BlockChain

1. 비트코인 vs 이더리움

• 비트코인 2009년 사토시 나카모토로 알려진 익명의 개인 혹은 그룹에 의해 출시된 최초(x)의 암호화폐.
• 가장 널리 사용되면 최근엔 ETF에 승인되어 여러 기관들이 보유중.

합의 알고리즘

비트코인

• 비트코인은 Proof Of Work(POW), 작업 증명방식을 사용. 채굴자가 네트워크에서 새로운 블록을 생성하기 위해 수학적 문제를 해결하는 과정을 통해 채굴이 이루어짐. 이 과정을 통해 신뢰할 수 있는 블록체인이 유지

이더리움

• 초기에 POW를 사용했지만, 그래픽 카드 채굴, 발열로 인한 환경문제 발생, 2021년 POS 방식인 비콘체인 출시를 했고, POW 와 POS 를 모두 운영하다 2022년 9월 15일 두 체인이 하나로 통합 되는 더머지 이후에 POS 로 운영 32개의 이더리움을 묶어 예치하면 이를 바탕으로 지분을 증명하는 방식.

[Ethereum] 이더리움 1.0(Eth1), 이더리움 2.0(Eth2) 용어 폐지

블록체인 기능

비트코인

• 비트코인은 개인간 전자화폐시스템으로 주요한 목적은 안전하고 투명한 거래. (분산원장)

이더리움

• 이더리움은 블록체인 위에 스마트 계약이라고 불리는 프로그램을 실행시키는 일종의 플랫폼. 이더리움은 그 플랫폼에서 사용되는 네이티브 코인, 이 플랫폼에서 개발자들은 DAPP 들을 개발할 수 있음.

내부적인 로직

비트코인

• 비트코인은 트랜잭션의 처리와 관련한 단순한 스크립트 언어를 사용. 이는 기본적인 트랜잭션 유형에 대한 몇 가지 제한적인 스크립트를 실행할 수 있는 기능을 제공.

→ 최근에는 스택스, 루트스탁, 오디널스, runes 등 다양한 방식으로 비트코인 위에서 컨트랙트 및 비문 등의 여러 도전을 하고 있고, 비트코인 layer2, layer3 도 연구가 많이 되고 있음.

이더리움

• 이더리움은 트랜잭션을 처리하기 위해 튜링완전한 스마트 계약 언어를 사용. 이더리움 스마트 계약은 거의 모든 계산을 수행할 수 있고, 더 복잡한 조건과 로직을 적용할 수 있음.

2. Smart Contract ?

스마트 컨트랙트 : 스마트 컨트랙트는 계약이나 계약에 필요한 작업을 자동하나는 자체 실행 프로그램. 완료되면 거래를 추적할 수 있고, 되돌릴 수 없다.

스마트 컨트랙트의 특징

• 스마트 컨트랙트는 코드로 작성 되어 있고, 지정된 조건이 충족되면 자동으로 실행. 중앙기관, 법률 시스템 또는 외부 집행 메커니즘 없이 다른 익명의 당사자 간에 신뢰할 수 있는 거래 및 합의가 수행
• 신뢰성 : 블록체인 위에 배포된 스마트 계약은 변경이 불가능한 코드로 작성, 따라서 계약을 신뢰가능. → 블록체인의 연속성(시퀀스) 때문, 블록과 체인의 사슬 구조로 블록 이전 값의 해시값을 포함하고
• 일련의 과정이 진행되 과정 : 단순한 컴퓨팅 연산 opcode 어셈블러랑 설명 하면 좋을듯.

스마트 컨트랙트 역사

• 비트코인이 나오기 10년전에 1998년 ‘비트 골드’ 라는 가상화폐를 발명한 미국의 닉자보(닉사보)에 의해 제안됨.
• 스마트 컨트랙트의 계약조건을 실행하는 컴퓨터화된 거래 프로토콜로 정의

3. 합의 알고리즘

합의 알고리즘은 분산 네트워크 상에서 서로 신뢰관계가 없는 노드들이 특정하게 정의된 절차를 통해 수학적으로 계산된 결과값을 상호 검증함으로써 시스템의 무결성을 보장하는 알고리즘.

