 함수

P2P 네트워크로 거래 기록을 받은 참가자들은 거래 기록을 승인하기 위한 합의 알고리즘으로 작업증명(PoW)을 수행해야 한다. 이 과정이 금을 캐는 것과 비슷하다고 해서 "채굴한다"는 단어를 사용한다. 승인은 거래 기록에 포함된 어려운 해시 계산 작업를 가장 빨리 해결한 참가자가 수행할 수 있는데, 이를 위해 비트코인은 SHA-256이라는 해시 함수를 사용한다.

구체적으로 설명하자면, 비트코인 프로그램은 일정한 텍스트, 즉 SHA-256 해시 함수에 입력될 내용을 전달해준다. 그러면 채굴작업을 수행하는 컴퓨터는 전달된 내용을 해시 함수에 넣고 실행한다. 이때 출력된 값이 미리 정해져 있는 목표값보다 작으면 비트코인을 획득하는 것이다. 하지만 비트코인 거래내역을 해시 함수에 넣기만 하면 비트코인이 당첨되는 값을 보내줄 리가 없다. 그리고 그 값을 그대로 이용하면 언제나 동일한 결과만 출력될 것이다. 그래서 채굴 작업을 수행하는 컴퓨터에서는 해시 함수를 실행하기 전에 거래내역 등으로 이루어진 텍스트에 임의의 텍스트를 추가한다. 출력되는 값을 다르게 만들기 위해서 함수에 입력되는 값을 매번 바꾸어 보내는 것이다. 이러한 임의의 텍스트를 논스(nonce)라고 부른다. 정말로 운이 좋다면 단 한 번에 원하는 값을 얻을 수도 있겠지만 그렇게 될 확률은 매우 적다. 결국 비트코인 채굴작업은 이러한 임의의 텍스트, 즉 논스 값을 이리저리 바꾸어 보면서 정해진 목표값보다 작은 해시 값을 얻을 때까지 함수를 실행하는 과정을 의미한다.

원하는 값을 얻게 되었을 때 사용한 논스는 비트코인을 얻기 위해서 필요한 "정답"에 해당한다. 이런 과정은 어려운 수학문제를 풀기 위해서 공식이나 원리를 사용하는 것이 아니라, 1부터 1,000,000까지의 수를 일일이 대입해 보는 것과 비슷하다.[15]

하나의 블록은 "블록 헤더 + 트랜잭션 정보"로 만들어지고, 그 중 블록 헤더는 "이전 블록 헤더의 해시값 + 논스 + 트랜잭션의 해시값"으로 구성된다. 블록을 생성하려면 앞의 블록 헤더의 정보와 논스 및 그 블록에 포함된 모든 트랜잭션의 루트해시값을 포함시켜 해시 함수를 입력해야 한다.

공개키와 개인키

컴퓨터와 같은 통신 환경은 허락받지 않은 공격자가 통신 중에 정보를 도청하여 변조하거나 다른 내용을 삽입 또는 삭제할 수 있다. 이처럼 거래 및 블록체인 변조를 방지하는 가장 좋은 방법은 정보를 암호화하는 것이다. 모든 비트코인 주소에는 공개키(public key)와 개인키(private key)가 들어 있다.

  1. 트랜잭션을 하려면 공개키와 개인키가 필요하다. 발신자[16]는 개인키와 공개키를 생성한다. 개인키는 서명 생성 용도이고, 공개키는 서명 검증 용도이다.
  2. 발신자는 생성한 공개키를 미리 수신자에게 전달한다. 발신자의 서명을 검증하기 위해 수신자는 자신이 받은 공개키로 서명을 검증할 수 있다.
  3. 발신자는 개인키를 이용해 전자 데이터를 암호화한다. 만들어진 암호문을 전자서명이라고 한다. 보낸 사람만 알고 있는 개인키로 암호문을 생성하기 때문에 그 암호문은 서명으로서의 의미를 가진다. 온라인상에서 거래를 실현하기 위해서는 이전 소유자의 본인 인증과 부인 방지를 위해 전자 서명이라는 방법을 사용한다.
  4. 발신자는 생성된 전자서명을 원본 전자 데이터에 붙여서 수신자에게 전달한다.
  5. 수신자는 공개키를 이용해 받은 전자서명을 복호화한다. 복호화에 성공하면 원본 전자 데이터가 생성된다.
  6. 수신자는 전자 데이터와 복호화한 결과를 비교하여 내용이 같은지 확인한다. 비교 결과가 같다면 전자 데이터는 변조되지 않은 것이다.[14]

