블록체인이란? 블록, 해시, 합의 메커니즘의 작동 원리
블록체인은 거래를 블록으로 묶고 해시로 연결해 여러 컴퓨터가 함께 관리하는 공유 장부입니다. 합의와 컨펌이 어떻게 작동하는지 알아보세요.
업데이트:
블록체인(blockchain)은 거래를 블록으로 묶고, 각 블록을 암호학적 해시(hash)로 이전 블록과 연결하며, 여러 독립된 컴퓨터가 똑같은 사본을 보관하는 공유 디지털 장부입니다. 기록을 통제하는 단일 주체가 없기 때문에, 참여자들은 은행이나 회사를 신뢰하지 않고도 누가 무엇을 소유하는지 합의할 수 있습니다. 블록체인은 Bitcoin, Ethereum 같은 암호화폐의 기반 기술입니다.
핵심 요약
- 블록체인은 추가 전용 장부(append-only ledger)입니다. 새 데이터는 추가되지만 기존 데이터는 수정되지 않습니다.
- 블록은 내용의 디지털 지문인 해시로 서로 연결됩니다.
- 다음 블록을 누가 추가할지는 합의 메커니즘(consensus mechanism)이 정하며, 보통 작업증명(proof of work)이나 지분증명(proof of stake)을 씁니다.
- 컨펌(confirmation)은 거래가 얼마나 깊이 묻혀 있는지를 나타냅니다. 많을수록 되돌리기 어렵습니다.
- 퍼블릭 블록체인은 누구에게나 열려 있고, 허가형(permissioned) 블록체인은 참여자를 제한합니다.
- 블록 생성 시간과 컨펌 규칙은 거래소 간에 자금을 얼마나 빨리 옮길 수 있는지에 직접 영향을 줍니다.
블록과 해시
블록(block)은 거래 묶음과 헤더로 이루어집니다. 헤더에는 타임스탬프, 블록에 포함된 거래의 요약, 그리고 가장 중요한 이전 블록의 해시가 들어 있습니다.
해시는 어떤 데이터든 고정된 길이의 문자열로 바꾸는 함수의 출력값입니다. 중요한 성질은 두 가지입니다.
- 같은 입력은 항상 같은 출력을 냅니다.
- 입력에서 글자 하나만 바꿔도 완전히 다른 출력이 나옵니다.
각 블록이 이전 블록의 해시를 저장하기 때문에 블록들은 사슬을 이룹니다. 누군가 과거 블록의 거래를 수정하면 그 블록의 해시가 바뀌고, 다음 블록에 저장된 연결값과 더 이상 일치하지 않게 됩니다. 그 이후의 모든 블록도 무효가 됩니다. 정직한 노드는 변조된 버전을 거부합니다.
노드와 합의
노드(node)는 블록체인 사본을 저장하고 새 거래를 네트워크 규칙에 따라 검증하는 컴퓨터입니다. 수천 개의 노드가 사본을 보관하기 때문에, 다음에 어떤 블록이 올지 합의할 방법이 필요합니다. 그것이 합의 메커니즘의 역할입니다.
| 작업증명 | 지분증명 | |
|---|---|---|
| 블록을 추가하는 주체 | 채굴자 | 검증인 |
| 투입하는 것 | 연산 능력과 전력 | 담보로 예치한 코인 |
| 부정행위에 대한 벌칙 | 낭비된 에너지 비용 | 스테이크가 소각될 수 있음('슬래싱') |
| 대표적인 예 | Bitcoin | Ethereum |
두 방식 모두 기록을 다시 쓰려면 공격자가 네트워크 채굴 파워나 스테이킹된 코인의 과반을 장악해야 하며, 대형 네트워크에서는 이 비용이 매우 큽니다. 채굴 파워나 스테이크가 적은 소규모 네트워크는 공격 비용이 더 저렴합니다.
컨펌과 최종성
거래가 블록에 포함되면 컨펌 1회가 됩니다. 그 위에 블록이 하나 더 쌓일 때마다 컨펌이 하나씩 늘어납니다. 공격자가 더 많은 블록을 다시 만들어야 하므로, 컨펌이 많을수록 거래가 되돌려질 가능성은 낮아집니다.
일부 지분증명 체인에는 최종성(finality)도 있습니다. 체크포인트 이후의 블록은 프로토콜 자체에서 되돌릴 수 없는 것으로 취급됩니다.
거래소는 입금을 반영하기 전에 네트워크별로 자체 컨펌 요건을 정합니다. 계산 예시: 두 거래소가 입금 반영 전에 다음 조건을 요구한다고 가정해 봅시다.
| 네트워크 | 대략적인 블록 생성 시간 | 필요 컨펌 수(가정) | 대기 시간 |
|---|---|---|---|
| Bitcoin | 10분 | 3 | 3 × 10 = 약 30분 |
| 12초 블록 체인 | 12초 | 64 | 64 × 12 = 768초 ≈ 13분 |
| 2초 블록 체인 | 2초 | 30 | 30 × 2 = 60초 |
블록 생성 시간은 평균값이며, 네트워크가 혼잡하거나 거래소가 입금을 일시 중단하면 실제 대기 시간은 더 길어질 수 있습니다. 가격 차이를 잡기 위해 코인을 옮기는 사람에게 이 지연은 실제 비용입니다. 자금이 도착하기 전에 가격이 바뀔 수 있기 때문입니다.
퍼블릭, 프라이빗, 레이어 2 체인
- Bitcoin, Ethereum 같은 퍼블릭 블록체인은 누구나 노드를 운영하고, 거래를 보내고, 전체 기록을 읽을 수 있습니다.