→ 블록체인 네트워크에서 새로운 블록이 생성되고 추가되는 과정을 관리하고 결정하는 방법을 정의. 즉, mining 방식을 정의한다 라고 생각하면 쉬움.

롱기스트 체인의 시빌어택을 보완하기 위한 것이 proof of work 다.

Proof of Work(POW : 작업 증명)

비트코인의 합의 알고리즘으로 가장 잘 알려진 합의 방식

채굴자들은 네트워크에서 새로운 블록을 찾기 위해 수학적 문제를 해결 해야함. 이를 통해 새로운 블록을 추가하고 보상을 받음.(마이닝과 인센티브)

Proof Of Stake(POS : 지분 증명)

POS는 채굴자가 자신이 소유한 암호화폐를 걸고 새로운 블록을 생성할 권한을 얻는 방식. 보증된 채굴자는 자신이 소유한 암호화폐를 스테이킹하고, 네트워크에서 새로운 블록을 찾을 때 확률론적 선택. (스테이킹) Istanbul Byzantine Fault Tolerance(IBFT : 이스탄불 비잔틴 장군 허용)

이스탄불 비잔틴 허용은 이기종(다른 유형의) 노드 간에 신뢰할 수 있는 합의를 달성하는데 중점을 둠.

노드들 간의 통신이 불안정하거나 악의적인 행동을 하는 노드가 존재할 때, 전체 시스템이 여전히 일관된 상태를 유지할 수 있는지에 대한 문제. IBFT는 이런 상황에서도 합의를 도출하고 블록체인의 일관성을 유지하는데 사용.

POH : (Proof Of History : 역사 증명)

솔라나에서 사용되는 합의 메커니즘. 솔라나의 높은 처리량과 낮은 거래비용을 제공하는 핵심 기술.

POH는 블록체인에서 시간을 정의하고 기록하는 방식으로 동작. POA : (Proof Of Authority : 권위 증명)

POA는 프라이빗 or 퍼미션 블록체인에서 사용. POA에서는 네트워크 참가자들 중에 일부가 신뢰할 수 있는 ‘권한’이 있는 노드로 지정되며, 이러한 노드들이 블록을 검증하고 새로운 블록을 생성하는 권한을 갖음.

→ 노드들이 신뢰할 수 있는 기관 혹은 회사로 이루어져 합의시간이 짧고 안정성과 신뢰성이 높음.

→ 하지만, 프라이빗 블록체인을 기반으로 하기 때문에 비교적 중앙화 되었다고 볼 수 있음.

4. Gas & Fee

• Gas : Gas는 이더리움 네트워크에서 실행되는 연산(ex: 계산, 저장, 메모리 액세스 등)이 소비하는 비용. 이더리움 가상머신(Ethereum Virtual Machine, EVM) 에서 각 연산에는 고유한 비용(opcode)이 할당되어 있으며, 이를 통해 네트워크 리소스가 효율적으로 사용. 높은 연산 복잡도를 가진 스마트 계약 또는 트랜잭션은 더 많은 가스를 소비하게 됨.
• 가스는 이더리움 네트워크의 트랜잭션 처리 과정에 사용되며, 각 트랜잭션은 소모된 가스의 양에 따라 수수료 지불. 단위는 Gwei
• Fee : Fee는 사용자가 이더리움 네트워크에서 트랜잭션을 실행할 때 지불해야 하는 비용을 의미. 이더리움 트랜잭션은 가스비를 결정하게 되고, 가스비는 가스 가격과 소비된 가스양을 곱한 값.