공개키를 사용하면 한 사용자가 다른 사용자의 주소로 비트코인을 보낼 수 있고, 거래의 전자서명을 확인하여 모든 것이 올바른지 확인하고 거래를 마무리할 수 있다. 반면에 개인키는 비트코인을 받은 사람이 '잠금 해제'하고 비트코인을 사용할 수 있게 한다. 한 당사자가 트랜잭션에 서명한다는 것은 비트코인 네트워크에서 그 사람이 비트코인이 보유된 주소의 소유자이며 거래가 유효하다는 것을 알리는 것이다. 비트코인 주소의 개인키를 보유하고 있는 사람은 누구나 그 주소가 보유하고 있는 비트코인을 사용할 수 있기 때문에 개인키는 본질적으로 비트코인을 보관하는 금고 열쇠이다. 사용자는 역시 한 주소의 개인키를 사용하여 메시지에 서명하거나, 지정된 주소에 보유돼 있는 비트코인의 소유자임을 확인할 수 있다. 이러한 거래의 정확성은 비대칭 암호화를 사용하는 수학을 통해 보증된다.[14]

채굴

비트메인의 앤트마이너 S9 비트코인 채굴기

채굴(採掘) 또는 마이닝(mining)이란 암호화폐의 거래내역을 기록한 블록을 생성하고 그 대가로 암호화폐를 얻는 행위를 말한다. 암호화폐는 중앙은행과 같은 발행기관이 없이 거래내역을 기록한 원장을 전 세계 네트워크에 분산 저장하게 되는데, 이러한 블록체인(blockchain)을 유지하기 위해 해당 블록을 생성한 사람에게 일정한 보상을 지급하도록 설계되어 있다. 비트코인의 경우 10분에 한 번씩 새로운 블록이 생성되는데, 이 블록의 이름을 16진수로 표시한 총 64자리의 해시(hash)를 찾아내는 사람에게 비트코인을 발행하여 지급한다. 채굴자(miner)란 비트코인 시스템의 유지 담당자로서, 활동 자금은 시스템이 만들어내는 보상과 각종 수수료로 조달된다.

사토시 나카모토는 비트코인 개수가 최대 2,100만개로 고정되게 디자인했다. 그러려면 채굴을 통해 10분마다 얻을 수 있는 비트코인 수가 시간이 지남에 따라 점점 줄어들어야 했다. 그래서 비트코인에는 채굴 보상이 매 4년마다 절반으로 줄어드는 반감기(半減期, halving)가 있다.

  • 2009년~2012년 : 1 블록당 50개
  • 2013년~2016년 : 1 블록당 25개
  • 2017년~2021년 : 1 블록당 12.5개[17]
  • 2021년~2024년 : 1 블록당 6.25개
  • 2025년~2028년 : 1 블록당 3.125개
  • 2029년~2032년 : 1 블록당 1.5625개
  • 2033년~2036년 : 1 블록당 0.78125개
  • 2037년~2040년 : 1 블록당 0.390625개
  • 2041년~2044년 : 1 블록당 0.1953125개
  • 2045년~2048년 : 1 블록당 0.09765625개
  • 2049년~2052년 : 1 블록당 0.048828125개
  • ... (계속) ...
  • 2140년 : 채굴 중지

채굴할 때 해시 함수의 결과가 일정 난이도에 의해 생성된 목표값 이하의 값이 나오면 블록이 생성되며, 보상은 블록을 생성한 노드에게만 주어진다. 이 과정에서 가장 먼저 블록 생성에 성공한 노드에 보상이 주어지기 때문에 고성능 컴퓨터를 사용해 빠른 연산을 해야 한다. 현재는 개인의 소규모 채굴보다 채굴장에서 대규모 채굴이 주로 일어난다. 비트코인은 이미 전체의 80%가 채굴되었다.

