비트코인이란 무엇인가

프롤로그
사토시의 머릿속을 탐험하다
: ‘비트코인 백서’와 그 혁명적 아이디어

최우선으로 알아야 할 비트코인 핵심 개념 20
0. 초록 (Abstract)
1. 서론 (Introduction)
2. 거래 (Transaction)
3. 타임스탬프 서버 (Timestamp Server)
4. 작업증명 (Proof-of-Work)
5. 네트워크 (Network)
6. 인센티브 (Incentive)
7. 디스크 공간 회수 (Reclaiming Disk Space)
8. 간소화된 지불 검증 (Simplified Payment Verification)
9. 금액의 병합과 쪼개기 (Combining and Splitting Value)
10. 개인정보 보호 (Privacy)
11. 계산 (Calculations)
12. 결론 (Conclusion)

최우선으로 알아야 할 비트코인 핵심 개념 20

1. 블록체인
비트코인을 구성하는 핵심 기술. 블록체인은 데이터를 안전하게 저장하고 관리하는 방식으로, 여러 개의 블록이 한 줄로 연결되어 체인을 형성한다. 각 블록은 특정 시간에 발생한 거래(송금) 기록을 포함하고 있다. 블록에는 거래 정보 외에도, ‘이전(직전) 블록’에 대한 해시값이 포함되어 있어, 블록 간의 연결이 이루어진다.
블록체인의 가장 큰 특징은 데이터의 변경이 매우 어렵다는 점이다. 만약 어떤 블록의 정보를 수정하려고 하면, 그 블록 이후의 모든 블록을 다시 계산해야 하므로 사실상 불가능하다. 이 때문에 블록체인은 위변조가 불가능하다고 여겨진다. 모든 참여자는 네트워크에 저장된 동일한 블록체인을 가지고 있어, 거래의 진위를 서로 검증할 수 있다.
또한 블록체인은 분산형 데이터베이스로, 중앙 관리자가 없다. 각 참여자는 ‘노드’라 불리는 컴퓨터로 네트워크에 연결되어 있으며, 각 노드는 블록체인의 복사본을 유지한다. 이런 구조 덕분에 단일 실패 지점이 없고, 네트워크가 더욱 안전해진다.

2. 블록의 구조
블록은 크게 블록 헤더와 바디 두 부분으로 나눌 수 있다.

블록 헤더
?버전: 블록의 버전 정보
?이전 블록의 해시: 이전 블록의 해시값을 포함해 블록 간의 연결성을 보장한다.
?타임스탬프: 블록이 생성된 시간을 기록한다.
?난이도 목표: 다음 블록을 생성하는 데 필요한 작업증명의 난이도를 나타낸다.
?논스: 해시값을 찾기 위해 임의로 변동되는 값으로, 작업증명 과정에 사용된다.
?머클 루트: 블록에 포함된 모든 거래를 해싱하여 생성된 최종 해시값으로, 거래의 무결성을 보장한다.

바디
이 부분에는 블록에 포함된 모든 거래(트랜잭션)의 상세 정보가 들어 있다. 각 거래는 송금인, 수취인, 금액 등의 정보를 포함하며, 전자서명을 통해 검증된다. 최대 블록 크기인 1MB까지 1,500~2,000건 정도의 거래를 담을 수 있다.

3. 거래(Transaction 트랜잭션)
거래는 비트코인을 송금하거나 수취하는 과정을 말한다. 입력(Input)과 출력(Output)으로 구성된다. 입력은 송금인이 이전에 받은 비트코인을 나타내고, 출력은 수취인의 주소와 송금할 비트코인 양을 포함한다. 송금인은 거래에 전자서명을 하여 거래의 유효성을 보장하며, 이 거래는 비트코인 네트워크에 전파되어 모든 노드에 기록된다. 거래는 메모리풀(Mempool)에 저장된 후 블록으로 묶여 블록체인에 추가된다. 또한, 거래 수수료를 포함시켜 채굴자에게 우선 처리되도록 할 수도 있다. 트랜잭션은 비트코인 생태계의 핵심 요소로, 블록체인은 이러한 거래 기록을 안전하게 저장한다.

초록. 비트코인은 중간에 은행을 끼지 않고 개인들끼리 온라인상에서 직접 돈을 주고받을 수 있는 디지털 화폐이다. 지금까지는 은행 같은 신뢰할 수 있는 제3자가, 이미 사용한 돈을 다시 쓰는 ‘이중지불’ 문제를 해결해주었지만, 이 방법은 완벽하지 않았다. 비트코인은 P2P 네트워크를 사용해서 이 문제를 해결하려고 한다.
P2P 네트워크에서는 사람들이 거래(송금)할 때마다 그 송금 시간을 기록하는데, 이 기록을 ‘타임스탬프’라고 한다. 그리고 이 타임스탬프를 검증하는 과정을 ‘작업증명’이라고 부른다. 작업증명을 통해 검증된 송금 기록은 ‘블록체인’이라는 데이터베이스에 저장된다. 블록체인은 서로 한 줄로 연결된 여러 개의 블록을 말하며, 각 블록에는 약 2천 건 안팎의 거래(송금) 기록이 들어 있다. 새로운 송금 기록이 블록체인에 추가되려면, 그 블록이 작업증명을 통과해야 한다. 이렇게 하면 작업증명을 다시 하지 않는 이상 그 기록을 바꿀 수 없다. 가장 긴 체인은 가장 많은 컴퓨팅 파워를 가진 노드들이 만든 것이다. 여기서 ‘노드’라 함은 비트코인 네트워크에 참여하는 각각의 컴퓨터를 말한다. 이 체인은 블록이 생성된 순서대로 연결되므로 그 자체로 사건들이 일어난 순서를 증명한다. 네트워크 공격에 협력하지 않는 정직한 노드들이 컴퓨팅 파워의 과반수를 차지하면, 이들이 가장 긴 체인을 만들어내고 공격자들보다 앞서게 된다. 비트코인 네트워크는 아주 간단한 구조만을 필요로 한다. 거래(송금) 메시지는 가능한 많은 노드에 보내지고, 각 노드는 언제든 네트워크를 떠났다가 다시 합류할 수 있다.