블록체인이란? ② 특성(탈 중앙성과 탈중개화, 효율성, 확장성, 보안성, 투명성)

안녕하세요 에듀몬입니다. 지난 시간에는 블록체인의 개념, 미래, 가상화폐 거래 원리 등을 알아보았는데요. 이번 시간에는 블록체인의 특성에 대해 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

1. 블록체인의 특성: 탈 중앙성

 

  블록체인의 가장 중요한 기술적 특성은 탈 중앙성입니다. 블록체인은 거래 기록이 담긴 원장을 정부나 은행과 같은 제삼자에 맡기지 않고, 참여자들이 직접 검증과 승인, 합의 등의 활동을 하며 만들고 관리합니다. 또 다른 특성은 투명성이며, 새로운 블록은 생성되는 동시에 모든 참여자에게 전송되어 공유됩니다. 따라서 블록의 거래 기록은 참여자들 누구나 볼 수 있으며, 참여자 모두가 감시자가 되는 것입니다. 다만, 참여자의 실명은 알 수 없기 때문에 익명성의 특징도 갖습니다. 세 번째 특성은 불변성으로, 블록이 순차적으로 연결되면, 일단 연결된 블록은 수정하거나 삭제하기 어렵습니다. 새로 블록을 만들 때는 바로 앞 블록의 해시가 이용되기 때문에 중간에 있는 어느 한 블록을 수정하거나 삭제하려면 모든 참여자의 컴퓨터에 있는 모든 블록 내용을 한꺼번에 바꾸어야 하기 때문입니다. 이는 해킹에 대한 부분이나 누군가가 조작을 하려면 모든 참여자의 블록을 수정해야 되기 때문에 불가능한 일이 될 것입니다.

 

 

 

 

2. 블록체인의 특성: 가용성

 

  블록체인의 또 다른 특성은 가용성입니다. 블록체인의 데이터는 모든 참여자의 노드에 분산 저장되므로, 그 중 어느 하나가 문제를 일으키더라도 전체 시스템이 유지되며 중단되지 않습니다. 한 대가 잘못된다고 해서 나머지 노드가 존재하므로 시스템은 계속 동작할 수 있는 것입니다. 블록은 일정 시간 동안의 거래내역을 확정하여 묶어 둔 블록체인의 기본단위로서 그것의 본질은 거래내역을 순차적으로 저장해 놓은 데이터베이스이며 비트코인의 블록 내부에는 비트코인에 대한 거래내역들이 차례대로 차곡차곡 저장되어 있으며 그 크기는 약 10분에 1개의 꼴로 새로운 블록이 생성되어 네트워크상으로 전파되어 갑니다. 각 블록은 매직 넘버, 블록 크기, 블록 헤더, 거래건수, 거래내역으로 구성되게 됩니다.

  블록크기는 블록 헤더, 거래건수, 거래내역들에 대한 전체 크기를 나타냅니다. 블록 헤더는 버전, 이전 블록의 해시 값, 전체 트랜잭션의 해시 값 타임스탬프, 문제 난이도, 난스(Nonce) 등의 6개 정보로 구성되어 있습니다. 블록 간의 연결 및 무결성 확보 등의 역할을 수행하는 것으로 이 블록 헤더가 블록체인의 핵심 기술이라 할 수 있습니다

 

<블록 헤드의 구성>

항목	내용
Version	현재 비트코인 프로그램의 버전
Pervious Block Hash	이전 블록을 입력 값으로 생성한 해시 값으로 블록간의 연결을 담당
Markle Root	현재 블록에 포함된 전체 거래 내역에 대한 머클트리의 최종 해시 값
Timestamp	블록의 생성시간(1970.1.1. 이후 초단위 시간)
Difficulty Target	블록을 생성하기 위하여 풀어야하는 문제의 난이도. 비트코인의 경우 약 10분에 한 개의 블록이 생성될 수 있도록 조절.
Nonce	해시캐시(Hashcash) 문제를 푸는 과정에서 찾아내는 임의의 수

 