가스비 = 가스 한도(Gas used) x 가스 가격(Gas Price)

• OPCODE : 가스는 트랜잭션이나 스마트 컨트랙트를 실행하는 데 필요한 작업량을 측정, 해당 작업량에 따라 지불해야 할 수수료를 결정하는 단위. 이때 OPCODE는 EVM 명령어에 할당되는 연산 비용에 의해 결정. (어셈블러와 비슷..)

5. 블록체인 트릴레마

블록체인 트릴레마 : 블록체인이 가지는 3가지 딜레마를 표현, 비탈릭 부테린이 제시

확장성

• 모듈러
• 모듈러 블록체인 개요 - HackMD
• 모놀리틱 블록체인
  • 기존에는 모놀로틱 블록체인(한개의 계층에서 실행과 합의 모두 수행)
  • 간단하게 이해하면 기존에 웹은 js html css 로 작업했지만, react를 사용하면 컴포넌트 단위로 쪼개서 탈부착 하는 형태로 사용. 이와 비슷하게 모듈 형태로 각각의 독립적인 작업을 수행한다고 생각.
• 블록체인 레이어 개념 :

블록체인 레이어 용어 정리

• Layer2 :
  • 기존 이더리움의 경우 속도 및 확장성의 문제가 있었음. 이를 해결하기 위해 이더리움의 레이어가 아닌 다른 레이어를 올려 이를 해결하기 위함.
  • layer2는 이더리움 온체인이 아닌 오프체인에서 검증을 진행하고 이더리움의 레이어로 말아 올리는 일종의 롤업
  • 대표적으로 옵티미스틱(op) 와 영지식(zk) 가 있음.
  • 옵티미스틱의 경우 사기증명과 영지식의 영지식 증명으로 증명을 함.

탈중앙화 (Decentralization)

• 블록체인은 분산된 네트워크로 구성되어 있음. 중아 집중화된 제어 없이 많은 참여자가 네트워크를 운영하고 보안을 유지할 수 있음.

보안성(Security)

• 블록체인 시스템은 악의적인 공격에 보안을 유지해야함. 이는 합의 알고리즘에 의해 보장되고, 블록체인의 안정성과 신뢰성을 보장.

6. 블록체인 블록의 구조

트랜잭션이란?

• 블록체인 트랜잭션은 블록체인 네트워크에서 수행되는 작업 또는 거래를 나타냄. 디지털 화폐를 전송하거나 스마트컨트랙트를 실행하는 등의 활동을 포함. 블록체인에서 트랜잭션은 네트워크의 분산된 노드들에 의해 검증되고 기록되며, 블록체인의 특정 블록에 포함됨

7. 코인 vs 토큰

코인

• 독립적인 블록체인 네트워크에서 발행되는 암호화폐
• 자체적인 블록체인을 보유하며, 해당 블록체인에서 네이티브 통화로 사용

토큰

• 토큰은 다른 블록체인 위에 구축되어 발행된 자산
• 아래서 나올 ERC20 과 ERC721 같은 표준들을 사용하여 스마트 계약을 통해 발생, 주로 프로젝트의 토큰 세일이나 플랫폼에서 사용
• 메인넷(자체 블록체인의 유무라고 이해하면 쉬움)

8. Erc20 vs Erc721

EIP : 이더리움 개선 제안, 오픈소스로 이더리움 개선사항을 올리고 이를 여러 작업을 통해 실제 이더리움 네트워크에 반영 대표적으로 최근에 진행한 eip 4844 가 있음.

• Erc20 (Ethereum Request for Comment 20): 이더리움 네트워크의 개선안을 제안하는 EIPs 에서 관리하는 공식 프로토콜, 이더리움의 토큰 표준 스펙, 이더리움과 호환성이 있는 모든 요구 사항을 충족시키는 표준은 ERC-20으로 간주됨.
• Erc721 (Ethereum Request for Comment 20) : 이더리움 스마트 컨트랙트를 기반으로 하여 고유한 식별자를 가진 토큰, ‘NFT(Non-Fungible Token) : 대체 불가능한 토큰’. ERC-721 표준은 토큰을 생성, 소유, 전송 및 거래할 수 있는 방법을 정의.