- 허가형 블록체인은 승인된 구성원만 참여할 수 있습니다. 일부 기업이 사용하지만, 퍼블릭 체인처럼 개방적이고 검열에 저항하는 성질은 없습니다.
- 레이어 2(layer 2) 네트워크는 메인 체인(레이어 1) 밖에서 거래를 처리하고 압축된 결과를 메인 체인에 기록합니다. 복잡성이 다소 늘어나는 대신 수수료가 낮아집니다.
많은 블록체인이 온체인에서 실행되는 프로그램인 스마트 컨트랙트(smart contract)도 지원합니다. 스마트 컨트랙트 덕분에 토큰, 탈중앙화 거래소, 그리고 나머지 디파이(DeFi) 생태계가 가능해집니다.
블록체인이 보장하지 않는 것
블록체인은 기록이 규칙을 따른다는 것을 보장할 뿐, 데이터가 사실이라거나 애플리케이션이 안전하다는 것을 보장하지는 않습니다. 흔한 오해는 다음과 같습니다.
- '온체인이면 안전하다.' 스마트 컨트랙트에는 버그가 있을 수 있고, 거래가 완벽하게 기록되더라도 토큰 자체는 가치가 없을 수 있습니다.
- '거래는 익명이다.' 퍼블릭 체인에서는 모든 전송이 공개됩니다. 주소는 가명일 뿐, 비공개가 아닙니다.
- '실수는 바로잡을 수 있다.' 잘못된 주소나 잘못된 네트워크로 보낸 자금은 대개 영영 돌아오지 않습니다.
- '모든 블록체인은 똑같이 안전하다.' 보안 수준은 체인을 보호하는 채굴 파워나 스테이크의 규모, 그리고 검증인이 얼마나 탈중앙화되어 있는지에 달려 있습니다.
- '블록체인 데이터는 실시간이다.' 모든 체인에는 거래를 보낸 뒤 최종 확정되기까지 지연이 있습니다.
트레이더에게 블록체인이 중요한 이유
트레이더에게 블록체인은 거래소 사이에서 돈을 옮기는 레일입니다. 어떤 네트워크를 고르느냐에 따라 출금 수수료, 컨펌 시간, 그리고 양쪽 거래소가 그 네트워크를 지원하는지 여부가 결정됩니다. 5분 안에 사라지는 차익거래 기회는 30분이 걸리는 전송으로는 잡을 수 없습니다. 그래서 많은 차익거래 트레이더가 거래 도중에 자금을 옮기는 대신 양쪽 계정에 미리 자금을 넣어 둡니다.
같은 토큰이 여러 블록체인에 존재할 수도 있습니다. 예를 들어 스테이블코인은 둘 이상의 네트워크로 출금할 수 있는 경우가 있으며, 네트워크마다 수수료와 속도가 다릅니다. 출금하기 전에 세 가지를 확인하세요. 받는 거래소가 내가 고른 네트워크를 정확히 지원하는지, 해당 네트워크의 입금과 출금이 현재 양쪽 모두에서 열려 있는지, 그리고 출금 수수료가 거래 규모에 비해 얼마인지입니다.
ArbTide 활용법
ArbTide의 실시간 차익거래 스캐너는 테이커 수수료를 차감한 거래소 간 가격 차이를 보여줍니다. 출금 수수료, 네트워크 수수료, 전송 지연은 아직 차감되지 않으므로 코인을 옮기기 전에 직접 확인하세요. 순 스프레드에 무엇이 포함되는지는 방법론 페이지에 정확히 나와 있습니다.
자주 묻는 질문
- 블록체인을 쉽게 설명하면 무엇인가요?
- 블록체인은 많은 컴퓨터가 똑같은 사본을 보관하는 거래 공유 기록입니다. 새 기록은 블록이라는 묶음 단위로 추가되고, 각 블록은 이전 블록과 연결되어 있어 과거 기록을 바꾸기가 매우 어렵습니다.
- 블록체인은 왜 바꾸기 어렵나요?
- 각 블록에는 이전 블록의 해시, 즉 디지털 지문이 들어 있습니다. 과거 거래를 바꾸면 그 블록의 해시가 바뀌어 이후의 모든 연결이 끊어지며, 공격자가 채굴 파워나 스테이크의 대부분을 장악하지 않는 한 네트워크는 변조된 체인을 거부합니다.
- 블록체인 컨펌이란 무엇인가요?
- 컨펌(confirmation)은 내 거래가 포함된 블록 뒤에 추가되는 각각의 블록을 말합니다. 컨펌이 많을수록 거래를 되돌리기 어려워지며, 그래서 거래소는 입금을 반영하기 전에 정해진 횟수의 컨펌을 기다립니다.
- 작업증명과 지분증명의 차이는 무엇인가요?
- 작업증명에서는 Bitcoin처럼 채굴자가 연산 능력을 투입해 블록을 추가할 권리를 얻습니다. 지분증명에서는 Ethereum처럼 검증인이 코인을 담보로 예치하고 선정되어 블록을 추가합니다. 두 방식 모두 중앙 기관 없이 네트워크가 하나의 기록에 합의하도록 해 줍니다.
- 블록체인과 암호화폐는 같은 것인가요?
- 아닙니다. 블록체인은 기록을 관리하는 기술이고, 암호화폐는 그 위에서 추적되는 자산입니다. 대부분의 암호화폐는 블록체인에서 작동하지만, 블록체인은 토큰, 스마트 컨트랙트 데이터 등 다른 정보도 기록할 수 있습니다.