비트코인 채굴이란 암호화 코드를 생성하여 블록체인 블록의 정보를 검증하는 과정이며, 이때 블록 정보 검증에 대한 보상이 비트코인입니다. 이와 같은 블록 검증에 대한 보상과정인 비트코인 채굴은 2100만 개까지 지속될 것입니다.
비트코인, 블록체인 개념
비트코인 채굴 원리를 쉽게 알기 위해서는 블록체인의 개념과 작동 과정을 알아야 쉽게 이해할 수 있습니다.
블록체인 기술 개념
블록체인 기술은 중간 관리자의 개입없이 네트워크 유저들의 활동으로 강력한 보안을 겸비한 탈중앙화 플랫폼을 구현 할 수 있습니다. 이러한 블록체인 기술에는 크게 3가지 핵심개념이 있습니다.
공유 원장, 탈중앙화
- 원장이란, 회계나 IT분야에서 자주 쓰이는 단어로 거래내역이 기록되는 데이터 베이스입니다. 따라서 공유 원장이란 이 원장을 네트워크 전체에 공유, 분산한다는 개념입니다.
- 블록체인은 거래 순서대로 자동으로 업데이트되기 때문에 특정 거래 데이터가 손상되거나 공격받았다 하더라도 거래된 직후 이미 네트워크에 분산, 공유되었기 때문에 원장에는 영향이 없습니다.
- 따라서 블록체인에 저장된 모든 정보는 분산 네트워크에 공유되고 제어되기 때문에 중앙 관리자가 없이 위변조가 불가능한 탈중앙화 시스템이 가능합니다.
불변성, 스마트 계약
- 거래를 관리하는 계약정보들이 블록화 되어 자동으로 블록체인에 저장되고 실행됩니다. 이때 모든 네트워크에 거래정보 복사본이 뿌려지며, 분산된 거래정보는 수정이 불가능합니다.
- 정보를 수정하기 위해서는 뿌려진 복사본을 모두 수정해야 하지만 사실상 불가능하기 때문에 투명하고 확실하기 스마트 계약을 이루어 낼 수 있습니다.
합의 메커니즘
- 전체 네트워크 유저들의 거래 내역 검증이 동의가 되어야만 거래가 성립됩니다. 여러 형태의 합의 규칙이 존재하지만 일반적으로 네트워크가 시작 시 설정됩니다.
- 결론적으로, 블록체인 기술은 한쪽에서 다른 한쪽으로 자산이 이동이 되면 거래가 시작되고, 이때 합의 메커니즘에 의해서 거래 내역이 검증됩니다.
- 검증된 데이터는 블록체인에 새롭게 추가되고 원장을 모든 네트워크에 분산하여 배포하기 때문에 위변조가 불가능한 탈중앙화 기술입니다.
비트코인, 블록체인 작동 방법
비트코인과 같은 합의 메커니즘을 갖는 POW의 작업증명방식 블록체인은 아래와 같이 작동을 하게 됩니다.
1. 거래가 발생하면 거래 내역을 기록합니다.
블록체인 거래는 한쪽에서 다른 한쪽으로 자산이 이동하는 개념이며 이때 거래에 참여한 주소, 이동 자산, 시간, 거래 중 이벤트 등 모든 정보들이 원장에 기록됩니다. 다만, 그 거래내역 만으로 누군지 알 수 없습니다.
2. 합의 메커니즘을 통해 공격과 같은 접근을 보호합니다.
합의는 네트워크 유저들이 정확한 거래내역과 그렇지 않은 거래내역을 걸러내는 프로세스입니다. 수많은 유저들에게 거래내역이 분산되어 있기 때문에 단편적인 공격을 받았을 경우 합의가 성립되지 않아 무효한 정보로 취급됩니다.
3. 블록 생성(작업증명 완료, 비트코인 보상)
거래 정보가 모든 참여자들에 의해 검증되고 합의가 되면 암호화되어 원장에 기록되고 새로운 블록에 추가되면서 보상을 받을 수 있습니다.
만약 비트코인 네트워크면 이때 보상으로 비트코인을 받을 수 있습니다.
모든 거래 정보를 블록화 하여 체인처럼 연결한 기술을 블록체인으로 불리며, 그 정보는 모든 참여자들에게 공개되면서 기록, 검증되는 방식이기 때문에 중간 관리자의 영향을 받을 필요가 없습니다.
