블록체인 기술 입문 가이드: 무엇이며 어떻게 작동하는가

블록체인 기술은 최근 몇 년간 유행어가 됐지만, 정확히 무엇일까요? 블록체인은 암호화폐 시스템에서 거래의 안전하고 탈중앙화된 기록을 유지하는 핵심 역할로 가장 잘 알려져 있어요.

블록체인이나 블록체인 기술이 낯설더라도, 일상적인 암호화폐 이야기에서 한 번쯤 들어 보셨을 거예요. 맥킨지 연구에 따르면 2027년까지 전 세계 GDP의 최대 10%가 블록체인 기반 거래와 연결될 수 있어요. 이는 블록체인에 아직 개발되지 않은 큰 잠재력이 있고, 시간이 지나면서 더 폭넓게 채택될 가능성이 있음을 보여 줘요.

인기가 높아지고 있지만, 블록체인 기술의 전체적인 개념을 제대로 이해하는 사람은 많지 않아요. 그저 과대광고일까요? 이 열기가 식을까요, 아니면 기업들이 정말 블록체인으로 가치를 만들 수 있을까요? 블록체인은 크립토를 정확히 어떻게 움직일까요? 계속 읽어 보세요.

블록체인 기술이란 무엇일까요?

블록체인은 컴퓨터 네트워크 전반에서 암호화폐 거래를 기록하고 확인하는 디지털 원장이에요. 암호화폐를 사고, 팔고, 교환하면 블록체인이 이 정보를 수집해 안전하게 저장해요. 기본적으로는 계속 늘어나는 블록의 사슬이고, 각 블록에는 암호화된 거래 목록이 담겨 있어요.

핵심을 쉽게 전하기 위해 간단한 비유를 들어 볼게요. 거래를 기록하는 장부가 있다고 상상해 보세요. 거래를 할 때마다 장부가 업데이트돼요. 이제 이 장부가 동시에 여러 사람에게 공개되어 있다고 떠올려 보세요.

이것이 블록체인 기술의 기본 개념, 즉 네트워크 전반에서 공유되는 디지털 원장이에요. 누군가 거래를 할 때마다 이 공유 원장에 기록돼요.

전통 금융 시스템과 달리 블록체인 기술이 처리하는 데이터는 정부나 다른 제3자의 감독이나 통제에서 벗어난 탈중앙화 네트워크에 보관돼요. 네트워크의 모든 참여자가 다른 사람이 입력한 기록에 접근할 수 있기 때문에, 누구도 네트워크를 조작하거나 단독으로 통제할 수 없어요.

블록체인의 각 블록은 보안을 위해 암호화되어 이전 블록과 연결되며 거래의 사슬을 이루는데, 그래서 “블록체인”이라는 이름이 붙었어요. 이런 구조 덕분에 블록체인에 저장된 데이터는 전체 네트워크의 합의 없이는 삭제하거나 수정할 수 없고, 투명하고 견고하며 변조에 강한 데이터 교환 시스템이 만들어져요.

크립토 관련 거래를 위한 매개체라는 가장 분명한 활용 외에도 이 신흥 기술은 수많은 다른 응용 가능성을 갖고 있어요. 하지만 그것들을 살펴보기 전에, 블록체인 기술의 핵심 특징을 먼저 간단히 짚어 볼게요.

블록체인 기술의 핵심 특징 

블록체인의 두드러진 특징은 다음과 같아요.

탈중앙화

이것은 블록체인 기술의 대표적인 특징 중 하나예요. 중앙 기관이 관리하는 전통적인 데이터베이스와 달리 블록체인 기술은 탈중앙화되어 있어요. 어떤 한 조직이나 컴퓨터도 체인을 통제할 수 없어요.

네트워크 참여자는 모두 원장의 사본을 갖고 있어서 투명성과 보안이 보장돼요. 이런 탈중앙화 특성 덕분에 중개자가 필요 없고, 중앙화된 단일 장애점의 위험도 줄어들어요.

불변성

거래가 블록체인에 입력되고 그 블록이 체인에 추가되면 이를 바꾸기는 극도로 어려워요. 이런 불변성은 데이터를 변조와 사기로부터 보호하고 영속성을 보장해요.