9. 노드, JSON-RPC, Third-party provider (Infura, Alchemy)

Node

노드는 블록체인 네트워크의 구성원으로 검증, 블록생성, 네트워크 유지등의 역할.

Full Node 풀 노드

• 풀 노드는 블록체인 네트워크의 전체 복사본을 가지고 있고, 모든 블록과 트랜잭션을 저장하고 유지. 이들은 네트워크에서 블록을 검증하고 새로운 블록을 생성할 때 필요한 데이터를 제공함.

Lightweight Node 라이트 노드

• 라이트 노드는 전체 블록체인의 복사본을 유지하지 않고, 블록 해시와 트랜잭션에 대한 일부 정보만을 저장. 주로 블록체인에 대한 정보를 쿼리하거나 트랜잭션 검증 시 사용.

JSON-RPC

JSON-RPC(Javascript Object Notation-Remote Procedure Call) : 원격 프로시저 호출을 위한 프로토콜 중 하나. 클라이언트가 서버에게 json 형식의 데이터를 사용하여 원격으로 프로시저를 호출할 수 있게 해줌.

1. http 혹은 다른 프로토콜을 통해 json 형식으로 통신. 가벼운 프로토콜로 간편하게 이용가능.
2. 플랫폼 독립적으로 여러 프로그래밍언어와 플랫폼에서 사용가능.
3. 원격호출 : 클라이언트는 서버에게 원격으로 프로시저를 호출 가능. 클라이언트는 서버의 함수나 메서드를 실행하고 결과를 받아올 수 있음.

Third-party provider

1. Infura
   • Infura 는 노드 공급자이며 Infura 자체에서 관리하는 노드를 통해 이더리움 블록체인에 ‘플러그인’ 할 수 있게 도와줌. 이런 프로바이더를 이용해서 개발자는 비용과 시간 절약하고 작업량을 줄여줌.
2. Alchemy
   • 블록체인 개발자들이 탈중앙화 애플리케이션을 더 쉽게 구축하고 관리할 수 있도록 도와주는 플랫폼. 알케미는 블록체인 네트워크와 상호작용하고 스마트 계약을 배포하고 실행할 수 있는 도구와 서비스를 제공.

→ QA) 근데 블록체인은 제 삼자 없는 p2p 방식 아닌가요?

→ 블록체인의 노드 혹은 인프라를 사용하기 위해선 자원과 기술적 능력들이 많이 들기 때문에 좀 더 개발에 집중하기 위하여 서드파티 프로바이더를 사용함. ex) 예시로 web2 에서 구글 0auth, 혹은 카카오로그인 등을 사용하여 login 프로바이더를 사용하는 것으로 생각해도 좋을듯.

10. 웹 아키텍쳐 vs 블록체인 아키텍쳐

• 웹 아키텍쳐

• 블록체인 아키텍쳐10. 웹 아키텍쳐 vs 블록체인 아키텍쳐
  • 웹 아키텍쳐

  

  

  
  
  • 블록체인 아키텍쳐
    

    

11. 블록체인 산업 구조

• Develop
  • Dapp(NFT, TOKEN, DEFI, DEX, AI)
  • Core(Layer, Infra, bridge, multichain)
  • CEX(거래소, STO거래소, 증권 거래소)
  • 암호학자, 수학자, 경제학자
  Fellowship of Ethereum Magicians
• Minning
  • ASIC, 아이스리버, 기타 채굴 장비
  • GPU (3090)
  • 대규모 채굴 광부로 이루어진 컴퓨팅 파워 혹은 채굴 비즈니스를 하는 마이너들.
• research
  • Blockchain researcher
  • 블록체인 기자
  • community manager, business developer
  • discord moderator, telegram, youtube, blog
•  블록체인 산업 구조에 대표적인 세가지로 보여지는데, dApp 혹은 core를 개발하는 개발자 및 암호학, 경제학자들로 이루어져 있고, 컴퓨팅 자원 혹은 staking 을 대신 묶어주는 광부들과 research 와 마케터들로 이루어져 있고, 이 세가지가 모두 각자의 비즈니스를 하면서 생태계를 이루어 나감.

