변경불가성

변경불가성이란 상태변경 이벤트를 모두 볼 수 있도록 삭제, 변경이 불가능하고 덧붙이기만 가능한(Append-only)기록에 동의 하는 분산 합의 알고리즘으로 변경불가능성 이라고도 한다.

특징

블록체인 에서는 함부로 데이터를 위변조 할 수 없다. 데이터가 블록에 담기고 그 블록이 체인에 연결되면 사실상 데이터를 변경하는 것은 불가능하다. 만약 블록들이 특별한 규칙없이 그냥 체인에 연결된다면 변경불가성은 블록체인의 특징이 되지 않았을 것이다. 체인에 연결되어 있는 블록들은 항상 이전 블록과 특정한 관계를 맺고 있고 자식 블록은 부모 블록의 정보를 가지고 있다. 부모 혹은 이전의 어느 블록에서 정보가 바뀌거나 바뀌려는 시도가 있다면, 그 블록에 부속된 모든 자식 블록들의 정보 역시 변경 된다. 특정 노드에서 이러한 변경이 일어나게 되면 분산되어 저장되어 있는 데이터와 차이가 생기게 되고 유효하지 않은 정보 취급을 받게 되어 결국 변경하는 것은 거의 불가능하다는 결론에 이르게 된다. 따라서 블록체인에서는 상위의 블록 정보를 변경 시킬수는 없고, 기존의 체인에 새로운 정보를 담는 블록을 추가 하는 것만 가능하다. 기록이 되어 체인에 등록된 정보는 undo 할 수 없고 오직 덧붙이기만(append only) 가능하다. 여기서 합의 알고리즘이 사용되며, 합의 알고리즘의 역할은 블록체인은 분산원장 인데 분산되어 있는 형태이다 보니 그 시스템의 신뢰도를 보장해주는 장치가 필연적으로 필요하게 되었고 그 신뢰를 보장해주는 것이 바로 합의 알고리즘 이다.

• 암호화 해시 체이닝

변경 불가성이 성립될 수 있는 이유는 뒤의 블록이 앞의 블록에 대한 정보를 가지고 있기 때문이다. 그앞의 블록에 대한 정보를 비트코인과 이더리움은 previous block 혹은 parent hash라고 부른다. 해쉬값은 특정 값이 해시 함수로 인하여 출력되는 값을 의미한다. 해쉬 함수는 불가역적 일방향, 고정된 길이 출력 이라는 특징을 가지고 있는데, 불가역적 일방향의 특징 때문에 해시 함수는 출력값을 통해서 입력값을 추적하는 것이 거의 불가능 하다. 더불어 이 특징 때문에 디지털 서명 분야에서 자주 사용 되기도 한다. 두번째로 해시 함수는 어느 데이터를 넣더라도 같은 길이의 출력값을 내는데 다음과 같다.

In [18] :

from hashlib import sha256
h = hashlib.sha256()
h.update(b'Hello Wdrld')
h.hexdigest()

out[18] : 'a591a6d40bf42040a011733cfb7b190d62c65bf0bcda32b57b277d9ad9f146e'

In [19] :

from hashlib import sha256
h = hashlib.sha256()
h.update(b'Hello Wdrl')
h.hexdigest()
: out[19] :  '12fec465dd4455c48aff8977a7cd8cc97539ad4cd7c37f13cf71ba8bee9a98'

hash lilbrary의 sha256을 사용하여 해시 결과값을 비교한느 것을 파이썬으로 구현해본 것이다. 'Hello Wdrld'를 해쉬 하였을 때의 결과값으로 'a591a6d40bf420...'이 나오고 'Hello Wdrl'fmf 를 해시 하였을때의 결과값으로는 '12fec4c65dd...'이 나온다. input값 자체는 d만 빠진 상태로 매우 비슷한 두 값을 넣었지만 결과값은 전혀 다르게 나오게된다. 출력값으로는 입력값을 추적할 수 없다. 이렇게 추적 불가능한 한 블록의 해시값이 다음 블록의 해시값을 계산하기 위한 input값 중 하나이다. 그렇기 때문에 특정 블록에서 위조가 이루어 지려고 한다면 해시 값을 이용해서 변경상황을 파악할수 있고 추적할 수 있게 된다.

In [20] :

len('a591a6d40bf420404a011733cfb7b190d62c65bf0bcda32b57b277d9ad9f146e')

out[20] : 64

In [21] :

len ('12fec4c65dd4455c48aff8977a7cd8ccb97539ad4cd7c67f13cf71ba8bee9a98')

out[21] : 64

어느 입력값이 들어가도 나오는 그 출력값의 길이는 같은 것 역시 확인할 수 있다. 실실 입력값이 어떤 용량을 가지고 있더라도 일정한 길이를 가진 출력값을 내기 때문에 충돌의 문제점도 제기 되기는 하지만 각 생태계마다 알맞는 합의 알고리즘내 암호화 과정을 설계하여서 최대한 문제 발생률을 줄이려고 한다. 그렇게 때문에 블록체인은 탈중앙화 된 컴퓨팅 네트워크 시스템으로 유지되는 변경 및 삭제 불가능한 분산원장 기술이다.

참고자료

• CURGinSeoul, 〈블록체인: 무엇이 좋은가?〉, 《브런치》, 2018-08-20

같이 보기

• 블록체인
• 탈중앙화 조직

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