[Cryptocurrency] Technical Review (1) BTC와 아이들

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안녕하세요 블록체인 어쩌고 하는 개발자입니다. 원래는 주말마다 하나씩 쓰려고 했는데 왠지 주말에 더 바쁘거나 피곤할 것 같아 공부하기 싫은 기분인 오늘 본격적인 첫  글을 써보려 합니다.

예고했던대로 오늘은 BTC 계열의 코인들에 대해서 얘기해보려고 합니다. 사토시 나카모토에서 최근의 라이트닝 네트워크까지, 또 거기서 갈라져나온 비슷한 계열 코인들은 다 무엇인지 간단하게 훑어보도록 하겠습니다.

** 아래의 글은 제가 공부한 내용을 바탕으로 작성한 것으로, 엄밀한 기술적 사실과는 다른 부분이 있을 수 있으며, 그로 인해 발표, 논쟁, 키배 등에서 패배하는 경우에 대해 책임지지 않습니다. 어디까지나 교양으로 봐주세요.

0. 사토시 나카모토(Nakamoto Satoshi)

 비트코인에 아무 관심 없으신 분들도 한번쯤은 지나가면서 들어봤을 이름일 것 같네요. 비트코인을 처음 만들어낸 사람으로, 이 이름도 실명이 아니며, 지금까지도 이 사람의 진짜 정체는 알 수 없습니다. 한때 스스로가 사토시라고 주장하는 사람이 나타났으나, 결국 진짜가 아니라는 결론이었던 것으로 기억하네요. 홀연히 나타나 https://bitcoin.org/bitcoin.pdf 라는 페이퍼를 만들어내면서 진정한 의미의 전자화폐를 최초로 만들어냈습니다. 

1) 전자화폐, 신뢰의 문제

 사실 그 전에도 전자화폐라는 것을 만들려는 시도는 많았고, 실제로도 아톰 포인트도 전자화폐의 일종이라고 볼 수 있죠. 하지만 저런 화폐의 문제는 이 화폐의 현금가치를 인정해주는 기관을 "믿어야" 한다는 것입니다. 만일 아톰 포인트로 책을 살 수 있다고 하고,10만원어치 포인트를 구매하면 10만포인트를 더 준다고 해서 아톰 포인트를 10만원어치 샀다고 해봅시다(실제로 아톰에서 돈으로 포인트를 직접 구매할 수는 없습니다). 그런데 내일 갑자기 무브 주식회사가 폐업을 해버린다면? 아톰 포인트를 보관하고 이 포인트의 현금가치를 보장하는 유일한 기관이 사라졌으므로 요 며칠 레어때문에 덕이 사라진 것처럼 내 돈도 시공으로 사라지게 되는거죠.

2) 비잔틴 장군 문제

 그럼 여러 사람이 합의해서 이 가치를 보존하도록 하면 되지 않을까요? 아톰포인트 조합이라는걸 만들어서 조합 임원들의 협의에 의해 아톰 포인트의 가치를 정해준다고 합시다. 아톰 포인트의 가치를 지키는 것은 몇 명의 조합 임원이며, 이 임원의 과반수 이상의 동의에 의해서만 아톰 포인트의 가치를 변화시킬 수 있다고 해보죠. 어느날, 임원의 50%에게 이런 메일이 날아옵니다. "우리 내일 아톰 포인트 폐지하고 돈 들고 튀죠. 님 빼고 다 동의함. 동의 안하면 지분 안줌." 그럼 이 메일을 받은 사람은 저게 진짜 조합 임원이 보낸 메일인지 확신할 수 있을까요? 저게 진짜라면 이 사람은 제안을 받아들여야 할 것이고, 저게 해커 등 제삼자의 분탕질이라면 막아야 할 것입니다. 사실상 얼굴을 직접 보고 얘기하는게 아닌 이상 내가 대화하는 상대방이 누군인지 확신할 수 있는 방법은 없다고 볼 수 있습니다. 이게 비잔틴 장군의 문제인데요, 과연 네트워크 상에 퍼져있는 사람들 간에 "합의" 를 어떻게 도출해내야 하는가 하는 문제로, 문제 자체는 꽤 오래 된 것이고, 그간 뾰족한 해법이 없는 것으로 알려져있었습니다.