  이 중 ‘버전(version)’은 비트코인 프로그램의 버전을 의미합니다. 참여자가 임의로 프로그램 버전을 선택할 수 있지만 지속해서 업그레이드되고 있기 때문에 호환성을 유지하려면 최신 버전의 프로그램을 사용하여야 합니다. ‘이전 블록의 해시 값’은 블록 간의 연결을 담당하며 블록체인의 무결성을 보장합니다. ‘전체 트랜잭션의 해시 값’은 블록에 포함된 전체 거래내역에서 생성되는 마지막 값(머클 루트)으로 거래내역의 무결성을 보장합니다. ‘타임 스태프’는 블록의 생성 시간을 나타냅니다. 분산 데이터베이스의 병행 수행 제어나 데드록 방지를 위해서 각 사건에 그 사건이 발생한 시간을 붙여준 것입니다. 그러므로 각 사건은 서로 다른 타임스 태프를 지녀야 하며, 또 먼저 일어난 사건은 나중에 일어난 사건보다 작은 타임 스태프를 가지게 됩니다. ‘문제 난이도’는 블록 생성을 위한 참여자의 노력을 확인하고 블록의 생성 간격을 약 10분으로 유지합니다. ‘난스(Nonce)’는 블록을 생성하기 위해서 풀어야 하는 문제의 정답으로 답을 찾기는 어렵지만, 정답 여부를 검증하는 매우 쉬운 특징이 있습니다. 생성한 블록을 수신한 참여자는 해시 값, 난이도, 난수 값을 조합하여 정당하게 노력하여 생성한 블록인지 빠르게 확인이 가능합니다.

 

 

3. 블록체인의 특성: 보안성, 투명성, 분산성, 안전성, 효율성

 

  블록체인의 보안성은 블록체인 기술은 외부 해킹으로부터 안전하여 데이터 위변조 및 부정거래를 막는 특성입니다. 이 특성은 거래 기록의 위변조를 막고 거래 장부의 일관성을 보장해주는 무결성과 발생한 거래 기록의 타당성을 검증하여 오직 유용한 데이터만 추가될 수 있도록 보장하는 검증성으로 구성되어 있습니다. 블록체인의 투명성은 블록체인 시스템에서는 모든 정보를 공유하므로, 정보를 정확히 확인할 수 있는 특성입니다. 이 특성은 거래 장부는 모든 참여자에게 공유되는 개방성과 참여자는 거래 관련 정보를 객관적으로 알 수 있는 추적성으로 구성되어 있습니다. 블록체인의 분산성은 블록체인 시스템에서는 신뢰된 제3자 없이 분산형 네트워크 환경에서 안정적으로 거래가 가능한 특성입니다. 이 특성은 일정 숫자 이상의 참여자로 블록체인 시스템이 구성되면, 단일 실패점 없이 안정적으로 기능 수행을 보장해주는 가용성과 중앙 집중형 시스템으로부터 벗어나 공인된 제삼자의 공증 없이 개인 간 거래가 가능하게 하는 탈중앙성으로 구성되어 있습니다.

  블록체인은 위변조 증거가 남는 분산 데이터 구조이고, 기술을 적용함으 로서 향상된 보안성, 향상된 투명성, 안정성, 효율성의 장점이 있습니다. 블록체인이 속도, 보안성, 투명성, 편의성과 비용 측면에서 장점이 있고, 페이먼트, 금융자산 이전, 스마트 컨트랙트, 소유권 분할 및 공증 서비스와 같은 서비스에 매우 적합합니다. 대표적인 블록체인 기술인 비트코인을 기준으로 하면 3가지 특성이 있습니다. 첫째, 화폐는 중앙기관의 관리를 받습니다. 미국 달러 뒤에는 미국 정부가 있고, 유로 뒤에는 EU가 있지만, 비트코인은 넓게 분산된 네트워크의 관리를 받는 특징이 있습니다. 둘째, 신용카드처럼 다른 종류의 디지털 화폐는 거래가 투명하지만 비트코인은 익명으로 거래가 가능합니다. 셋째, 음악파일 같은 종류의 디지털 상품은 복제와 공유가 가능하지만 비트코인의 경우는 불가능하며, 오히려 일반적인 물리적 재화에 가깝습니다. 따라서 블록체인의 특성을 신뢰성과 가용성, 투명성, 변경 불가능한 점, 취소불능, 모든 문서는 코드로 작성된 디지털이라는 점의 5가지로 요약할 수도 있으며, 수많은 참여자들이 블록체인을 공유하기 때문에 고장이 발생하면 전체 시스템의 작동이 멈춰버리는 단일 실패점 (Single Point of Failure)이 없고, 정전이나 네트워크상에 장애가 발생해도 다른 통신망들이 계속 작동하여 정보의 가용성과 신뢰성을 유지합니다. 모든 참여자들이 생성된 데이터(블록)를 확인할 수 있고 개방과 분산의 특성으로 인해 블록체인의 변경이 불가능하고 생성된 블록은 취소 할 수 없기에 데이터의 신뢰성과 정확성이 높다.