비트코인 채굴 원리 쉽게 설명
비트코인을 채굴한다는 것은 비트코인 네트워크에서 블록체인 거래내역을 기록하고 블록을 생성하는 과정을 의미합니다. 블록체인의 정보는 블록이라는 단위로 저장되고 이 블록이 생성되면 순서대로 체인처럼 연결됩니다.
- 작업증명 과정 = 채굴
- 작업증명 완료 = 비트코인 보상
- 비트코인 거래가 발생합니다.
- 비트코인을 사고 파는 거래 내역은 블록이란 단위로 그룹화됩니다.
- 새로운 연산 풀이가 10분마다 진행됨(고사양 컴퓨터면 10분 이내에도 가능)
- 채굴자끼리 논스값(Number used once, 임시값)을 찾기 위해 경쟁(채굴자들의 컴퓨터 파워가 높아야 경쟁력 있음)
- 경쟁하는 과정에서 가장 먼저 논스값(Number used once, 임시값)을 찾는 채굴자가 블록을 생성
- 블록 생성 = 작업증명 완료(비트코인 보상)
즉, 채굴(작업증명)을 완료시시켜야 보상을 받습니다.
이미 만들어진 블록체인에 신규블록을 연결시키려면 논스값을 가장 먼저 풀어서 찾아야 하며, 가장 먼저 찾는 사람이 “새로 만든 블록을 이전 블록에 연결시킬 수 있는 권한”을 갖기 때문입니다.
이전 블록과 연결시킬 수 있는 Key와 같은 존재를 빨리 찾기 위해서는 상당한 컴퓨팅 파워가 필요하며, 그 결과 빠른 작업증명=채굴(비트코인 보상)을 위해 그래픽카드(GPU)공급 부족으로 인한 그래픽 카드 가격이 폭등했던 과거가 있었습니다.
결론적으로 비트코인 채굴 의미는 거래내역을 모아 새로운 블록을 하나하나 체인을 만드는 과정입니다. 결국, 유효한 블록이 새롭게 만들면 작업증명을 완료했다는 의미이며, 이때 보상으로 신규 비트코인이 지급됩니다.
따라서 채굴자는 2번의 보상을 받으며, 검증할 때 와 블록을 등록할 때 받습니다.
- 보상 1 : 거래내역 검증 수수료
- 보상2 : 검증 후 블록 생성시 보상
비트코인 다양한 채굴 방법 구분
비트코인 채굴방법에는 클라우드 채굴, 풀 채굴, 솔로 채굴 방법이 있습니다.
1. 클라우드 채굴
- 클라우드 채굴은 대규모 채굴기업에 위탁하여 투자 지분만큼 수익금을 얻는 방식입니다.
2. 풀 채굴
- 풀채굴은 여러 대의 채굴기를 연결하여 마치 하나의 고사양 컴퓨터가 될 수 있도록 구성한 네트워크입니다. 즉, 하나의 팀처럼 풀을 만들고 그 풀에 참여하면 해시파워 비율만큼 비트코인을 얻는 방식입니다.
3. 솔로 채굴
- 고사양의 GPU, 그래픽 카드를 병렬로 이용하여 전문 채굴기를 만들어 채굴하여 비트코인을 얻는 방식입니다. 최근에는 전기료와 채굴성능이 뛰어난 ASIC 채굴기를 사용하는 방식이 늘고 있습니다.
블록체인은 거래 정보를 네트워크 유저들에 의해 검증되고 여러 컴퓨터와 시스템에 의해 분산되어 보관, 공유되는 데이터 베이스입니다.
이러한 시스템을 노드라고 부르며 모든 노드에는 블록체인 사본이 있으며, 블록체인에 거래정보가 추가되면 모든 사본은 업데이트되어 블록정보를 체인화하여 분산저장하는 원리로 정보를 보관합니다.
즉, 거래 정보를 암호화하여 블록화 하고 그 블록 정보를 이전 블록에 붙여 체인화합니다. 체인은 직렬로 연결되어 거래 정보를 보관하고 기록함과 동시에 분산 보관까지 하도록 되어 있습니다.
이러한 특징 때문에 수많은 사람들이 네트워크에 참여하더라도 기술적으로 위변조가 불가능하여 중앙 관리자가 없어도 해킹에 위험이 사실상 없습니다.