투명성

퍼블릭 블록체인은 완전히 투명해서 누구나 원장에 가해진 변경 사항을 볼 수 있어요. 이런 투명성은 블록체인에 추가된 모든 거래가 눈에 보이고 검증할 수 있기 때문에 사용자 사이의 신뢰를 쌓아 줘요.

보안

블록체인은 다양한 암호화 기술을 사용해 원장에 저장된 데이터를 보호해요. 이런 기술은 데이터를 무단 접근과 변경으로부터 보호해 거래가 안전하고 믿을 수 있도록 해 줘요.

컨센서스 모델

거래의 유효성에 합의하기 위해 블록체인은 작업 증명(PoW)이나 지분 증명(PoS) 같은 합의 모델을 활용해요. 이런 모델은 네트워크의 모든 참여자가 원장의 상태에 합의하도록 해서 블록체인의 무결성과 일관성을 유지해요.

블록체인의 유형

블록체인은 수년에 걸쳐 크게 발전했고, 서로 다른 속성에 따라 다양한 유형이 생겨났어요. 주요 유형은 다음과 같아요.

퍼블릭 블록체인

퍼블릭 블록체인은 누구나 허가 없이 참여하고, 읽고, 데이터를 기록할 수 있는 개방된 탈중앙화 네트워크예요. 비트코인과 이더리움이 대표적이에요. 사용자는 합의 메커니즘을 통해 네트워크를 업데이트하고 자신의 노드에 원장 사본을 보관해요.

프라이빗 블록체인

반대로 프라이빗 블록체인은 접근과 참여가 특정 주체나 참여자로 제한되는 허가형 네트워크예요. 데이터에 대한 프라이버시와 통제를 높이기 위해 기업 환경에서 흔히 쓰여요.

토큰형 블록체인

이것이 표준적인 블록체인으로, 네트워크에서 자산이나 유틸리티를 나타내는 디지털 토큰을 발행하고 관리하는 방식이에요. 이런 토큰은 블록체인 생태계 안에서 거래하거나 교환하거나 특정 목적에 쓸 수 있어요.

토큰 없는 블록체인

일부 블록체인은 고유 토큰 없이 운영되며 거래나 데이터를 기록하고 검증하는 데만 집중해요. 토큰이 필요하지 않은 특정 응용에 쓰일 수 있어요.

분산형 블록체인

분산형 블록체인은 여러 노드, 즉 컴퓨터가 네트워크에 참여하고, 각각이 전체 블록체인 원장의 사본을 유지해요.

하이브리드 블록체인

하이브리드 블록체인은 퍼블릭과 프라이빗 블록체인의 요소를 결합해 접근성, 통제, 확장성 면에서 유연성을 제공해요. 일부 데이터는 비공개로 유지하면서도 퍼블릭 블록체인의 보안과 투명성의 이점은 그대로 누려야 하는 상황에서 자주 쓰여요.

블록체인 기술은 어떻게 작동할까요?

블록체인 기술은 보안을 위해 사슬로 연결되고 암호화된 일련의 블록으로 구성돼요. 각 블록에는 여러 거래가 담겨 있고, 블록체인에 기록된 모든 거래는 소유자의 디지털 서명으로 인증되어 변조로부터 보호돼요. 보통 이런 과정의 대부분은 내부에서 처리되어, 거래를 시작한 사람은 이 과정이 진행되는 것을 볼 수 없어요.

데이터가 블록에 기록되면 이후의 모든 블록을 함께 바꾸지 않고서는 수정할 수 없고, 이를 위해서는 네트워크 과반수의 합의가 필요해요. 이 모든 과정이 어떻게 이뤄지는지 살펴볼게요.

거래 시작

블록체인에서 거래는 디지털 자산(예: 암호화폐)을 전송하거나 스마트 컨트랙트를 실행하려는 사용자가 시작해요. 예를 들어 사용자가 다른 사용자에게 크립토를 보내기로 할 수 있어요. 이때 받는 사람의 주소, 전송할 금액을 지정해야 하고, 경우에 따라 흔히 가스비라고 하는 거래 수수료를 내야 해요.