12. web1.0 → web2.0 → web3.0

Difference Between Web 1.0, Web 2.0, and Web 3.0 - GeeksforGeeks

증권의 역사

• 20세기 중순 ~ 21세기 초 : web1.0 시장 (증권 시장 )
• 2007년 ~ 현재 (스마트폰 보급 ) : web2.0시장 (증권 시장 부흥)
• 2009년(비트코인 등장) / 2016년~ 현재 : web3.0시장 (암호 화폐?)
• web4.0 은 멀까요?

ERC20 토큰을 개발하기 위해 쉘 명령어로 여러 작업들을 진행합니다. 

npx create-react-app erc20

npm i truffle

npx truffle init

1. npx create-react-app erc20 

cra 를 이용하여 erc20 개발을 위한 세팅을 진행합니다.

2. npx i truffle

로컬에서 테스트를 진행하기 위해 truffle을 다운받습니다.

3. npx truffle init 

truffle을 초기화합니다.

npx truffle init 을 진행하면 초기 세팅이 되는데 3개의 폴더가 생깁니다. 

3- 1. contracts 폴더 : 솔리디티 코드들을 작성한 sol 파일을 담아 놓을 폴더, 컴파일을 진행하면 build 라는 폴더가 생기고 컴파일된 파일들이 json 형태로 생성됩니다.

3-2. migrations 폴더 : 컨트랙트 배포를 진행할 js 코드 구문 작성

3-3. test 폴더 : 테스트 파일 작성 폴더.

4. truffle.config 

- 네트워크 속성과 솔리디티 컴파일 버전 정보 명시

5. 컴파일 

- contracts 폴더에 솔리디티 파일을 작성하고 

npx truffle compile

- .build 폴더가 생성되고 컴파일된 내용이 json 파일로 생성된다.

- 배포를 하거나 컴파일을 진행하면 json 파일의 내용이 변경된다. 

- 컴파일 -> 배포

npx truffle migrate

# remix로 배포하기

- 우리 로컬 디스크에 있는 파일의 내용을 요청으로 보내서 remix 환경에서 쉽게 배포를 진행할 수 있다. 

- 

npm i -g @remix-project/remixd
# 우리 디스크 폴더 경로의 파일들을 요청
remixd -s "터미널 상에서 어느 경로를 보낼지" --remix-ide "어디의 remix 페이지 경로에 보낼지"

remixd -s "./contracts" --remix-ide "https://remix.ethereum.org/"

remix -s . --remix-ide "https://remix.ethereum.org/"
# 페이지에서 요청을 받아주길 대기중인 상태

# remix 페이지에서 connect to localhost

위와 같은 설정을 한 후에 remix 에서 

상단의 실행환경을 metamask에 provider로 바꾸어주고 자신의 로컬 환경 ganache의 환경으로 바꾸어준다면 자신의 로컬 폴더 내에 있는 sol 파일들을 remix로 호출하여 배포를 편리하게 할 수 있다. 

ERC20 

- ERC20 Ethereum Request for Comments 약자 

- ERC20에서 20은 특정 제안의 번호를 매긴 것. 토큰의 생성이나 발행등의 규칙을 의미

- 코드의 내용이 작성되어있는 제안

- 숫자는 큰 의미 없고 제안의 식별의 숫자라고 보면 된다. 

  5장에서는 블록체인의 기본 형태와 이 블록체인들이 변형되어 나온 형태들의 상태에 대해서 알아보겠습니다.

5.1 이더리움과 스마트 컨트랙트

  비트코인은 비효율적인 단점이 강해 비탈릭 부테린이라는 개발자가 비트코인의 여러 단점을 보강한 새로운 암호화폐인 이더리움을 만들었습니다.

