암호화폐(Cryptocurrency)의 기술 구조- 블록체인(Blockchain)

▤ 블록체인의 개념

블록체인(Blockchain)은 데이터를 '블록'이라는 단위로 묶고, 각 블록을 이전 블록의 해시 값과 연결하여 '체인'처럼 이어가는 구조의 분산 원장 기술입니다.

• 암호화폐의 거래 내역을 저장하는 분산형 장부
• 모든 거래는 '블록'이라는 단위로 기록되고, 그 블록들이 '체인' 형태로 연결됨

용어	설명
블록(Block)	거래 데이터를 묶은 하나의 단위
체인(Chain)	이전 블록의 해시를 포함하여 서로 연결된 구조
분산 원장 시스템 (DLT)	중앙 서버 없이, 네트워크 참여자 모두가 동일한 장부를 공유하고 검증하는 방식

 

주요 특징은 다음과 같습니다:

• 탈중앙성: 중앙 관리자 없이 네트워크 참여자들이 공동으로 데이터 검증 및 저장
• 불변성: 한 번 기록된 블록은 변경이 사실상 불가능
• 투명성: 모든 거래 내역은 전체 네트워크에 공유되어 누구나 열람 가능

그림 1. 블록체인 관련 이미지

 

▤ 블록체인에서 A가 B에게 코인을 보낼 수 있는 전체 흐름

▷ 기술 흐름 개요 

[1] 트랜잭션 생성 → [2] 서명 및 전파 → [3] 검증 → [4] 블록 구성 → [5] 블록 생성 → [6] 블록 전파 → [7] B의 지갑 반영 및 확정

1. 트랜잭션 생성

• A는 자신의 지갑을 통해 B의 지갑 주소로 송금할 트랜잭션을 생성합니다.
• 입력 정보: B의 공개키 기반 주소, 전송 금액, 수수료 등

• 스마트 계약이 없는 경우: 단순 송금 트랜잭션이 생성됩니다.
• 스마트 계약이 있는 경우: 트랜잭션에 스마트 계약의 주소, 실행할 함수 및 입력값 등이 포함됩니다.

2. 전자서명 (Digital Signature)

• A는 자신의 개인키로 해당 트랜잭션에 서명함으로써, 본인의 소유권을 증명합니다.
• 거래를 검증하는 노드들은 A의 공개키를 이용해 서명의 유효성을 검증합니다.

3. 트랜잭션 브로드캐스트

• 트랜잭션은 P2P 네트워크를 통해 여러 노드에게 전파됩니다.
• 노드들은 이를 mempool에 저장하고 검증 대기 상태로 유지합니다.

4. 거래 검증 및 블록 후보 생성

• 검증 절차: A의 잔액, 거래 구조, 서명 유효성 등
• 유효한 거래들을 모아 새로운 블록 후보를 구성합니다.

5. 블록 생성 (합의 알고리즘 적용)

• PoW(작업증명): 연산 퍼즐을 가장 먼저 푼 노드가 블록 생성
• PoS(지분증명): 코인 보유량 및 시간에 따라 블록 생성자 결정
• 생성된 블록에는 거래 목록, 이전 블록 해시, 머클 루트, nonce 등이 포함됩니다.

6. 블록 전파 및 체인 연결

• 블록은 전체 네트워크에 전파되며, 노드들은 유효성 검증 후 블록체인에 연결합니다.
• 이전 블록 해시 값과의 연결, 거래 무결성 검토가 수행됩니다.

7. B의 지갑 반영 및 확정

• B의 지갑은 블록체인을 스캔하여 자신의 주소로 들어온 코인을 확인하고 잔액에 반영합니다.
• 확정(confirmations): 이후 몇 개의 블록이 더 생성되며 안정성을 확보함. (예: 비트코인은 6개 블록 필요)

▤ 블록 구성 요소

요소	설명
거래 목록	포함된 모든 트랜잭션 정보
이전 블록 해시	체인 연결을 위한 이전 블록의 해시 값
머클 루트	거래 목록을 요약한 해시값
Nonce	PoW 퍼즐 해결을 위한 값
타임스탬프	블록 생성 시간

▤ 주요 기술 용어 정리

용어	설명
트랜잭션(Transaction)	자산 이동을 지시하는 명령
전자서명(Digital Signature)	거래의 진위 및 소유자 증명을 위한 암호화 기법
공개키/개인키	지갑 주소를 만들고 거래를 서명하는 키 쌍
머클 트리	다수의 거래를 하나의 루트 해시로 요약한 구조
합의 알고리즘	분산 네트워크가 블록의 유효성을 결정하는 방식
지갑(Wallet)	개인키 관리, 거래 생성 및 잔액 확인 도구
확정(confirmations)	거래가 블록체인에 반영되고 블록이 몇 개 더 붙었는지 지표

 

그 외 추가 설명 

1. 스마트 계약(Smart Contract): 일정 조건이 충족되었을 때 자동으로 실행되는 코드. 송금 외에도 예치, 대출, 투표 등 복잡한 논리를 포함할 수 있으며, 블록체인 위에서 자동 검증되고 실행됩니다. 이더리움 등 스마트 계약을 지원하는 플랫폼에서 활용됩니다.
2. 암호화 기법: SHA-256(해시), ECDSA(전자서명), Zero-Knowledge Proof(선택적으로 사용)
3. 트랜잭션 수수료와 채굴자 인센티브: 수수료는 거래 우선순위 결정, 채굴자는 블록 보상 + 수수료 수익 확보
4. 포크(Fork): 여러 노드가 동시에 블록 생성 시 체인이 분기될 수 있음. 소프트포크(호환), 하드포크(비호환)
5. TPS(Transaction per Second): 초당 거래 수. 비트코인(약 7), 이더리움(약 15~30). 확장성 문제 해결을 위한 레이어 2 기술 존재
6. 블록 크기 제한과 확장성: 블록에 포함될 수 있는 최대 용량은 제한되어 있으며, 이를 해결하기 위한 샤딩, 롤업, 사이드체인 기술도 연구 중
7. 트랜잭션 예시: 실제 거래에는 송신자/수신자 주소, 입력/출력, 수수료, 서명 정보 등이 포함됨

▤ 결론

A가 B에게 암호화폐를 보낼 수 있는 구조는 단순한 송금이 아니라, 다양한 블록체인 기술 요소들이 유기적으로 작동한 결과입니다. 이러한 기술적 기반 위에서 블록체인은 탈중앙성, 무결성, 투명성을 제공하며, 암호화폐의 핵심적인 운용 구조로 작동합니다.

 

 

By.JunEZ