전파

블록체인은 노드라고 부르는 서로 연결된 컴퓨터로 이루어진 피어 투 피어 네트워크에서 작동해요. 노드는 기본적으로 네트워크에 기여하는 여러 참여자예요. 네트워크의 노드는 네트워크에서 맡은 역할에 따라 서로 다른 기능을 수행해요.

거래가 생성되고 서명되면 이 노드들에 전파돼요. 그러면 노드들은 사용자의 상태와 거래의 적법성을 검증해서, “합의 메커니즘”이라는 과정을 통해 그 거래를 블록체인에 포함할지 결정해요. 이 과정은 보통 다음과 같이 진행돼요.

거래 수신

• 전파: 사용자가 거래를 만들고 서명하면 블록체인 네트워크에 전파돼요. 전파된 거래를 받은 노드는 검증 절차를 시작해요.
• 거래 풀: 각 노드는 보통 아직 확인되지 않은 거래의 풀을 유지하는데, 흔히 멤풀이라고 불러요. 새 거래는 검증을 위해 이 풀에 추가돼요.

검증 확인

블록체인에서 거래의 보안과 무결성을 보장하기 위해 네트워크의 노드는 여러 검증을 수행해요.

디지털 서명 검증

사용자가 거래를 시작하면 지갑 소프트웨어는 사용자의 개인 키로 거래에 서명해요. 이 디지털 서명은 개인 키의 소유자가 거래를 승인했다는 증거가 돼요. 이후 노드들은 보낸 사람의 공개 키로 디지털 서명을 검증해 거래의 진위를 확인해요.

이중 지불 확인

노드는 입력값(사용 중인 이전 거래의 출력)이 다른 거래에서 이미 사용되지 않았는지 확인해요. 이는 같은 디지털 화폐가 두 번 이상 사용되는 것을 막고 거래 내역의 무결성을 유지해요.

충분한 잔액

또한 보낸 사람의 주소에 거래 금액과 관련 수수료를 충당할 만큼의 자금이 있는지도 확인해요.

거래 구조

거래가 올바른 형식과 프로토콜 규칙을 따르는지 검증해요. 여기에는 올바른 데이터 필드, 입력값, 출력값을 확인해 거래가 유효한지 확인하는 과정이 포함돼요.

거래 수수료

마지막으로, 거래가 블록에 포함되도록 채굴자에게 인센티브를 주기 위한 적절한 수수료가 포함되어 있는지 확인해요. 충분한 거래 수수료는 거래가 빠르게 처리되도록 해 줘요.

블록 생성

노드가 거래를 검증하고 멤풀에 올리고 나면, 거래는 하나의 블록으로 묶여 블록체인에 추가될 준비가 돼요. 이 시점에 유효하지 않은 거래는 폐기돼요. 이 거래들을 블록으로 묶는 과정에는 아래에 정리한 몇 가지 핵심 단계가 있어요.

거래 풀

검증된 거래는 다음 블록에 포함될 수 있도록 풀에 모여요.

블록 생성

채굴자(새 블록을 추가하기 위해 복잡한 수학 문제를 푸는 노드)는 거래 풀에서 검증된 거래 묶음을 골라 블록으로 구성해요. 이 블록에는 이전 블록의 해시, 타임스탬프, 논스(채굴에 쓰이는 무작위 숫자) 같은 중요한 정보가 담긴 헤더가 포함돼요.

작업 증명(PoW)/지분 증명(PoS)

비트코인 같은 블록체인 네트워크에서 채굴자들은 블록 데이터를 바탕으로 한 어려운 수학 퍼즐을 먼저 풀기 위해 경쟁해요. 작업 증명이라고 부르는 이 과정에는 상당한 연산 능력이 필요해요. 퍼즐을 가장 먼저 푼 채굴자가 새 블록을 블록체인에 추가하고, 새로 발행된 암호화폐를 보상으로 받아요.

반면 지분 증명에서는 네트워크에 걸어 둔 지분을 기준으로 검증자가 새 블록을 만들도록 선정돼요. 선정된 검증자는 막대한 연산 없이 새 블록을 만들고 전파해요.

