암호화폐는 블록체인 기술을 기반으로 만든 디지털화폐입니다.
블록체인 기술의 핵심은 바로 이중 지불 문제를 해결한 것인데요. 오늘은 블록체인의 핵심 기술인 이중 지불 문제 해결에 대해 알아보도록 하겠습니다.
이중 지불 문제란?
이중 지불(double spending)이란 디지털 세계에서는 어쩔 수 없는 문제라고 생각했습니다. 디지털 세계에서는 끝없이 복사가 가능하기 때문입니다. 예를 들어, A 컴퓨터에 저장되어 있는 음악 파일을 B에게 보냈다고 해도 A 컴퓨터에는 여전히 그 음악 파일이 남아 있고, 다른 C에게도 동일한 음악 파일을 보낼 수 있습니다.
화폐로 예를 들자면, 전통적인 금융 시스템에서는 누군가에게 돈을 보내면 그 금액이 내 계좌에서는 없어집니다. 하지만 디지털 화폐에서는 무한 복제가 가능하기 때문에 음악 파일을 여러 명에게 보낼 수 있는 것처럼 돈도 여러 번 사용할 위험이 있습니다. 이를 이중 지불 문제라고 합니다.
따라서 기존의 인터넷 시스템에서는 이중 지불 문제를 피하기 위해 신뢰할 수 있는 중개 기관을 두고, 중개 기관에 보관하고 있는 기존 데이터에서 가치를 전달하는 방식을 취했습니다. 결국 기존 인터넷 시스템에서 화폐를 전송하려면 반드시 은행이라는 중개 기관이 필요했습니다.
이중 지불 문제를 해결한 블록체인 기술
블록체인 기술은 바로 디지털 세계의 이중 지불 문제를 해결한 기술입니다. 인터넷에서 A가 B에게 어떤 가치(화폐, 파일 등)를 보냈다고 하면 A에게는 없어지고 B에게만 있게 되는 것입니다.
블록체인 기술을 활용하면 은행이라는 중개 기관이 없어도 이중 지불 문제없이 돈을 전송할 수 있습니다.
블록체인에서 모든 거래내역은 해시값으로 변환되어 저장되는데, 하나의 블록에는 과거의 모든 거래내역이 담긴 이전 해시값을 포함하고 있기 때문에 이중지불이 불가능하게 됩니다.
예를 들어, A가 B에게 10,000원을 전송하면 해당 거래내역이 블록체인에 기록되고, 블록체인 네트워크에 참여한 다른 노드들의 승인을 얻게 됩니다. 그런데 A가 B에게 보냈던 10,000원을 다시 C에게 전송하려고 할 경우 해당 거래는 네트워크에 참여한 다수로부터 승인을 얻지 못하기 때문에 실패하게 됩니다.
블록체인은 과거의 모든 거래 내역이 담긴 장부를 해시함수로 변환하여 하나의 파일로 만들어 전송하고, 그 결과를 블록체인 네트워크에 참여한 다른 노드들이 검증하게 함으로써 이중지불 문제를 해결할 수 있게 되었습니다.
블록체인 기술을 활용한 최초의 암호화폐 비트코인
비트코인은 블록체인 기술을 활용해 만든 최초의 암호화폐입니다.
2008년 10월 사토시 나카모토라는 가명의 인물이 A4 용지 9장 분량의 논문인 비트코인 백서를 작성하여 인터넷에 공개했습니다.
이 논문에서 사토시 나카모토는 중앙 기관(은행) 없이도 거래가 가능한 분산된 금융 시스템을 제시했습니다. 이 시스템의 핵심은 이중 지불 문제를 해결하는 것이었으며, 비트코인 네트워크와 블록체인 기술이 그 해답으로 제시되었습니다.
이후 2009년 1월 세계 최초의 블록체인 기반 암호화폐인 비트코인이 개발되었습니다.
이중 지불 공격: 51% 공격
대표적인 이중 지불 공격인 51% 공격이란 비트코인과 같은 작업증명 시스템에서 단일 채굴자가 지나치게 높은 해시 파워를 가진 경우 네트워크에 가할 수 있는 공격을 의미합니다.
단일 채굴자가 해시래이트 대부분을 점유하게 되면, 이들이 대부분의 블록을 발견하게 되므로 거래 내역 변경이나 이중 지불 등의 공격을 할 수 있습니다.
예를 들어, 악의적 공격자가 전체 네트워크의 50%를 초과하는 막강한 해시 연산 능력을 보유하고, 다른 정직한 노드(채굴자)들보다 더 빠른 속도로 신규 블록을 생성하여 네트워크에 전파합니다. 그리고 다른 노드들이 정상적인 데이터가 아닌 위변조된 데이터가 포함된 블록체인을 채택하도록 만드는 해킹 공격입니다.
블록체인 네트워크에 참여자 수가 많으면 50% 이상 해시 파워 확보가 어려워, 51% 공격이 불가능합니다. 하지만 참여자가 적은 경우에는 51% 공격이 가능해질 수 있습니다.
이중 지불 공격보다는 높은 수익성 선호
네트워크의 방대한 해시 파워로 인해 현재까지 비트코인에서 51% 공격이 발생한 적은 한 번도 없습니다.
비트코인은 엄청난 양의 해시 파워로 인해 탈중앙화된 암호화폐 중 가장 안전한 암호화폐로 인식되고 있습니다.
51%의 공격을 하기 위해서는 엄청난 양의 비용이 필요하기 때문에 결과적으로 그렇게 행동할 경제적 유인이 사라지게 되는 것입니다. 오히려 51% 공격을 시도하기보다는 채굴을 하는 것이 더 수익성이 높을 것으로 판단되기 때문입니다.
아무리 악의적으로 행동하는 공격자라도 비트코인을 파괴하려면 네트워크 점유율의 과반수를 확보해야 하므로 상당한 규모의 자원이 필요하기 때문에 51%의 공격은 일어날 확률이 거의 없습니다.
51%의 공격을 받은 사례들
현재까지 비트코인과 이더리움은 51% 공격을 당한 적은 없습니다. 하지만 다른 암호화폐들은 여러 차례 공격을 받은 적이 있습니다.
비트코인 골드는 2018년, 2020년에 51% 공격을 받았고, 이더리움 클래식은 2019년, 2020년에 51% 공격을 받았습니다.
이중 지불 공격이 가능했던 이유는 네트워크 전반적으로 해싱 파워가 훨씬 적기 때문입니다.
이러한 51% 공격을 방지하기 위해 몇몇 플랫폼은 거래 및 거래 시 필요한 승인 횟수를 늘리고 있습니다. 따라서 51% 공격을 진행하기가 더 어렵게 되고 있습니다.
디지털의 이중 지불 문제를 해결한 블록체인 기술은 인류의 문명과 패러다임을 바꿀 수 있는 혁신적인 기술입니다. 암호화폐는 새로운 형태의 화폐이며, 향후 점점 더 중요해질 화폐입니다. 따라서 암호화폐에 대한 지식은 꼭 필요합니다.