  이 표는 이더리움과 비트코인을 간단히 비교하고 있는데, 기본적으로 이더리움은 비트코인의 작동 방식을 그대로 베낀 복제품이지만 몇 가지 기능적 개선이나 변화를 시켰습니다. 채굴 시간은 비트코인 평균 10분에서 약 15초로 획기적으로 줄였습니다. 이 평균 채굴 시간은 그 냥 정한 값으로, 기술 발전에 의한 것은 아닙니다. 그래서 비트코인보다 6년 정도나 늦게 나온 이더리움의 블록은 오래전에 1000만 개를 훌쩍 넘어섰습니다. 그리고 중요한 것이 이더리 움이 가장 주목받았던 이유인 스마트 컨트랙트입니다.

  스마트 컨트랙트는 원래 닉 사보가 1990년대에 제안한 프로토콜 이름으로 법률행위를 담은 계약이 자동으로 집행될 수 있을 것이라고 생각하고 지은 이름으로, 스마트 컨트랙트의 구현으로 법률가나 법무사 등에 지불해야 하는 불필요한 수수료가 절감될 수 있을 것이라고 믿었습니다.

  앞서 설명했듯이 비트코인의 블록에는 비트코인을 주고받은 거래 내역, 즉 트랜잭션이 적혀 있으며 블록체인의 역할은 네트워크에서 발생한 트랜잭션을 채굴업자가 정한 순서대로 기록하는 것입니다. 이더리움은 이렇듯 정적인 기록만 가능했던 비트코인 블록체인을 변형해서 프로그램 코드도 저장할 수 있도록 변형한 다음 스마트 컨트랙트라고 부른 것입니다. 또, 스마트 컨트랙트는 탈중앙화 응용프로그램인 디앱이라고도 부릅니다.

  이 그림은 이더리움의 스마트 컨트랙트를 개념적으로 비유한 것으로, 왼쪽의 비트코인의 경 우 비트코인을 주고받은 정적인 내용이 기록되는 반면에, 오른쪽의 이더리움 블록에는 비트코 인식의 정적인 기록에 더불어 프로그램 코드도 저장되는 모습입니다. 그래서 이더리움의 블록에 저장되는 프로그램을 다양하게 바꾸면 블록체인의 용도도 다양해질 수 있게 된 것입니다.

  하지만, 이더리움에 구현된 스마트 컨트랙트는 명칭만 같을 뿐, 닉 사보가 구상한 프로토콜 과는 거리가 먼데, 닉 사보의 구상의 핵심은 법률행위를 담은 계약을 과연 컴퓨터 프로토콜로 표현할 수 있는가에 있는데, 이더리움의 디앱은 단순히 프로그램을 구동하는 플랫폼에 불과합니다. 이렇게 되면 단순히 가상 프로토콜을 구동할 수 있는 플랫폼은 중앙 서버가 더 효율적일 수 있고 이더리움을 사용한다면 앞서 설명한 것처럼 엄청난 비효율과 자원 낭비를 감수해야 합니다. 그래서 이더리움이 나온 지 꽤 시간이 지났지만 디앱은 법률의 집행은 고사하고 단순한 게임 정도가 전부입니다.

  그 이유는 다음과 같은 4가지 이유에서 기인하게 됩니다.

  먼저, 블록체인의 모든 정보는 노출돼 전혀 보호되지 않습니다. 의미 있는 계약은 통상 개 인정보를 포함한 민감한 데이터를 다룰 필요가 있는데, 데이터 노출로 인해 원천적인 제약이 생기게 됩니다.

  두 번째로, 닉 사보 구상의 핵심은 플랫폼이 아니라 법률행위를 프로그램으로 표현 가능한가 인데, 이더리움의 디앱방식으로 스마트 컨트랙트를 구현하려면 먼저 복잡한 법률행위를 스크립트 코드로 표현해야 하는데 이것 또한 새로운 과제이고, 그 코드를 보고 법조문을 이해하는 건 사실상 불가능하기 때문입니다.

