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블록체인 채굴
블록체인 채굴
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비트코인 시스템에서는 중앙의 관리자가 없다. 대신 노드라고 불리는 P2P 네트워크상의 컴퓨터들이 블록체인 장부를 공동으로 분산하여 관리한다. 채굴(mining)이란 비트코인 장부를 유지, 관리하는 노드들이 일정 조건(해시값에 대응하는 논스값을 가장 빨리 찾는 것)을 만족할 때 동기부여 목적으로 제공되는 일종의 인센티브를 받기 위해 해시 퍼즐을 푸는 행위를 말한다.
약 10분간 일어난 비트코인 거래는 하나의 블록 단위로 P2P 네트워크의 체인 형태로 연결되어 저장된다. 이 블록에는 약 10분 동안 발생한 거래 내역, 직전 블록의 해시(직전 거래 정보 요약) 그리고 논스(해당 브록의 해시값을 계산할 때 필요한 숫자)값이 있다.
올바른 논스값을 최초로 찾아낸 컴퓨터가 이 값을 P2P 네트워크에 전송하면 P2P 네트워크상의 다른 컴퓨터들은 이 논스값이 맞는지 틀리는지 그리고 해당 거래는 정당한지 아닌지를 검증한다. 확인되면 이 블록은 승인이 되고, 타임스탬프가 찍혀서 직전 블록의 뒤에 연결된다. 이 블록들이 시간순으로 연결된 것이 블록체인이다. 이 블록체인에는 과거의 모든 비트코인 거래가 기록되어 있다. 논스값을 최초로 찾아낸 컴퓨터는 비트코인으로 보수를 받는데, 이 행위를 금의 채굴에 비유하여 채굴이라고 표현한다. 사실 비트코인과 금은 이자 지급이 없고 공급이 제한적이며, 거래 추적이 쉽지 않다는 공통점이 있어 비트코인을 ‘디지털 금’ 이라고 보는 시각도 있다. 이 비트코인을 받기 위해 전문적으로 채굴하는 사람들을 마이너(miner)라고 부른다
그런데 왜 마이너들에게는 보상을 주는 것일까? 마이너들이 채굴행위를 하기 위해 장비를 사고 전기요금을 지급하며 노드(블록체인 P2P 네트워크에 참여하는 컴퓨터)를 유지하기 때문이다. 채굴 행위를 하는 노드가 없다면 장부도 없어진다. 그러므로 비트코인은 마이너들이 블록체인을 유지해주는 것에 대한 보상이라고 할 수 있다.
올바른 논스값을 찾아내는 작업증명의 수학 문제는 빠르게 여러 차례에 걸쳐 기계적으로 숫자를 넣어볼 수 있는 컴퓨터 연산능력이 필요하다. 마이너들은 이 숫자를 빠르게 집얺어 경기에서 이기기 위해 계산이 빠른 GPU 컴퓨터를 사용하는데, 채굴이 돈이 되자 GPU 연산을 하는 컴퓨터가 동이 날 만큼 인기를 끌었다. 이 GPU 컴퓨터를 모아서 기업형으로 채굴하는 채굴공장을 운영하면 막대한 전기가 소모된다. 채굴기업의 80%는 중국에 있었으나 중국 정부가 채굴공장에 전기공급을 제한하는 등 규제 조치를 했다. 그래서 중궁의 채굴공장들이 날씨가 춥고 전기료가 저렴한 캐나다나 아이슬란드로 이전하고 있다.
올바른 논스값을 발견한 마이너는 보상으로 비트코인을 받는다. 비트코인 가격이 가파르게 상승함에 따라 마이너들이 많이 늘어나고, 전문적으로 채굴하는 기업형 비트코인이 채굴업체도 많이 생겼다. 비트코인의 거래를 위조하면 더 많은 비트코인을 벌 수 있을 텐데, 마이너들은 늘어나도 거래를 조작하려는 해커들이 늘어나지는 않는다. 이유가 뭘까? 비트코인의 블로체인을 조작하는 것보다 블록의 검증을 돕는 협력자가 되는 것이 훨씬 더 이득이 되도록 시스템이 설계되어 있기 때문이다
이 설계의 중심에는 작업증빙(POW)이 있다. 부정한 조작자가 비트인인의 블록체인 거래 기록을 위조하면 블록의 해시값도 달라진다. 따라서 조작한 블록을 정상적인 블록으로 위장하려면 앞에서 설명한 채굴 작업, 즉 올바른 논스값을 찾는 작업증빙(POW)을 다시 해서 조작한 내용에 대응하는 논스값을 찾아야한다. 그뿐만 아니라 어떤 블록의 해시값이 바뀌면 그 블록의 바로 뒤에 이어지는 논스값도 다시 계산해야 한다. 왜냐하면 각 블록에는 직전 블록의 해시값도 들어 있기 때문이다. 조작하는 거래 시점부터 현재 시점에서 작성된 최신의 블록까지 거슬러 올라가야 할 뿐 아니라, 심지어 추월까지 해야 한다는 뜻이다.
이를 위해서는 네트워크에 참가하는 모든 정직한 채굴과 과반수의 연산능력을 넘어서는 컴퓨터 성능을 보유해야 한다. 이것은 불가능에 가깝고, 그린 컴퓨터 연산능력이 있다면 차라리 정직한 채굴자가 되어 정당한 보상을 받는 것이 더 이익이다. 이렇게 비트코인은 작업증명 (POW)을 부과함으로써 거래 조작이라는 부정한 행동이 합리적인 선택이 될 수 없도록 설계된 시스템이다.
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