 

 

 

 

4. 블록체인의 특성: 탈중앙성, 탈중개성, 효율성, 확장성, 보안성, 투명성

 

  이와 같은 블록체인의 특성을 탈중앙성과 탈중개성, 효율성, 확장성, 보안성, 투명성이라고 5가지로 요약할 수도 있습니다. 블록체인 기술이 기존의 중앙집중형 시스템보다 효율성, 보안성, 시스템 안정성, 투명성 이 뛰어난 장점이 있지만, 우발적 거래의 취소 불가능, 과도한 자원 투입, 확장성 제약, 이견 조정 지연 등의 기술적 한계를 가지고 있습니다. 특히, 핀테크 서비스 차원에서 블록체인 기술의 효율성 및 보안성은 기존 금융 프로세스를 개선할 수 있는 잠재력이 충분히 있습니다. 블록체인은 분산되고 독립적이며 개방된 공통 장부 관리기술이며, 보안성, 투명성, 효율성, 신속성의 장점을 가지고 있습니다. 이와 같은 측면에서 블록체인 기술의 특성을 익명성, P2P, 확장성, 투명성, 보안성, 시스템 안정성으로 구분해 볼 수도 있습니다. 또 다른 측면에서 블록체인의 특성에 탈중개성, 보안성, 신속성, 확장성, 투명성을 추가할 수도 있습니다. 공인된 제삼자의 공증이 없어도 개인 간 거래가 가능하므로 불필요한 수수료 절감과 정보를 다수가 공동으로 소유하여 해킹이 불가능하므로 보안 비용의 절감 효과가 있습니다. 거래의 승인과 기록은 다수 참여자에 의해 자동으로 실행되므로 신속성이 좋고, 오픈소스 기반으로 구축비용이 절감되고, 모든 거래 기록이 공개되어 있으므로 거래의 양성화와 규제 비용의 절감 효과가 있습니다. 결과적으로 블록체인 기술의 특성에 대해 탈중개성, 효율성, 확장성, 안전성, 보안성, 투명성, 취소불능 및 불변성 7가지로 제시해 볼 수도 있으며, 탈중개성은 제3의 공인된 중개기관 없이 개인 간 거래가 가능합니다. 이러한 탈중개성은 중개기관의 제외로 거래 비용이 감소되고, 시스템 구축 및 유지 보수 비용을 절감하는 효과와 결제처리 속도를 향상합니다. 효율성은 제3의 공인된 중개기관의 설립과 운영 인력 그리고 자원 투입이 불필요하고, 시스템 오류 및 해킹 등의 사고 예방과 보안을 위한 인프라 운영비용을 절감할 수 있습니다. 블록체인 기술은 특허가 없는 오픈 소프트웨어로 사용에 따른 비용의 절감, 송금과 결재시 발생하는 중개수수료 비용의 절감, 공개 소스에 의해 구축ᆞ연결ᆞ확장이 용이하며, 공유를 통한 거래의 병렬 구조와 절차가 간소합니다.

  확장성은 쉽게 블록을 구축하고 연결할 수 있고, 새로운 아이디어에 손쉽게 수용 가능합니다. 안전성은 모든 참가자 가 동일한 정보를 분산 저장ᆞ관리하기 때문에 네트워크의 일부 장애가 생겨도 전체 블록체인에는 영향을 미치지 않습니다. 보안성은 모든 정보가 집중된 중앙 서버에 없으며, 서버를 운영하는 운영자도 없기 때문에 내 외부의 공격과 해킹에 안전하고, 위변조가 불가능합니다. 투명성은 모든 거래기록을 공개하기 때문에 거래 추적이 용이하고 규제 준수 비용도 낮습니다. 취소불능 및 불변성은 거래 내용이 담긴 블록체인을 변경하는 것이 거의 불가능하기 때문에, 정보의 신뢰성을 증가시키고, 사기의 기회를 줄이며, 기록의 정확성을 증가시킵니다.