  다음으로 블록체인 디앱으로 프로그램을 구현하고 실행하는 것은 통상적인 방식에 비해 훨씬 더 많은 비용이 소모되게 됩니다. 스마트 컨트랙트의 목적은 비용절감인데, 더 많은 비용이 들고 더 복잡하고 더 느리고 더 관리가 힘든 방식이면 굳이 사용할 필요가 없습니다.

  마지막으로 블록체인으로는 제삼자가 배제된 거래를 구현할 수 없습니다. 블록체인은 제삼 자의 중계가 반드시 필요한 시스템입니다. 이것에 대해서는 다음 2부 내용 때 더 자세히 다룰 예정입니다

5.2 하이퍼레저와 프라이빗 블록체인

  이러한 블록체인의 태생적 한계를 극복하기 위해 기존의 블록체인과는 완전히 다른 새로운 형태의 변형이 등장하기 시작했습니다. 리눅스 재단이 주도가 된 이 프로젝트의 이름은 하이퍼레저로 이들이 던진 근복적 질문은 “블록체인은 왜 익명이어야 하는가?”입니다.

  이 표는 비트코인과 하이퍼레저 패브릭을 비교한 것으로 살펴보면 비트코인과 하이퍼레저 패브릭은 다르다는 것보다 정반대라는 느낌이 듭니다. 먼저 패브릭은 익명이 아닌 실명으로 구성되며 중앙 서버에 의해 통제됩니다. 그래서 사실 따지고 보면 블록체인이라고 할 수 없습니다.

  일반적으로 중앙 관리자 없이 누구나 해당 블록체인 플랫폼에 노드로 참여할 수 있는 게 퍼 블릭 블록체인인데, 이는 불특정 다수의 노드가 처리하는 거래 정보 검증은 익명성과 보안성 이 우수하지만, 그만큼 거래 소요 시간이 오래 걸린다는 한계점이 존재합니다. 그래서 그 대 안으로 프라이빗 블록체인, 컨소시엄 블록체인이 나오게 됩니다.

  퍼블릭의 경우를 보면, 불특정 다수의 참가자가 노드로 참여합니다. 이는 상당한 거래 시간과 많은 채굴을 수반하게 되지만 거래의 투명성이나 기록 수정의 불가역성이 보장되게 됩니다. 하지만 A아파트 대표 선거와 같은 작은 규모는 그만큼의 신뢰성과 보안성을 요구하지 않을 수 있습니다.

  그래서 프라이빗의 경우처럼 별도의 내부망 또는 인증방식으로 참여자를 제한하여, 퍼블릭에 비해 수배 빠른 속도의 블록체인 기술을 투표에 적용할 수 있습니다.

  하지만 이 중앙 관리자가 존재는 블록체인의 중요 가치인 탈중앙화 정신에 위배됩니다. 그래서 등장하게 된 것이 컨소시엄입니다.

  컨소시엄은 특정 노드만 참여할 수 있는 프라이빗과 유사하지만, 프라이빗은 한 집단에서 독자적으로 블록체인 망을 만든다면, 컨소시엄은 여러 집단이 협의체로 노드에 참가해 신뢰성과 익명성을 높임으로 퍼블릭과 프라이빗의 단점을 극복하였습니다.

5.3 비잔틴 장군 문제

  다음으로는 신뢰할 수 없는 p2p환경에서 어떤 방식으로 시스템을 공격할 수 있는지, 그리고 그 난제를 작업 증명으로 어떻게 해결하는지 간단히 설명하겠습니다.

  중앙에 적의 본진이 있으며, 장군 A, B, C, D, E 중 3명 이상이 공격해야만 성을 함락시킬 수 있습니다. 그러기 위해, 서로 공격시간을 맞추기 위한 메시지 전달을 합니다. 한 장군은 다음 장군에게만 메시지를 전달할 수 있고, 메시지는 반드시 20분 안에 전달해줘야 합니다.