비트코인의 혁신은 블록체인 생태계에서 발생한 비트코인이라는 새로운 가치를 통해 자체로 비용을 충당함으로써 이용자의 부담을 최소화시킨 시스템에 있다. 게다가 누군가 중심에 서거나 총괄하는 주체 없이 이익을 추구하고, 경쟁하는 채굴업자들의 자발적인 활동을 통해 사업이 달성되고 있다는 것에 큰 가치를 찾을 수 있다. 뿐만 아니라 감사(auditing) 과정을 자동화하고 애플리케이션을 투명하고도 안전하게 만든다는 것이다. 이로 인해 사기 행위를 방지하고 데이터가 변형되는 것을 막을 수 있다.

거래

비트코인은 암호화폐 거래소를 통해 달러($), 유로(€), 파운드(£), 위안(Ұ), 엔(¥), 원(₩)화 등 실제 화폐로 교환할 수 있다.

비트코인의 가격은 2017년 1월 121만원이었는데 연말에 2,500만원까지 약 20배 규모로 급상승했다. 2018년 1월 초 가격이 폭락하기 시작하여 2월에 660만원까지 하락했다가 5월 기준으로 약 800만원대의 가격을 형성하고 있다. 비트코인의 시장 규모는 2017년 8월 기준으로 75조원이었는데, 연말까지 약 400조원으로 급격히 성장했다가, 2018년 2월 초 기준으로 136조원으로 감소했다.

각주

  1. ↑ 1.0 1.1 출처: 비트코인 재단 공식 홈페이지 https://bitcoinfoundation.org/
  2. ↑ "Federal funds rate", Wikipedia, 2018-11-08
  3. ↑ "Derivative (finance)", Wikipedia, 2018-11-12
  4. ↑ "Subprime mortgage crisis", Wikipedia, 2018-11-02
  5. ↑ "Federal takeover of Fannie Mae and Freddie Mac", Wikipedia, 2018-11-14
  6. ↑ "Occupy Wall Street", Wikipedia, 2018-11-07
  7. ↑ 사토시 나카모토가 비트코인 프로그램 소스를 처음 배포한 이메일 : "Bitcoin v0.1 released", 2009-01-10 01:05:49 UTC
  8. ↑ Hal Finney, "Bitcoin and me", Bitcoin Forum, 2013-03-19
  9. ↑ 한승환, 〈할 피니, 최초의 비트코인 수령자〉, 개인 블로그, 2016-08-28
  10. ↑ 이정현 기자, 〈엑스코인, '피자데이' 기념 행사 진행... 피자와 비트코인의 역사 '주목'〉, 《시티저널》, 2015-05-21
  11. ↑ 홍기훈 교수, 〈(홍기훈의 블록체인과 핀테크) 비트코인의 배경과 역사 그리고 의의〉, 《IT조선》, 2017-07-26
  12. ↑ Jake Smith, "The Bitcoin Cash Hard Fork Will Show Us Which Coin Is Best", Fortune, 2017-08-11
  13. ↑ Xinhua, "RMB Bitcoin trading falls below 1 pct of world total", XINHUANET, 2018-07-07
  14. ↑ 14.0 14.1 14.2 14.3 아카하네 요시하루 외 9명 지음, 〈04 - 블록체인 기술의 응용〉, 《블록체인 구조와 이론》, 위키북스, 2017년 6월
  15. ↑ 임백준 IT칼럼니스트, 〈비트코인 채굴 작업의 원리〉, 《지디넷코리아》, 2014-05-12
  16. ↑ 여기서 발신자란 비트코인을 보내는 사람이다. 송금자라고도 할 수 있다.
  17. ↑ 정확히는 2017년 7월부터 새로운 반감기가 적용되어 비트코인 1 블록당 채굴 보상이 12.5개로 줄어들었다.

참고자료

(사토시 나카모토 씀, 임민철 번역, 〈비트코인: 개인-대-개인간 전자 화폐 시스템〉, 2008년 10월 31일

같이 보기


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