비트코인의 생성 원리와 채굴, 작업증명의 이유

비트코인 전송 원리 

비트코인을 공부하다 보면 채굴이다 마이닝이다 라는 이야기가 많은데요. 그리고 얼마전 엘론머스크는 에너지 낭비라는 환경적 측면에서 비트코인에 반대하기도 했습니다. 

비트코인을 그냥 거래소에서 사서 보내기만 하면 되는 줄 알았는 도대체 채굴,마이닝, 에너지 낭비 등은 무슨 연관이 있을까요. 오늘은 비트코인의 마이닝과 작업증명에 대해 알아보도록 하겠습니다.

비트코인에서 채굴이 필요한 이유는 우선 비트코인을 보내는 원리에 대해 이해해야 합니다. 예를 들어 A 라는 사람이 B 라는 사람에게 1 비트 코인 전송 요청을 했습니다. 보통의 경우는 이 요청이 중앙은행에 가게 되고 은행에서 계좌 확인을 한 다음 돈을 보내주고 수수료를 받겠죠. 여기서 은행은 거래를 위해 동원된 제 3자가 됩니다. 그런데 비트코인을 설계할 때 이런 제 3자를 거치지 않고 P2P로 바로 전송할 수 있는 방법을 고민하게 됩니다. 

코인을 전송하게 되는 것은 어쨋든 디지털로 된 파일을 보내는 것인데 그럼 중간에 해커가 나타나서 전송 명령을 바꿔버리면 돈도 다 털리고 아무도 이용하지 않겠죠. 그래서 비트코인을 만들었던 사토시라는 집단은 이 문제를 해결하기 위해서 작업증명(Proof of Work)라는 아이디어를 만들게 됩니다.

엄청나게 많은 사람들에게 올바른 전송요청을 한꺼번에 보내고 그 사람들 중에서 대표를 뽑아서 비트코인 장부에 기록하게 하고 그 장부를 다시 엄청나게 많은 사람들이 검증을 하면 된다. 입니다.

예를 들어 'A가 B 에게 1 비트코인을 보냈다' 라는 거래가 들어옵니다. 그럼 비트코인 네트워크에 참여하고 있는 모든 사람에게 그 사실이 전송됩니다. 100명이 있으면 100명 모두에게 전송이 됩니다. 그러나 실제로는 100명보다 훨씬많은 엄청나게 많은 사람이 비트코인 네트워크에 참여하고 있겠죠. 

그 사람들에게 거래내역을 보내고 난 후 그 거래내역을 블록(장부)에 기록할 대표를 뽑게 됩니다. 여기서 대표가 정확한 거래내역을 적어야 겠죠. 그러니 대표를 뽑는일이 엄청나게 중요합니다. 많은 사람들 중에서 어떤 기준으로 대표를 뽑아야될지. 그리고 전세계에서 네트워크가 연결되어 있으니 동시에 대표를 뽑지 않게 하는 것등의 문제가 있습니다. 

채굴과 작업증명이란? 

이런 대표를 뽑기위한 방법으로 작업증명이 나오게 됩니다. 작업증명은 사실 아주 간단하지만 엄청난 시간과 에너지를 필요한 일입니다. 네트워크가 결정한 임의의 수가 2의 32승만큼 경우의 수를 가지고 네트워크에 참여한 사람들은 그 수 하나하나를 계산하여 네트워크에 대입해 봐야 합니다. 그러다 우연히 자신이 대입한 수가 네트워크에서 결정한 수와 맞으면 자신이 대표로 뽑힙니다.

이 수를 풀기위해서는 다른 방법없이 그냥 하나하나 다 계산해야만 풀리게끔 만들어져 있습니다. 이 계산을 푸는 난이도는 일정하게 유지가 되게 설계되어 있고 10분마다 하나의 문제가 풀리게끔 되어 있습니다. 이문제를 가장 먼저 푼 사람이 거래내역을 장부에 기록하는 권한을 가지게 됩니다. 

그럼 이사람은 열심히 문제풀고 거래내역을 장부에 적어 줬는데 얻는건 무엇일까요? 그냥 남 좋은일 시킨 것 일까요? 아니죠. 바로 이 연산내역을 해낸 대가로 비트코인 50개를 받게 됩니다. 비트코인을 전송하는 시스템을 유지하는 대가로 비트코인을 받아가는 것이죠. 비트코인을 처음 만든사람은 도대체 어디까지 미래를 내다 봤을까요? 미래에서 왔나. ㅎ ㄷ ㄷ ㄷ 

이런 비트코인 장부 거래내역을 쓰기 위한 사람이 되기 위한 수학문제를 푸는 것을 채굴, 영어로는 마이닝이라고 합니다. 마치 금광에서 금을 캐듯이 비트를 네트워크에서 캐니까요. 그런데 이런 수학문제를 풀기위해 계산기도 안되고 일반 가정용 PC로도 안됩니다. 수학문제가 어마어마하게 복잡하기 때문에 전용 프로그램으로만 풀어야 합니다. 그러니 전기세가 어머어마하게 많이 들겠죠. 그러니까 환경 문제가 생기는 것입니다. 

 

요약

자이제 엄청나게 복잡했던 내용을 요약해 봅시다. 

- 비트코인 블록체인은 비트코인을 이체하고 이체내역을 저장하는 엄청나게 많은 사용자가 함께 만드는 네트워크 시스템이다
- 이체내역을 최종적으로 기록할 기록자가 필요한데 이를 공정하게 그리고 중복되지 않게? 뽑기 위해 채굴(마이닝)을 해야한다.
- 채굴의 보상으로 비트코인을 받을 수 있다