  그림처럼 장군 A는 장군 B에게 새벽 4시에 공격을 개시하자는 메시지를 전달합니다.

  장군 B는 메시지를 확인하고, 장국 C에게 메시지를 그대로 전달합니다.

  장군 C는 배신자이므로 기존에 왔던 메시지를 찢어버리고, 공격시간을 새벽 5시로 위조하여 장군 D에게 전달합니다.

  장군 D는 메시지를 확인하고 장군 E에게 그대로 전달합니다. 이러면 성을 함락하기 위해 최소 3명의 장군이 필요한데 새벽 4시에는 장군 A와 장군 B만 공 격에 가담하게 되므로 성을 함락시키지 못합니다.

  위의 문제에서 장군 C가 배신자의 경우 적 본진 함락에 실패하지만, 작업 증명 방식을 이용하여 해결해보겠습니다. 장군들이 메시지를 작성해서 보낼 때 각자 10분간 작업을 해야만 만 들 수 있는 서명을 첨부합니다. 이렇게 되면 배신자인 장군 C가 위조하기 위해서는 장군 A와 B의 서명을 모두 위조해서 변경해야 하는데 그러기 위해서는 20분 안에 메시지를 보낼 수 없기 때문에 시간상 불가능합니다. 즉 이런 식으로 해결하게 됩니다.

5.4지분 증명 등 그 밖의 변형

  앞서 설명한 작업 증명의 방식을 비트코인에 대입하면 10명의 사람들이 블록 채굴에 참여를 한다고 가정했을 때, 문제가 주어지고 정답 시 블록을 생성합니다. 그렇게 작업을 하여 가장 빠른 단 1명만이 블록을 생성하고 다음 채굴을 준비합니다. 이것의 장점은 모든 앞서 비잔틴 장군의 경우에서 살펴봤듯이 모든 노드의 승인을 거쳐야 하기에 거래 내역을 속이기 힘들지만 모든 노드의 승인을 거쳐야 하기 때문에 거래 처리 속도가 느리고 채굴에 따른 부수적인 비용과 에너지의 과잉소비가 발생합니다.

  그리하여 그다음 방식인 지분 증명 방식은 노드가 될 자격을 갖추고 네트워크에 참여합니다. 이 노드들 중에 가장 많은 지분을 가진 노드를 리더로 선출하는 것입니다. 그리고 누구나 코인 지분을 통해 블록 생성 권한 확률을 배정받고 그에 알맞은 보상도 받기 때문에 작업 증명처럼 무의미한 계산을 지속적으로 하지 않아 더 경제적이고 분산화된 네트워크를 가지게 됩니다. 하지만 지분량에 따라 보상이 배정되기 대문에 빈익빈 부익부가 나타날 수 있는 문제가 있습니다.

  작업 증명은 신뢰가 없는 네트워크에서 합의를 이루기 위해 치러야 하는 대가로 생각할 수 있지만, 지분 증명이 이러한 비용이 들지 않는 이유가 지분 증명에 의해 선출된 노드를 신뢰해야만 작동하게 됩니다. 그런데 이러한 신뢰를 바탕으로 한 네트워크를 구성하기 위해서는 굳이 중앙화 시스템을 버리고 블록체인을 사용할 이유가 없을 수도 있습니다. 결국 에너지 절감과 속도 향상을 하기 위해서 지분 증명을 쓴다고 하지만 이는 중앙화 서버에서 신뢰를 바탕으로 사용하게 되면 극대화되게 됩니다. 그래서 탈중앙화에 가장 근접한 방식은 작업 증명이라고 볼 수 있습니다.

참고

•https://steemit.com/dclick/@eaglekeeneye/-4-bitcoin-1-1543794926642

•https://brunch.co.kr/@mobiinside/1207

•https://m.blog.naver.com/bodoblock00/221657805838