[블록체인 만들기] 2. 블록체인 합의, Consensus

[블록체인 만들기] 1. 블록체인이란?

오늘은 작업증명에 대해 알아보려 한다. 블록체인에서 작업증명은 빼놓을 수 없는 중요한 내용이다.

앞 글의 제일 하단에 보면, 블록체인의 해킹이 왜 어려운지 합의 파트에서 설명하겠다고 작성하였고, 이 문장을 보면 블록체인에서 어떤 합의를 해야 하기 때문에 해킹이 어렵다고 으레 짐작할 수 있다.

비트코인에서 합의 알고리즘은 작업증명(Proof of Work)를 채택하고 있다. 

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합의

그렇다면 합의는 무엇일까?

합의는 간단하게, 블록체인에 등록될 어떤 거래 내역(Transactions)들에 대하여 정상적(valid)이라고 많은 사람들이 동의하는 것이다.

모두가 4994가 값이라고 알려주고 있고, 따라서 이는 유효하다.

비트코인에서는 작업증명을 통해 Nonce를 찾고, 해당 값이 Maximum Value보다 낮으면 합의하게 되고, 이 Nonce를 찾은사람에게 비트코인을 보상으로 제공한다. 이 때, 해당 Nonce와 블록 내용으로 누가 되었건 hash를 했을 때, 같은 값이 나오고 해당 난이도 시점에서 valid한 값을 찾기 때문에, 모두가 동의할 수 밖에 없는것이다.

특정 참가자들이 771을 주고있지만 이는 채택되지 않는다.

실제 합의 알고리즘은 작업증명, 지분증명, 위임지분증명, ... 등 많은 종류가 있고, 해당 내용은 나중에 중요한것만 다루도록 하겠다.

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해킹이 어려운 이유?

블록체인이 해킹이 어려운 이유는 보통 다음과 같다.

1. 이미 생성된 블록들의 내용을 변조하는 것은 불가능하다.
2. 전체 블록체인의 참여자의 50%가 해당 블록에 대해 동의해야 한다.

1번은 앞 글에서 설명한 것 처럼, N번째 블록은 해시 ID를 생성할 때, (N-1)번째 블록의 해시 ID를 사용하기 때문에, 이미 생성된 블록의 내용을 변조하는 것은 해당 M번째(변조된 N) 블록의 해시 ID가 변하게 된다. 이는 기존 (N+1)번째 해시와 (M+1)번째 해시가 달라지게 되고 결국 사슬이 끊어지는것을 의미하며, 해당 블록들은 무의미한 블록이 된다.

2번은, 기본적으로 블록체인은 Peer to Peer 네트워크로 이루어져 있다. 참여자들이 노드 정보(Block정보)를 갖고 있게 되고, 따라서 블록의 내용을 다른 참여자와 비교 하였을 때, 절반 이상 같은 내용을 가지고 있어야만 해당 노드가 유효하게 된다. 앞 1번의 이유로 인해, 이미 생성된 블록을 해킹하는건 불가능하고, 즉 새로 생성될 블록에 내가 변조 내용을 넣어야 한다. 그러나 블록체인 네트워크는 "나"만을 가리켜 블록에 대한 합의를 해달라고 요청하지 않고, 네트워크의 모든 참여자에게 합의를 요청한다. 이는 결국 해당 블록에 대한 합의는 작업증명을 기준으로 모두 같은 값을 줄 것이고, 중간에 변조내용을 심은 사람만 다른 값을 줄 것이다. 이 때 블록체인은 어떤것이 유효한지 선택하여야 하고, 결국 많은 사람들이 동의한 내용을 채택할 것이다.

이를 다시 말하면, 내가 전체 블록체인 네트워크의 51%에 대한 힘을 가지고 있어야만 블록체인에 해킹된 내용을 심을수 있다는 것과도 같다. 이제 왜 블록체인 해킹이 어려운지 이해가지 않는가?

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정리하면

블록체인 네트워크는 합의를 통해 새로운 블록을 생성하고, 해킹을 시도한다면 변조된 내용을 동의할 만큼 센 힘을 가지고 있어야 한다. 

다음 글에서는 내가 갖고있는 거래 내역이 어떻게 블록체인에서 검증되는지, 어떻게 유효성이 유지되는지 설명하는 글을 올리겠다.