[기술 1분만에 살펴보기] 블록체인이란?

▲블록체인의 모식도

블록체인BLOCKCHAIN

지금 이 글을 읽고 계신 분들은 <블록체인>이라는 이야기를 들어보셨을 겁니다. 그런데 막상 “블록체인이 뭔가요?”, “블록체인이 왜 필요한가요?”, “블록체인은 어디에 이용될 수 있나요?”라는 질문을 들으면 대답하기 쉽지 않습니다. 이런 질문들에 대답하기 위해서는 먼저 <시스템 아키텍처>에 대해 알아볼 필요가 있습니다.

 

시스템 아키텍처, 중앙통제방식 vs. 분산방식

시스템 아키텍처란 시스템의 각 구성요소를 구조화하고 구성요소 간 관계를 설정하는 것입니다. 가장 대표적인 두 가지는 중앙통제방식과 분산방식이 있습니다. 이중에서 분산시스템은 여러대의 컴퓨터로 구성되기 때문에 시스템 구성에 필요한 비용이 적고, 확장성은 높습니다. 대표적인 분산시스템으로는 개인과 개인이 서버를 통하지 않고 직접 연결되는 P2PPeer to Peer 시스템이 있습니다.

여러분이 물건A를 사려고 합니다. 백화점에서는 물건A를 100만 원에 팔고 있는데, 인터넷 커뮤니티에서 홍길동 씨는 유통과정을 생략하고 본인과 직접 거래하면 50만 원에 판매할 수 있다고 합니다.

그렇다면 여러분은 백화점과 홍길동 중에서 어디에서 물건을 구입하시겠습니까? 몇 분들은 홍길동 씨에게 구입할 것이고, 다른 몇 분들은 백화점에서 구입할 겁니다. 비싼 가격에도 불구하고 백화점에 구입하는 가장 큰 이유는 무엇일까요? 바로 홍길동 씨의 신뢰성이 보장되지 않기 때문일 것입니다.

 

어느 정도 차이는 있겠지만 백화점에서의 거래를 중앙통제시스템을 이용한 거래로, 홍길동 씨와의 거래를 P2P 시스템을 이용한 거래로 볼 수 있습니다. P2P 시스템은 중개 과정에서 소요되는 절차와 비용을 생략할 수 있다는 매우 큰 장점이 있습니다. 이와 같은 P2P 시스템의 장점을 극대화 하기 위해서는 더욱더 많은 사람이 제한없이 시스템에 참여할 수 있어야 합니다. 하지만 참여자를 제한 없이 받다 보면 악의의 참여자에 의해 시스템의 신뢰성이 떨어지게 됩니다. 하지만 P2P 시스템을 안심하고 사용하기 위해서는 신뢰성을 부여할 방법이 필요합니다. 

 

신뢰성을 부여하기 위한 방법

다시 홍길동씨 이야기로 돌아가 보겠습니다. 홍길동씨가 물건A가 자신이 정당하게 소유하고 있음을 증명할 수 있는 방법에는 무엇이 있을까요? 여러가지 방법이 있겠지만 대표적인 소유권의 증명방법은 거래내역을 장부에 기재하고 도장을 찍는 등의 방법을 이용하는 것입니다.

 

그런데 거래장부를 잃어버리면 홍길동 씨는 자신의 소유권을 증명하기 어려워질 것입니다. 그래서 홍길동 씨는 거래장부의 분실 및 도난을 막기 위해 금고를 구입하고, 방범 시스템을 설치하고, 경비원을 고용합니다.

블록체인은 이 문제를 발상의 전환을 통해 해결합니다. 즉, 거래장부를 감추는 것이 아니라 오히려 적극적으로 사본을 만들어서 주변사람들에게 나누어줬습니다. 따라서 본인이 가진 거래장부를 잃어버리더라도 거래내역이 멸실되는 것을 원천적으로 방지합니다.

 

그런데 이것만으로는 거래내역이 위변조되는 것을 막기 힘듭니다. 아니 오히려 장부를 공개했기 때문에 거래내역의 위변조 위험이 더욱 커졌습니다. 블록체인은 그 의미 그대로 각각의 블록들을 상호 연결시킴으로써 공개한 거래장부의 위변조의 위험을 현저히 낮출 수 있었습니다. 블록체인을 하나의 장부라고 생각해보겠습니다. 설명의 편의를 위해 블록체인으로 생성된 장부를 블록장부라고 하고, 블록장부의 각 페이지를 블록이라고 하겠습니다.

블록체인이라는 장부의 각 페이지의 구성

 

하나의 블록은 앞의 블록의 내용과 번호를 포함합니다. 즉, 뒤의 블록에는 앞에 위치하는 블록의 모든 번호와 내용이 기재되어 있습니다. 따라서, 중간 블록을 위변조하려는 제3자는 중간 블록뿐만 아니라 중간 블록의 뒤에 위치하는 모든 블록을 조작해야 합니다.

 

결론적으로 블록장부의 신뢰성은 블록장부가 두꺼워질수록 비례하여 향상되는 것입니다. 그런데 문제는 블록장부를 두껍게 하려면 블록을 추가해야 합니다. 블록을 추가하는 것이 너무 쉽다면 블록장부의 신뢰성이 떨어질 것이고, 블록을 추가하는 것이 너무 어렵다면 아무도 블록을 추가하려고 하지 않을 것입니다. 즉, 블록체인의 장점인 신뢰성을 유지하기 위해서는 블록을 추가하는 것을 어렵게 하되, 블록을 추가하도록 적극적으로 유도할 필요가 있습니다.