 

  정리하면 대표적인 블록체인 기술의 일종인 비트코인의 투명성과 신뢰를 강조하면 블록체인의 특성은 탈 중앙성과 탈중개화, 효율성, 확장성, 보안성, 투명성이라고 요약 기술할 수 있으며, 제도적으로 미흡한 환경을 비롯하여 몇 가지 한계점이 제시되었습니다. 특히 블록체인의 특성에 탈중개화, 보안성, 신속성, 확장성 및 투명성이 존재하고 각 특성별로 블록체인 기술의 장점이 있습니다. 또한 공인된 제삼자의 공증이 없어도 개인 간 거래가 가능하므로 불필요한 수수료 절감과 정보를 다수가 공동으로 소유하여 해킹이 불가능하므로 보안 비용의 절감 효과가 있고, 거래의 승인과 기록은 다수의 참여자에 의해 자동적으로 실행되므로 신속성이 좋고, 오픈소스 기반으로 구축비용이 절감되는 장점뿐만 아니라 모든 거래 기록이 공개되어 있으므로 거래의 양성화와 규제비용의 절감 효과가 나타납니다.

  블록체인은 위변조 증거가 남는 분산 데이터구조이고 이러한 기술적 이점을 적용함으로서 보다 향상된 보안성, 투명성, 안정성, 효율성의 이점을 누릴 수 있습니다. 따라서 블록체인이 속도, 보안성, 투명성, 편의성과 비용 측면에서 장점이 있고, 블록체인 기술의 특성을 효율성, P2P, 보안성, 시스템 익명성, 뭇국 경성, 탈중앙성, 분산 네트워크 및 투명성으로 정의할 수 있고 각 특성에 대하여 장단점이 있습니다. 블록체인은 분산되고 독립적이며 개방된 공통 장부관리 기술이자, 보안성, 투명성, 효율성, 신속성의 장점을 가지고 있습니다. 핀테크 서비스 차원에서 블록체인 기술의 효율성 및 보안성은 기존 금융 프로세스를 개선할 수 있는 잠재력이 충분합니다. 특히, 블록체인의 보안성, 신뢰성, 가용성, 경제성, 다양성 및 성과 기대와 노력 기대를 기반으로 수용 의도가 어느 정도 영향을 미친다는 사 실이 발견되었습니다.

  위에 기술한 바와 같이 블록체인은 여러가지 특성을 가지고 있습니다. 다만 블록체인이 여러 다양한 이점이 많음에도 불구하고 기업 입장으로 이러한 전체적인 활용도를 고려할 때, 비용절감, 안정성, 거래의 투명성, 탈중심화, 스마트 계약 자동화 등이 고려되어야 할 사안이겠습니다. 보안성이란 정보를 다수가 공동으로 소유하여 해킹이 불가능하고, 신뢰성이란 전체 블록체인 시스템의 운영 규칙이 공개됨을 의미합니다. 투명하게 블록체인에 기록된 정보는 여러 노드에서 중복으로 백업되며 정보를 업데이트하려면 여러 노드가 공동으로 인증해야 하므로 노드 간 데이터 교환이 신뢰할 수 있습니다. 익명성이란 디지털 사인을 통해 개인 정보나 프라이버시를 보호하여 개인정보도 공개될 수 있고 추적될 수 있으면 파괴되거나 변조될 수 없습니다. 탈 중심화는 중심센터가 없고 네트워크의 각 노드는 동일 한 권리와 의무를 지닙니다. 데이터가 많은 노드에 백업되기 때문에 노드의 데이터가 손상되거나 이상은 전체 데이터 시스템의 작동에 영향을 미치지 않습니다. 즉, 중앙 장치가 데이터를 일방적으로 조작할 수 없기 때문에 블록체인 기반 데이터 저장은 매우 안정적입니다. 개인의 측면에서 는 블록체인 기술로 새로운 비즈니스 아이디어를 생성하거나 새로운 게임, 새로운 창의성을 창출하려는 성향이 강하여 블록체인 특성에 대한 정의가 달라질 수 있습니다. 따라서 블록체인이 초래하는 쾌락적 동기 및 인지된 가치 등이 블록체인의 또 다른 측면의 특징을 인식하도록 할 수 있습니다.

 

 

※ 참고문헌: 블록체인의 품질특성이 수용의도에 미치는 영향(김상근, 2021)