블록체인 기술이란?
블록체인은 분산되어 있으며(즉, 단일 리포지토리 없이) 변조 방지 및 저항력이 있는 분산형 디지털 원장입니다. 가장 기본적인 수준에서 사용자는 해당 그룹 내의 공유 원장에 트랜잭션을 기록할 수 있습니다. 그 결과 표준 블록체인 네트워크 기능 하에 게시된 트랜잭션은 수정할 수 없습니다.
블록체인 개념은 2008년에 수많은 다른 기술 및 컴퓨터 개념과 통합되어 현대적인 암호 화폐를 생성했습니다. 전자 현금은 중앙 저장소나 권한이 아닌 암호화 프로세스로 보호됩니다.
블록체인 구현은 특정 목표나 기능을 염두에 두고 자주 생성됩니다. 비즈니스를 위한 암호화폐, 스마트 계약 및 분산 원장 시스템은 모두 기능의 예입니다.
비트코인은 최초의 블록체인 기반 암호화폐로 사용자가 데이터를 공개적으로 공유할 수 있도록 하여 참여자가 거래의 유효성을 독립적으로 확인할 수 있도록 합니다. 암호화폐는 암호화 기능을 집중적으로 사용한 블록체인 기술을 기반으로 합니다.
시스템 내에서 디지털 서명하고 안전하게 거래하기 위해 사용자는 공개 및 개인 키를 사용합니다. 사용자는 채굴과 관련된 암호화폐 기반 블록체인 네트워크에서 고정된 금액으로 지불받기를 희망하며 암호화 해시 기능을 사용하여 퍼즐을 풀 수 있습니다.
블록체인 기술 분야는 새로운 플랫폼이 정기적으로 도입되면서 꾸준한 발전의 흐름을 보여왔습니다. 환경은 끊임없이 변화하고 있습니다. 암호화폐 외에도 블록체인 기술을 사용하여 판매 데이터 수집, 디지털 사용 추적, 음악가와 같은 콘텐츠 제작자에게 지불하기 위한 영구적이고 공개적이며 투명한 원장 시스템을 구축할 수 있습니다.
이 기사는 블록체인 기술을 설명하고 작동 방식에 대한 개요를 제공합니다.
블록체인 작동
블록체인의 기본 목표는 사람들, 특히 서로를 신뢰하지 않는 사람들이 중요한 데이터를 안전하고 변조 방지 방식으로 통신할 수 있도록 하는 것입니다.
해시 기능, 블록, 노드, 광부, 지갑, 디지털 서명 및 프로토콜은 블록체인의 다양한 주요 개념입니다.
해시 함수
한 방에 10명의 사람들이 새로운 통화를 만들기로 결정했다고 상상해 봅시다. 그들은 새로운 통화 생태계에서 코인의 유효성을 보장하기 위해 자금의 흐름을 따라야 합니다. 한 사람(그를 Bob이라고 부르자)은 모든 행동 목록을 일기에 기록하기로 결정했습니다. 그러나 다른 사람(그를 잭이라고 부르자)이 돈을 훔치기로 결정했습니다. 이를 숨기기 위해 그는 일기의 항목을 변경했습니다.
그러던 어느 날 Bob은 누군가가 자신의 일기를 방해했다는 것을 알아차렸습니다. 그는 향후 조작을 방지하기 위해 일기 형식을 변경하기로 결정했습니다. 그는 아래 표와 같이 텍스트를 일련의 숫자와 문자로 변환하는 해시 함수라는 프로그램을 사용했습니다.
이 프로세스는 문자를 문자열로 변환하는 보안 해시 알고리즘(SHA)을 이용합니다. Bob은 각각 복잡성이 다르고 다양한 요구 사항을 충족하는 다양한 유형의 SHA를 선택할 수 있습니다.
해시는 해시 함수에 의해 생성되는 일련의 숫자와 문자입니다. 해시 함수는 가변적인 문자 수를 고정된 문자 수의 문자열로 변환하는 수학 함수입니다.
문자열을 조금만 변경해도 완전히 새로운 해시가 생성됩니다. 각 일기를 입력한 후 Bob은 해시를 삽입했습니다. 그러나 Jack은 항목을 다시 변경하기로 결정했습니다. 그는 일기에 가서 기록을 바꾸고 새로운 해시를 생성했습니다.
Bob은 누군가가 일기를 다시 훑어본 것을 알아차렸습니다. 그는 각 거래의 기록을 복잡하게 만들기로 결정했습니다. 각 기록 후에 그는 기록된 마지막 해시에서 생성된 새 해시를 삽입했습니다. 따라서 각 항목은 이전 항목에 따라 다릅니다.
Jack이 레코드를 변경하려고 하면 이전 항목의 해시를 모두 변경해야 합니다. 그러나 Jack은 단호한 도둑이어서 모든 해시를 세면서 밤새도록 보냈습니다.
