최근 가상화폐가 새로운 투자수단으로 떠오르면서 비트코인, 이더리움 등이 인터넷상에서 연일 화제가 되고 있다. 그런데 실체가 없는 말 그대로 가상 화폐다 보니 믿음직하지 못한 느낌이 드는 사람도 있을 것이다.

하지만 비트코인은 2009년에 처음 나온 이후 자체 사고 없이 지금까지 이어져 왔다. 이렇게 안정적으로 유지되었기에 주목을 받는 이 가상화폐의 기반에는 블록체인이라는 기술이 있다.블록체인과 비트코인

블록체인은 거래 정보를 하나의 덩어리(블록)로 보고 이것을 차례차례 연결한(체인) 거래장부다. 블록체인을 이야기하려면 비트코인과 그 고안자인 나카모토 사토시(가명)부터 말해야 한다. 나카모토 사토시는 2008년 10월 31일 ‘비트코인: P2P 전자화폐 시스템’이라는 논문을 발표했다. 논문에서 비트코인을 중개인이나 제3자의 개입 없이 두 거래 당사자 사이에서만 오가는 전자화폐로 정의했다. 그리고 P2P 네트워크를 이용해 이중 지불을 막는다고 했다. 이 기술이 바로 블록체인이다.2009년 1월 3일, 나카모토 사토시는 논문으로 설명했던 기술을 비트코인이라는 가상화폐로 직접 구현해 보여줬다. 기존 온라인상의 자금 거래에는 항상 금융기관 같은 제3자의 신용을 바탕으로 한 개입이 필요했다. 내 계좌에 100만 원이 있고 그것을 철수에게 송금한다면, 금융기관은 네 계좌에서 100만 원을 빼고, 철수의 계좌에 그 돈을 더함으로써 송금 거래를 성사시킨다. 이런 중개기관이 필요한 이유는 위에서 이야기한 이중 지불을 막기 위해서다. 실제 현금이 오고 가는 것이 아니기에 이중 삼중으로 내 계좌의 돈을 쓰는 것을 방지하는 데 필요한 것이다. 그러나 비트코인은 이 개입을 없앴다.비잔틴 장군의 딜레마와 작업 증명의 논리비잔틴의 여러 장군이 한 도시를 공격하기 위해 각자의 부대를 이끌고 도시 근처에 주둔하고 있다. 도시에도 방어 병력이 있어 동시에 절반 이상이 공격해야 이길 수 있다. 장군끼리 연락을 주고받는 방법은 전령 밖에 없다. 장군 중에 배신자가 있어 정보를 조작할 수도 있다. 한 장군은 5시 다른 장군은 7시로 하자고 전령을 보내면 다른 장군은 혼란스러울 수밖에 없다. 어떻게 하면 이 공격을 성공하게 할 수 있을까?

위의 이야기가 바로 비잔틴 장군의 딜레마이다. 이 문제는 P2P 네트워크의 큰 숙제였다. P2P에서 서로를 믿을 수가 없다. 누군가 거짓 정보를 흘리거나 정보를 조작할 수도 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 나카모토 사토시는 작업증명(Proof-of-Work)이라는 방식을 도입했다. 작업증명이란 문제를 해결하는데 일정 시간이 걸리는 작업을 연속해서 수행하도록 함으로써 공동작업에 참여한 사람이 선의를 가졌다는 것을 확인하는 절차를 뜻한다.각 장군은 공격시간을 알기 위해 수학 문제를 풀어야 한다. 앞선 문제의 답을 알아야 다음 문제를 풀 수가 있다. 한 문제를 푸는데 10분 정도 걸리고 문제를 푼 장군은 다른 장군들에게 문제의 답을 알려준다. 답을 받은 장군은 답이 정답인지 문제에 대입해 확인하고 풀던 문제는 넘어가고 다음 문제를 푼다.이렇게 12번째 문제에 해답을 찾으면, 한 가지 사실을 확인할 수 있다. 절반 이상이 이와 비슷한 길이로 정답 묶음을 만들 수 없다는 것이다. 달리 말하자면 12번째 문제까지 문제를 푸는데 장군의 과반수가 그 작업에 참여했다는 방증이라는 것이다. 이렇게 과반수가 뭉쳐야 해결할 수 있는 과제를 수행하도록 해 과반수의 참여를 확인하는 방식이 작업 증명이다. 이렇게 하면 배신자가 중간에 거짓 답을 알려줘도 그쪽에 붙게 되는 장군이 절반이 안 되기 때문에 과반수의 장군이 공격에 참여할 것이라는 확신을 하고 공격시간을 신뢰할 수 있다. 비트코인에도 똑같이 적용된다.비트코인은 비트코인의 거래 정보를 블록 단위로 묶어 저장한다. 10분마다 1개의 블록을 만드는데, 현 블록의 해시값과 거래내역 해시값들 그리고 Nonce로 일정 기준을 만족하는 새로운 블록의 해시값을 찾는다. 그러기 위해 임의의 수인 Nonce를 계속 조합해야 한다. 조건에 맞는 해시값을 찾으면 지금 블록이 정상거래로 확정되고 새 해시값이 다음 블록의 주소가 된다.그리고 처음 찾아낸 사람에게 다음 블록을 생성할 권리가 주어지고 보상으로 비트코인을 받게 된다. 이렇게 만든 블록은 P2P로 다른 사람에게 전파된다. 전파가 되면 받은 사용자는 해시값 찾기를 중단하고 전파된 블록을 검증하고 새로운 블록을 위한 해시값 찾기에 다시 돌입한다.

