블록체인이란 무엇인가?

정의

 

 

자발적으로 구성된 익명의 네트워크

다음 4가지 성질을 갖춰야만 블록체인으로 볼 수 있다.

1. 각 노드는 자의로 네트워크 구성원으로 참여/탈퇴가 가능해야 하고
   이를 통제하는 어떠한 서버도 없어야 한다. 
   => 동적인 네트워크 구성, 무제약
2. 모든 노드는 동일한 권리, 의무, 정보를 가지고 단 하나의 노드라도 더 많은 권한이나 의무, 정보를 가져선 안된다.
3. 각 노드가 원할 경우, 항상 기록 및 검증에 참여할 수 있는 권리가 보장되어야 한다.
4. 기록의 불변성
   기록자 선정의 무작위성
   기록 변경 자체의 어려움이라는 속성을 모두 갖춘방식으로 구현돼야 한다.

 

위 블록체인의 필수 성질에 부합하는 코인은 겨우 비트코인과 이더리움 뿐이며 나머지는 위배된다.
사실 아직도 기술적 이슈로 둘도 완벽히 부합하지않다.

 

컴퓨터공학 관점에서 블록체인을 정의해보면

익명의 비동기화 네트워크에서 발생하는 사건들을 중앙 서버의 관여 없이도 일관성 있게 순서를 정할 수 있는 장치

 

 

기본 구조

The Block of basic structure

Source: Simply Explained youtube Channel

 

기존 시스템의 문제점

• 🏦 Centralized
  모든 기관의 인증을 위해 중심 서버 혹은 제 3의 인증기관을 거쳐야만 했다.
• 💰 High Cost
  중심서버와 인증기관의 존재로 인해 프로세스가 복잡해지고 비용이 증가한다.
  (서버 운영비, 컴퓨팅 파워, 3rd party 모듈 등)
• Complex Process 🔼 -> Time⏰ Complexity 🔼 
  마찬가지로 중심서버와 인증기관의 존재로 인해 프로세스가 복잡해지기 때문에 프로세스 소요시간 또한 증가한다.

 

용도

• Crypto
  모든 블록은 해쉬 암호화된다.
• Notarization
  모든 블록은 Transaction이 있을 때 authentication 하여 '공증'하는 역할을 한다.
  ex) HyperLedger
• Crypto Currency
  암호화폐로서 중앙 은행을 벗어나 모든 트랜잭션이 개인 (노드)간 이뤄질 수 있도록 한다.
• Distributed Database
  중앙 서버는 필요없다. 모든 노드가 블록체인 전체의 데이터 복사본을 갖는다.
  Full node 👉 전체 데이터 복사본을 갖는 노드
  Light Node👉 블록데이터의 일부만 다운받는 노드 (Merkle tree만 가져 O(Log N)의 연산으로 특정 트랜잭션을 찾을 수 있게한다.)

 

특징

• Decentralized (P2P)
  모든 블록이 서버이자 클라이언트이다. 이제 더 이상 중앙 서버, 은행은없다.
  모든 트랜잭션이 노드간 제3의 Agency 없이 직접 이뤄지게 하고 공증은 모든 노드를 통해 이뤄진다.

 

장점 (기존 시스템에 비하여 무엇이 좋은가?)

• Time-Saving
• Cost-Saving
• Tighter Security

모든 장점은 'Decentralized (탈중앙화)'에서 기인한다.
중앙 서버, 제 3의 인증기관 (ex. 신용보증기관) 의 부재로 시간과 돈의 비용을 절감할 수 있고, 모든 트랜잭션이 이뤄지기 전에 주변 노드로부터 모두 공증받아야 하기 때문에 (하나의 노드라도 하지않으면 트랙잭션이 성사되지 않는다.) 더 뛰어난 보안성을 갖는다.
대표적인 예로 HyperLedger 서비스가 있다.

 

Ledger란?

모든 input - output 프로세스 정보의 기록을 갖고있는 '장부' (원장)

총 3가지 구성요소가 있다.

1. Data Model
   현재의 상태를 나타내는 데이터이다.
2. Language of transaction
   상태(ledger)를 변화시키는 함수, 명령이다.
3. Protocol
   consensus (모든 주변 노드들이 해당 contract를 공증해야 한다는 계약조건)을 만드는데 쓰이는 규약, 규칙이다.
   ex) Proof of Stake (PoS)

 

🙋 의문점

 

1. 어떻게 수백만대의 노드가 블록체인 시스템 전체 데이터 복사본을 갖는단 말인가?
2. 너무 많은 데이터량에 의해 시간 소요가 오래 걸리지 않을까?
3. 매 트랜잭션 마다 모든 노드에 의해 공증되야 한다면 그것 또한 많은 돈과 시간을 소요하지 않을까?

 

 

답을 찾기 위한 키워드

Merkle Tree, Hash!

 

이 의문점과 관련된 내용을 '비트코인'과 함께 알아보는 블록체인에서 확인해보자.

 

비트코인 + 블록체인

모든 암호화폐가 블록체인 기술을 사용하고 있지는 않다.

비트코인과 그 아류작만 사용한다.

 

 

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🔗 Reference

 

Introduction to Blockchain technology | Set 1 - GeeksforGeeks

 

쉽게 설명하는 블록체인 : 머클트리(Merkle Trees)란 | 뱅크샐러드