3) PoW

 비트코인 페이퍼에서 나카모토는 위의 비잔틴 장군 문제를 PoW라는 것으로 해결합니다. Proof of Work(작업증명) 이라는 것으로, 내가 이렇게까지 열심히 일했으므로 내 말은 진짜라는 뜻이라고 이해하면 좀 쉬울 것 같네요. CPU든 GPU든 ASIC든 뭐든 써서 열심히 일하면 위의 메일에 진짜 조합원의 메일이라는 도장을 찍을 권한을 준다고 해봅시다. 그리고 그 일의 양이라는 것이 상당한 비용이 들어서 장난으로 끼어들기에는 무리가 있다고 해봅시다. 내가 조합원의 50%에게 도장이 찍힌 메일을 보내기 위한 비용이 아톰 포인트를 폐지해서 얻는 이익에 근접하거나 심지어 더 크다면, 어떤 사람도 굳이 도장을 위조해 시장을 흔들려 하지 않겠죠? 고로, 이러한 시스템 하에서 도장이 찍힌 메일 50%가 같은 의견을 낸다면 이건 "진짜" 라고 봐도 무리가 없을 겁니다. 나카모토는 자신의 신뢰도를 증명하는 데 허들을 주는 방식으로 가짜를 걸러낼 수 있다는, 비잔틴 장군 문제의 실질적인 해법을 들고나와 이론적으로는 (거의) 무너지지 않는 전자화폐 체계를 만들어냈습니다. 이와 함께 "비트코인" 이라는 것을 만들어 공개하게 되죠. 여기까지가 암호화폐의 "창세기" 에 해당하는 이야기쯤 됩니다.

4) Trustless

 블록체인을 보다보면 탈중앙화(Decentralize)와 더불어 많이 보이는 단어인데, 위와 같은 합의 알고리즘을 만들어내면서 어떠한 중앙 기관을 신뢰해야 할 필요가 없어졌습니다. 구성원 전체가 합의의 주체가 되니까요. 거기에서 나온 말이 Trustless 라는 말입니다. 전 저 말을 한글로 번역할 수 없어서 그냥 저렇게 영어로 쓰는데, "신뢰가 없는" 이 아니라 "신뢰할 필요가 없는" 정도로 이해하시면 될 것 같습니다. 신뢰할 필요가 없다는 게 가장 믿음직하다는 게 되게 이상한데, "법 없이도 살 사람" 같은 느낌이라고 볼 수 있을 것 같네요. 내가 누군가를 신뢰한다는 것은 그 신뢰가 깨어질 위험이 동시에 존재한다는 것인데, 신뢰할 필요조차 없다는 것은 깨질 위험도 없다는 것이니까요.

1. BTC

이렇게 비트코인이 조용히 몇년의 시간동안 느리적느리적 채굴되기 시작합니다. 이 시절의 비트코인은 정말로 가치가 없다고 볼 수 있는 정도여서 이 시절 비트코인 커뮤니티 등에는 "나가서 피자 사오기 귀찮은데 우리집에 피자 몇판 시켜주면 10000BTC(오타 아닙니다 1만 BTC 맞습니다) 보내드림" 하는 글이 올라올 정도였습니다. 그리고 이 거래는 실제로 체결돼 블록체인에 기록돼있기도 하구요(물론 피자 말고 비트코인 부분만). 비트코인(블록체인)의 구조에 대해서는 제가 예전에 쓴 블록체인 관련 8부작을 읽어보시는 것을 권해드리며, 대략적인 특징만을 짚어보도록 하겠습니다. 비트코인 블록체인은 PoW 방식으로 블록이 생성되며, 블록의 사이즈는 최대 1MB입니다. 블록의 생성시간은 대략 10분에 한개정도로 조절됩니다. 이 속도는 내가 누군가에게 돈을 보냈는데 잘 갔나 확인하는데 10분정도 걸린다는 얘기로, 그리 빠르지 않은 것 같네요.실제로 2010년 중반을 넘어서 비트코인이라는 게 대중들에게 알려지고 인기를 끌기 시작하면서 거래가 증가해 10분에 한개의 블록을 처리하는 것으로는 거래량을 감당할 수 없게 돼버렸습니다. 1MB라는 블록 사이즈의 제한 때문에 한 블록에 담을 수 있는 거래의 갯수도 제한적이고, 10분이라는 대기시간도 만만치 않아 비트코인 진영에서는 이를 해결할 방안에 대해 논의를 하게 됩니다. 여기서부터 지저분한 비트코인 족보의 갈라짐이 시작됩니다.