이러다 보면 문제가 발생할 수도 있다. 해시값을 동시에 찾거나 전파가 늦어 같은 단계의 블록이 2개가 생겨 갈리게 되는 경우다. 거래 정보를 조작해 재사용을 해 다른 블록이 같은 단계에 생기는 경우도 같다. 이를 처리하기 위해 비트코인은 비잔틴 장군의 딜레마에서와 같이 과반수가 동의하는 가장 긴 것을 정상적인 것으로 판단하고 길이 경쟁에서 진 쪽을 소거해 문제를 제거한다.블록체인의 장점과 현재블록체인은 정보를 한곳에 저장하지 않고 개인들에게 분산해서 저장하기 때문에 정보를 저장할 중앙서버가 필요 없다. 그래서 시스템을 운용하는 비용을 절감할 수 있다. 또한 개인과 개인 간에 거래가 이루어지기 때문에 중앙을 거쳐야 하는 기존방식보다 빠르다. 공개거래장부로 이루어져 있어 투명하다. 그리고 작업 증명방식으로 조작이 불가능에 가까워 안전하다.이러한 블록체인 중 가장 유명한 것이 비트코인, 이더리움과 같은 가상화폐류다. 하지만 그것이 전부는 아니다. 이더리움만 해도 단순한 가상화폐가 아니다. 특정 조건을 명시한 계약을 먼저 체결하고 그 조건이 충족됐을 때 거래가 실행되는 스마트 계약을 기반으로 새로운 금융생태계를 구축하는 것을 목표로 하고 있다.

네임코인은 블록체인으로 인터넷 주소를 관리하는 시스템을 만들고 여기서 쓰이는 네임코인을 만들었다. 메이드세이프는 클라우드 저장소 서비스에 활용했다. 그리고 비트메시지는 블록체인 기술로 중앙 서버 없이 사용자끼리 안전하게 메시지를 주고받을 수 있다. 오픈바자는 블록체인 방식의 마켓플레이스 실험을 전개하고 있다.블록체인의 미래블록체인을 이용한 거래는 취소가 어렵고 문제가 발생 시 책임을 질 중앙기관이 없다는 것이 단점이다. 이외에도 다른 문제점들이 존재하고 있다. 이런 문제점을 극복하는 것이 이후 블록체인의 가장 큰 과제일 것이다.

하지만 이와 같은 블록체인의 문제점에도 불구하고 최근 많은 연구와 투자가 집중되고 있다. 그 이유는 기존방식 대비 비용 절감이 가능하고, 투명하고, 신속하며, 안전한 블록체인의 특징 때문이다. 그리고 스마트 계약, 공동 기록, 컨센서스 도출 등 다양한 방면으로 확장을 기대할 수 있기 때문이다. 블록체인의 출발은 비트코인이었지만 확장 가능성은 무궁무진하다. 아직 그 끝을 알 수 없는 그 가능성 때문에 블록체인을 미래를 바꿀 기술의 기반으로 주목받고 있다.