Bob은 포기하고 싶지 않았기 때문에 각 레코드 뒤에 다른 임의의 숫자를 추가했습니다. 이 숫자를 "nonce"라고 합니다. Nonce는 생성된 해시가 2개의 0으로 끝나는 방식으로 선택되어야 합니다.
Bob의 업데이트된 항목 시스템으로 레코드를 위조하려면 이제 Jack은 각 라인의 임시 값을 결정하는 데 많은 시간을 소비해야 합니다.
nonce는 컴퓨터도 파악하기 어렵지만 채굴자들이 블록체인 채굴 프로세스의 일부로 nonce를 발견하기 위해 경쟁하기 때문에 작업은 가능합니다.
블록
5,000건의 트랜잭션이 포함된 Bob의 초기 스프레드시트는 이 블록체인의 시작점인 제네시스 블록이라고 합니다. 이 통화의 채택이 확산되어 거래가 빠르고 자주 발생합니다. 최대 5,000개의 트랜잭션을 보유할 수 있고 이전 블록과 상관관계가 있는 코드를 포함할 수 있는 새 블록이 생성되어 위조할 수 없습니다.
이 블록체인이 10분마다 새 블록으로 업데이트된다고 가정해 보겠습니다. 자동으로 수행됩니다. 어떤 마스터 또는 중앙 컴퓨터도 컴퓨터에 이 작업을 지시하지 않습니다.
스프레드시트, 원장 또는 레지스트리가 업데이트되는 즉시 더 이상 변경할 수 없습니다. 따라서 위조가 불가능합니다. 새 항목만 추가할 수 있습니다. 레지스트리는 네트워크의 모든 컴퓨터에서 동시에 업데이트됩니다. 블록체인을 변경하려면 네트워크 참여자 대다수의 합의가 필요합니다.
블록체인에 대한 한 가지 잠재적인 위험은 "51% 공격"입니다. 이 공격 동안 당사자는 블록체인 해시 비율의 대부분을 추월하여 네트워크를 지시할 수 있습니다.
일반적으로 블록에는 타임스탬프, 이전 블록에 대한 참조, 블록이 블록체인으로 이동하기 전에 해결해야 하는 트랜잭션 및 계산 문제가 포함됩니다. 합의에 도달해야 하는 노드의 분산 네트워크는 블록체인 내에서 사기를 거의 불가능하게 만듭니다.
노드
Bob은 짧은 시간 동안 이런 식으로 일기를 작성했습니다. 그러나 새로운 거래가 계속 발생하면서 그는 곧 레코드 수에 부담을 느끼게 되었고 현재 시스템을 지속할 수 없다고 생각했습니다. 그래서 그의 일기가 5,000건의 거래에 도달하자마자 그는 그것을 한 페이지짜리 스프레드시트로 변환했습니다. Mary는 모든 거래의 정확성을 확인했습니다.
그런 다음 Bob은 자신의 스프레드시트 일기를 전 세계적으로 서로 다른 지역에 있는 3,000대의 서로 다른 컴퓨터에 제공했습니다. 이러한 컴퓨터를 노드라고 합니다. 트랜잭션이 발생할 때마다 트랜잭션의 유효성을 확인하는 각 노드의 승인을 받아야 합니다. 모든 노드가 트랜잭션을 확인하면 본질적으로 일종의 전자 투표가 발생합니다. 일부 노드는 트랜잭션이 유효하다고 생각할 수 있지만 다른 노드는 사기로 볼 수 있습니다.
각 노드에는 스프레드시트 일기의 사본이 있습니다. 각 노드는 각 트랜잭션의 유효성을 확인합니다. 대다수의 노드가 트랜잭션이 유효하다고 말하면 블록에 기록됩니다.
이제 Jack이 스프레드시트 일기의 한 항목을 변경하려는 경우 다른 모든 컴퓨터는 원래 해시를 갖게 됩니다. 그들은 변화가 일어나도록 허용하지 않을 것입니다.
광부
채굴은 채굴자가 체인에 새로운 블록을 추가하는 과정입니다. 블록체인의 모든 블록에는 고유한 nonce와 해시가 있지만 체인의 이전 블록 해시를 참조하기 때문에 특히 큰 체인에서 블록 채굴이 어렵습니다.
광부들은 nonce를 사용하여 허용 가능한 해시를 생성하는 매우 어려운 수학 문제를 해결하기 위해 특수 소프트웨어를 사용합니다. 논스의 길이는 32비트에 불과하고 해시의 길이는 256비트이기 때문에 적절한 조합을 찾기 전에 약 40억 개의 논스-해시 조합을 채굴해야 합니다.
광부들은 이런 일이 발생하면 "골든 논스"를 발견한 것으로 간주되며 그들의 블록이 체인에 추가됩니다. 체인의 초기 블록을 변경하려면 영향을 받는 블록뿐만 아니라 모든 후속 블록도 다시 채굴해야 합니다.