블록 검증과 전파

채굴(작업 증명)을 통해서든 검증(지분 증명)을 통해서든 새 블록이 만들어지면, 새 블록은 전체 네트워크에 전파돼요. 네트워크의 다른 노드들은 작업 증명, 거래의 정확성을 확인하고 프로토콜 규칙을 따랐는지 확인해서 블록의 유효성을 검증해요.

체인 업데이트

검증이 끝나면 새 블록이 블록체인에 추가되어 이어지는 블록 사슬의 최신 항목이 돼요. 이 업데이트는 네트워크 전체에 전송되어 모든 노드가 블록체인의 최신 버전을 갖도록 해요.

블록체인의 이점

블록체인 기술은 다양한 산업에서 강력한 도구가 되게 하는 몇 가지 핵심 장점을 제공해요.

더 강력한 보안

블록체인은 탈중앙화된 특성과 암호화 알고리즘 덕분에 높은 수준의 보안을 제공해요. 블록체인의 탈중앙화된 특성은 단일 장애점이 없다는 뜻이고, 이는 잠재적인 해킹에 대한 보안을 강화해요.

암호화 해시 덕분에 각 거래는 암호화되어 이전 거래와 연결되고, 해커가 정보를 바꾸기가 극도로 어려워요. 또한 블록체인은 변조하거나 바꿀 수 없기 때문에 참여자는 자신에게 제시된 데이터를 신뢰할 수 있어요.

그뿐만이 아니에요. 기밀성이 있는 특성 덕분에 사용자는 신원 도용으로부터 보호받고, 기업과 소비자 모두에게 매력적인 대안이 돼요.

탈중앙화

이 글에서 줄곧 강조했듯이, 블록체인을 이야기할 때 탈중앙화는 핵심 이점이에요. 이런 구조는 중개자의 필요성을 줄여서 거래 비용을 낮추고, 거래 효율을 높이고, 사기 가능성을 없애요.

규정 준수 비용 절감

블록체인 기술은 은행이나 결제 대행사 같은 중개자가 필요 없도록 해서 거래를 간소화하고, 관련 수수료를 크게 줄여요. 하나씩 살펴볼게요.

은행과 전통 금융 기관은 고객의 신원을 확인하고 가입시키기 위해 “고객 확인”(KYC) 절차에 의존하는 경우가 많아요. 이 전 과정에서 은행은 업데이트조차 되지 않는 절차에 연간 최대 5억을 지출하는 경우도 많아요.

피어 투 피어 네트워크 덕분에 이제 당사자 간 직접 거래가 가능해졌고, 제3자의 개입이 최소화되어 결국 비용이 낮아져요.

비용 절감

블록체인 기술은 기업, 특히 전통적인 은행과 결제 처리 수수료가 빠르게 쌓이는 고액·대량 거래를 다루는 기업의 비용을 크게 줄일 수 있어요.

블록체인이 비용을 절감하는 한 가지 방법은 낮은 거래 수수료예요. 블록체인 네트워크는 전통 금융 시스템에 비해 수수료가 훨씬 낮은 경우가 많아요. 예를 들어 암호화폐 거래는 기존 은행 송금이나 신용카드 거래에 드는 비용의 일부만으로 처리될 수 있어요.

또 다른 장점은 국경 간 수수료 절감이에요. 블록체인은 전통 은행 송금에 따르는 높은 수수료와 환율 비용 없이 국제 거래를 가능하게 해서, 글로벌 무역에 종사하는 기업에 특히 유용해요.

또한 스마트 컨트랙트 같은 블록체인의 자동화된 프로세스는 운영 비용을 줄이는 데 도움이 돼요. 이런 컨트랙트는 수동 감독 없이 거래를 자동화하고 안전하게 보호해요. 특정 조건이 충족되면 스마트 컨트랙트는 거래 과정의 다음 단계를 자동으로 실행할 수 있어서, 거래 속도와 효율을 크게 높여요.