 

블록체인의 신뢰성을 유지하는 방법(feat. 암호화폐)

블록을 추가하는 것을 어렵게 하되 지속적으로 추가하는 것을 유도하는 방법에는 여러가지가 있겠지만, 대표적인 두가지는 다음과 같습니다.

첫번째는 단순 반복에 의해서만 풀 수 있는 매우 복잡한 문제를 풀고, 이 문제를 푼 사람만 블록을 추가하고 보상을 받도록 하는 것입니다. 이 방식을 작업증명(PoW; Proof of Work)이라고 합니다. 두번째는 방식은 복잡한 문제를 푸는 대신 보다 간편하게 자신이 가진 지분과 블록생성 시간을 이용해 높은 가산점을 가지는 자가 블록을 생성하고, 보상을 받도록 하는 것입니다. 이 방식을 지분증명(PoS; Proof of Stake)라고 합니다.

어떠한 방법을 이용하던지 블록을 추가하려는 자는 문제를 풀기 위한 비용(채굴 장치, 전력 등)을 사용하던지, 지분을 확보하기 위한 비용을 사용하여야 합니다. 즉, 블록체인의 보안이 비용에 의해 유지될 수 있습니다. 또한, 블록을 추가하는 자는 블록 추가에 대한 보상을 받을 수 있기 때문에 지속적으로 블록을 추가하게 됩니다. 결국 블록체인은 비용과 보상에 의해 그 신뢰성을 유지하게 됩니다. 이때, 블록 추가에 대한 보상으로 주어지는 것이 바로 암호화폐입니다. 블록체인 기술과 암호화폐는 서로 다른 것이지만, 동전의 앞면과 뒷면과 같이 매우 밀접한 관계를 가지고 있습니다. 

 

그렇다면 블록체인은 어디에 사용될 수 있을까요?

먼저, 블록체인을 간단하게 표현해보면 <높은 신뢰성을 가지는 데이터의 분산처리기술>에 해당합니다. 즉, 중앙통제 없이도 각 개인이 저장한 데이터의 신뢰성을 보장하는 것입니다. 블록체인은 분산처리기술이 필요한 분야에 이용될 가능성이 높습니다.

 

첫번째로 높은 신뢰성이 요구되는 분야에 이용될 수 있습니다. 이러한 분야의 대표적 예로는 금융거래나 신원증명이 있을 수 있습니다. 호주증권거래소는 주식거래 정산과 결제를 관리하는데에 블록체인 기술을 활용하고 있으며, 마이크로소프트는 신원증명 서류가 없는 사람을 위한 블록체인 신원시스템을 개발했다고 합니다. 최근에는 NFT나 웹 3.0 등 콘텐츠의 소유자를 입증하기 위한 수단으로 블록체인 기술이 각광 받고 있습니다. 

 

두번째로 탈중개화가 요구되는 분야에 이용될 수 있습니다. 대표적인 예로 이스라엘의 스타트업 기업인 라주즈La’zooz가 있습니다. 라주즈는 카쉐어링Car-sharing에 블록체인을 도입했습니다. 즉, 운전기사가 차량을 운행하면, 운행거리에 따라 주즈 토큰이라는 가상화폐를 획득할 수 있고, 이용자의 경우 토큰을 구입하여 비용을 지불할 수 있습니다. 라주즈는 개인 간 개인간의 거래 형태이기 때문에, 우버UBER의 경우와 달리 운전기사가 회사에 주는 수수료만큼 운송 비용을 저렴하게 제공할 수 있다는 장점이 있습니다.  

 

세번째로는 탈중앙화가 요구되는 분야에 이용될 수 있습니다. 기존의 유통관리는 각 지점에서 유통정보를 중앙서버로 송신하고, 중앙서버에서 수신해서 처리하는 과정을 거쳤습니다. 하지만 블록체인을 이용하여 모든 지점의 식품데이터를 한번에 관리하는 것이 가능해졌습니다. 실제로 월마트 중국 매장은 IBM과 협업해 블록체인 시스템을 도입했고, 그 결과 냉동망고가 상한 원인을 찾는데 기존에는 7일이 소요되었다면, 블록체인 시스템을 도입한 이후에는 2.2초 만에 찾아낼 수 있었습니다.

 

마치며

블럭체인 기술이 점차 우리의 생활로 들어오고 있습니다. 최근에는 위메이드나 NC 소프트에서 게임에 암화화폐를 적용하고 있습니다. 단순히 게임을 즐기는 것을 넘어, 게임에 투자한 노력을 암호화폐라는 보상으로 지급하는 시대가 오고 있습니다. 블록체인 기술은 지금까지 주류였던 중앙 집중형 시스템에서 분산 시스템으로 가기 위한 기술이기 때문에, 우리가 생각하지 못했던 많은 변화가 일어나고 있고, 또 앞으로 일어날 것 입니다. 블록체인 기술을 앞으로 더 기대해볼 필요가 있습니다.