이것이 블록체인 기술을 조작하는 것이 어려운 이유입니다. 황금 논스를 식별하는 데 오랜 시간과 많은 계산 리소스가 필요하므로 "수학의 안전"이라고 생각하십시오. 블록이 성공적으로 채굴되면 네트워크의 모든 노드가 변경 사항을 확인하고 채굴자는 재정적으로 보상을 받습니다.
지갑, 디지털 서명 및 프로토콜
계속해서 같은 예에서 Bob은 10명을 모았습니다(처음에 모인 10명은 새 통화의 일부임). 그는 그들에게 새로운 디지털 코인과 원장 시스템을 설명해야 했습니다.
Jack은 그룹에 자신의 죄를 고백하고 사과했습니다. 그의 진심을 증명하기 위해 그는 Ann과 Mary에게 동전을 돌려주었습니다.
모든 것을 정리한 후 Bob은 왜 이것이 다시는 일어날 수 없는지 설명했습니다. 그는 모든 거래를 확인하기 위해 디지털 서명이라는 것을 구현하기로 결정했습니다. 하지만 먼저 그는 모두에게 지갑을 주었습니다.
지갑이란 ?
디지털 화폐를 소유하고 있다면 디지털 지갑이나 온라인 플랫폼 또는 스토리지 교환이 필요합니다.
지갑은 18c177926650e5550973303c300e136f22673b74와 같은 일련의 숫자와 문자입니다. 트랜잭션이 발생할 때 블록체인 내의 다양한 블록에 나타나는 주소입니다. 이름이나 개인 식별 정보는 포함되지 않으며 지갑 번호만 포함됩니다.
공용 지갑 주소는 특정 자산을 보낼 수 있는 문자열입니다. 각 특정 지갑의 주소는 공개 키에서 생성됩니다.
전자 서명
트랜잭션을 수행하려면 주소인 지갑과 개인 키의 두 가지가 필요합니다. 개인 키는 일련의 난수입니다. 그러나 주소와 달리 개인 키는 비밀로 유지되어야 합니다. 개인 키는 관련 지갑에 보관된 자금을 제어합니다.
누군가 다른 사람에게 코인을 보내기로 결정하면 개인 키를 사용하여 트랜잭션이 포함된 메시지에 서명해야 합니다. 개인 키와 공개 키의 두 가지 키 시스템은 암호화 및 암호화의 핵심이며 그 사용은 블록체인의 존재보다 오래전부터 사용되었습니다. 1970년대에 처음 제안되었다.
메시지가 전송되면 블록체인 네트워크에 브로드캐스팅됩니다. 그런 다음 노드 네트워크는 메시지에 대해 작업하여 포함된 트랜잭션이 유효한지 확인합니다. 유효성이 확인되면 트랜잭션이 블록에 배치됩니다. 그 후에는 정보를 변경할 수 없습니다.
암호화 키란?
암호화 키는 일련의 숫자와 문자입니다. 암호화 키는 키 생성기 또는 키젠에 의해 만들어집니다. 이러한 keygen은 소수를 포함하는 매우 고급 수학을 사용하여 키를 생성합니다. 이러한 키는 정보를 암호화하거나 해독하는 데 사용할 수 있습니다.
프로토콜
블록체인 기술은 개별 행동 사양, 프로그래밍된 대규모 규칙 집합으로 구성됩니다. 이러한 사양을 프로토콜이라고 합니다. 특정 프로토콜의 구현은 본질적으로 블록체인을 분산된 P2P 보안 정보 데이터베이스로 만듭니다.
블록체인 프로토콜은 네트워크가 완전히 자율적이며 누구도 통제하지 않더라도 제작자가 의도한 대로 네트워크가 실행되도록 합니다.
다음은 블록체인에서 구현된 프로토콜의 몇 가지 예입니다.
- 모든 해시 번호에 대한 입력 정보에는 이전 블록의 해시 번호가 포함되어야 합니다.
- 블록 채굴 성공에 대한 보상은 210,000개의 블록이 채굴된 후 절반으로 줄어듭니다. 비트코인( BTC)의 경우 이를 반감기라고 합니다. 블록당 10분이면 210,000개의 블록을 채굴하는 데 약 4년이 걸립니다. 따라서 4년마다 비트코인의 반감기 이벤트가 있습니다.
- 한 블록을 채굴하는 데 필요한 시간을 약 10분으로 유지하기 위해 채굴 난이도는 2,016 블록마다 다시 계산됩니다. 채굴 난이도는 본질적으로 채굴자 수를 설명하기 위해 네트워크의 균형을 맞춥니다. 더 많은 채굴자는 더 경쟁적인 분위기를 의미하며 블록을 채굴하기 더 어렵게 만듭니다. 채굴자가 적다는 것은 블록을 채굴하기가 비교적 쉽다는 것을 의미하므로 채굴자가 참여하도록 유도합니다.