추적성

블록체인의 투명성과 영구적인 거래 기록 덕분에 자산을 추적하기 쉬워요. 이는 제품의 원산지와 이동 경로를 추적하는 것이 중요한 공급망 관리에서 특히 가치가 있어요. 예를 들어 월마트 캐나다는 블록체인으로 70개 제3자 화물 운송업체와의 결제 분쟁을 해결했고, 송장 불일치를 70%에서 1% 미만으로 줄였어요. 이 개선으로 결제가 제때 이뤄지고 운영 효율도 높아졌어요.

결제 문제를 해결하는 데 그치지 않고, 월마트는 더 넓은 공급망 과제를 해결하기 위해서도 블록체인을 활용했어요. 거래 데이터를 블록체인 네트워크에 기록하면 월마트와 공급업체는 상품을 원산지부터 매장 진열대까지 추적할 수 있어요.

이 시스템은 식품 추적성도 보장해서, 월마트와 고객이 농장, 가공 시설, 운송 경로를 포함한 식품의 출처에 대한 상세 정보를 손쉽게 확인할 수 있어요.

실시간 처리

탈중앙화된 특성 덕분에 기업은 하루 24시간 내내 실시간으로 거래할 수 있고, 마감 시간이나 전통적인 은행 업무에 따르는 제약을 걱정할 필요가 없어요.

보통 영업시간에 제한되고 주말과 공휴일 때문에 지연될 수 있는 은행 송금 및 결제와 달리, 블록체인 거래는 하루 중 언제든, 1년 내내 실행되고 확인될 수 있어서 사실상 거래를 끊임없이 처리할 수 있어요.

혁신

블록체인 기술은 탈중앙화 금융(DeFi), 대체 불가능 토큰(NFT) 등 다양한 혁신적인 응용의 토대예요. 이런 새로운 응용은 기회를 만들고 산업을 변화시키고 있어요.

블록체인의 과제

잠재력에도 블록체인 기술의 미래에 우려가 없는 것은 아니에요. 몇 가지 핵심 고려 사항은 다음과 같아요.

자원 집약적

블록체인은 네트워크의 모든 노드가 합의에 이르기 위해 같은 작업을 수행하기 때문에 많은 자원이 필요해요. 이런 반복 작업은 특히 비트코인 같은 작업 증명 시스템에서 높은 에너지 소비와 컴퓨팅 비용으로 이어져요.

환경적 영향

자원 사용 외에도 블록체인 채굴의 환경 영향이 있어요. 특히 비트코인 같은 작업 증명 방식에 수반되는 막대한 에너지 소비는 환경적 지속 가능성에 대한 우려를 낳았어요.

거래의 되돌릴 수 없는 성질

블록체인 거래의 불변성은 보안과 신뢰를 높이지만, 거래를 취소할 수 없다는 뜻이기도 해요. 양측이 거래를 되돌리는 데 동의하거나, 거래가 실수나 사기로 이뤄졌더라도 되돌릴 방법은 없어요.

사용자 경험

블록체인 기술은 비전문가 사용자에게는 정말 복잡하고 어렵게 느껴질 수 있어요. 사용자 경험을 개선하고 블록체인 애플리케이션을 더 직관적이고 접근하기 쉽게 만드는 것이 주류 채택을 이끄는 데 중요해요.

확장성

블록체인 네트워크가 커지면서 확장성에 대한 우려가 생겨요. 현재의 블록체인 플랫폼은 많은 거래를 빠르게 처리하는 데 어려움을 겪고, 이는 성능을 떨어뜨릴 수 있어요. 이런 한계는 특히 대량의 거래를 효율적으로 처리해야 하는 애플리케이션에서 광범위한 활용을 가로막는 큰 장애물이 될 수 있어요.

상호운용성

서로 다른 블록체인 플랫폼은 고립되어 작동하는 경우가 많아서 서로 소통하고 상호작용하기 어려워요. 이렇게 분리된 블록체인 네트워크 사이의 상호운용성을 확보하는 것이 탈중앙화 애플리케이션과 생태계의 잠재력을 온전히 끌어내는 데 중요해요.

보안 과제

블록체인은 사기와 불법 복제 같은 문제를 없앨 수 있다고 칭송받지만, 완벽하지는 않아요. 기술 자체는 안전하지만, 그 효과는 사용자의 정직함과 입력된 데이터의 정확성에 달려 있어요. 예를 들어 2022년 해커들은 Ronin 네트워크 노드의 절반 이상을 장악해 6억 달러가 넘는 자금을 탈취했어요. 해내기 어려울까요? 극도로 어려워요! 하지만 불가능하지는 않아요.

블록체인 기술의 응용과 활용 사례

비트코인 외에도 이더리움과 솔라나 같은 다른 암호화폐는 블록체인 기술로 스마트 컨트랙트나 탈중앙화 애플리케이션(DApp) 같은 고유한 기능을 제공해요. 이더리움의 블록체인은 거래만 지원하는 것이 아니라, 자체 암호화폐인 이더로 구동되는 스마트 컨트랙트와 탈중앙화 애플리케이션(DApp)도 가능하게 해요.

확장성으로 잘 알려진 솔라나는 블록체인으로 빠른 거래 속도를 구현해 크립토 시장에서 인기를 얻고 있어요. 블록체인 기술은 크립토 거래를 지원하는 것 외에도 다른 많은 활용 사례가 있어요. 몇 가지를 살펴볼게요.

거래 보안에서 블록체인의 역할

블록체인 기술은 모든 온라인 거래의 변조 불가능한 기록을 만들어 보안 수준을 100% 끌어올려요. 이런 수준의 보안은 해킹과 데이터 유출의 위험이 끊이지 않는 디지털 거래에서 신뢰를 쌓는 데 매우 중요해요.

또한 블록체인이 제공하는 투명성 덕분에 네트워크의 모든 참여자가 거래를 독립적으로 검증하고 감사할 수 있어서 데이터의 무결성이 보장돼요.

은행

은행에서 블록체인은 통화 거래, 결제 처리, 대출 보장 과정을 개선해요. 더 빠르고 안전한 거래를 가능하게 해서 업무 처리도 간소화해요. 단일한 진실의 원천으로서 모든 거래를 추적해 불변성을 보장하고 사기를 막아 줘요. 이는 더 빠른 결제 완료 시간으로 이어지고, 자금세탁에 대한 내장된 모니터링도 제공해요. 

물류

블록체인은 물류에서 공급망 전반의 상품 이동을 모니터링하는 추적 도구로 자주 쓰여요. 이렇게 하면 사용자는 출발부터 배송까지 화물에 대한 실시간 정보를 얻을 수 있어요.

예를 들어 IBM의 블록체인 기반 플랫폼은 글로벌 무역 물류를 디지털화하고 단순화할 수 있게 했어요. 플랫폼의 이해관계자들은 화물 상태를 추적하고, 서류를 관리하고, 규제 요건 준수를 확인할 수 있어요.

의료

블록체인은 의료 분야에서 주로 환자 기록을 안전하게 저장해 데이터 프라이버시를 보장하고 유출을 막는 데 쓰여요. 2021년 7월부터 2022년 6월 사이에 대규모 의료 데이터 유출이 약 692건 보고된 것을 생각하면 납득이 가요. 범인들은 은행 정보, 신용카드 정보, 건강 및 유전체 검사 기록을 훔쳤어요.

스마트 컨트랙트는 약물 복용 모니터링, 보험금 청구 처리, 의료 기관 간 의료 정보 공유, 의료비 청구 사기 감소, 공급망 전반의 의약품 추적 강화 같은 업무를 간소화하고 자동화하는 데도 쓰여요.

결론

블록체인은 우리 삶에서 점점 더 중요한 부분이 되고 있어요. 블록체인 기술이 계속 성숙하고 널리 채택됨에 따라, 여러 분야에 걸친 통합은 다양한 영역에서 혁신의 가능성을 보여 줘요. 모든 신흥 기술이 그렇듯 그 역량과 잠재력은 아직 펼쳐지는 중이에요. 하지만 블록체인이 계속 함께하리라는 것은 분명해요.

Zypto는 블록체인 기술을 사업 운영에 매끄럽게 통합하려는 기업을 위해 맞춤 설계된 다양한 서비스를 제공해요. 오늘 웹사이트를 방문해서 Zypto의 솔루션이 블록체인 시대에 여러분의 비즈니스를 어떻게 바꿀 수 있는지 알아보세요.