2. SegWit

 위에서 말한 문제의 해결법은 뭐가 있을까요? 하나는 블록을 빨리 뽑아내는 것이고, 다른 하나는 블록 크기를 키워 한번에 처리하는 거래의 갯수를 늘리는 게 있겠네요. 블록 생성 시간을 변경하는 것은 네트워크/커뮤니티 자체에 큰 혼란을 줄 수 있는 방법이기 때문에 대세는 블록이 처리할 수 있는 거래의 양을 늘리는 쪽으로 진행됩니다. 여기서도 두 가지의 해법이 제시됐는데, 하나는 블록의 사이즈를 2MB, 4MB, 8MB 까지 늘리는 것이었고, 다른 하나는 기술적인 트릭(SegWit)을 이용해 블록에 담길 수 있는 거래의 갯수를 늘리고자 하는 것이었습니다. 

 비트코인의 블록을 들여다보면 거래들이 잔뜩 들어있습니다. 당연히 블록 1MB의 대부분은 이 거래 데이터가 차지하고 있겠죠. 그리고 이 안을 들여다보면 비트코인을 사용한 소유자의 서명과 공개키 등이 들어있는 스크립트라 불리는 부분이 있습니다. 그런데 이 내용이 실제 거래 내용보다도 월등하게 길어서(예를 들면 A는 B에게 1BTC를 준다고 달랑 몇 자 써놓고 서명란에 애국가를 4절까지 쓰는 식인거죠) 골치덩어리였습니다. 배보다 배꼽이 더 큰 이 사태를 해결하기 위한 방법으로, Segregated Witness 라는 이름을 줄인 SegWit 이라는 기술을 개발하게 되고, 이 기술의 요점은 사용자의 서명을 거래 내용에 포함시키지 말고 별도의 Extended Block 이라는 곳에 보관해서 쓰자는 것이었습니다. 말하자면 사람들의 서명을 모아놓은 사전을 옆에 놓고 서명란에 애국가를 쓰는 대신 "서명사전 16페이지" 라고만 쓰는 식으로요. 

 그러면 거래의 대부분을 차지하는 서명을 어찌됐건 제한된 1MB 안에서 제거할 수 있기 때문에 더 많은 거래를 담을 수 있고, 그러면 더 빠른 처리를 할 수 있게 되는거죠. 꽤 괜찮은 해법으로 보입니다. 그래서 BTC 진영에서는 이 방식을 채택하기로 하고, 이 방향으로 비트코인 노드(채굴자)들의 동의를 얻기 위해 일종의 투표를 합니다. 그리고 처참하게 실패합니다.

3. BCH, BTG

 이미 이 세그윗 논의가 되는 시점에도 거대한 채굴 파워를 가진 채굴 회사(...)들이 이권다툼을 하느라고 어떤 길로 가는 것이 좋겠느냐고 싸우고 있었습니다. 그런 이권다툼때문에 비트코인 블록체인 자체가 스무스하게 세그윗을 실현하지 못했어요. 상당히 좋은 해법인 세그윗인데, 여기에 반대하는 큰 세력이 있었던 거죠. 이 반대세력은 자꾸 그렇게 나오면 우리는 우리 맘대로 비트코인 네트워크를 분리시켜 나가겠다고 협박을 하다가 진짜로 비트코인 네트워크를 하드포크해서 별도의 암호화폐 네트워크를 구성하게 됩니다. 이 코인이 BCH입니다(BCC라고 하는 곳도 있는데, 원래 얘들도 BCC라고 하려다가 BCC는 또 다른 알트코인이 이미 선점하고 있어서 혼동을 피하기 위해 BCH로 이름을 정했습니다). 세그윗을 적용하는 대신 블록의 크기를 늘리는 것을 택했으며, 암호화폐 생태계의 큰형님이 갈라지는 큰 사건으로, 일각에서는 이를 기점으로 암호화폐 시장이 붕괴할 것이라는 예측도 있었습니다. 결국 탈중앙화를 말하던 비트코인마저도 소수의 이권싸움이 돼버린다는 거죠. 그래서 실제로 하드포크 직전에는 비트코인 가격이 망테크를 타고 있었습니다. 그런데 실제로 하드포크가 일어나고 뚜껑을 열고보니 이게 웬걸 BTC, BCH 모두 가격을 잘 방어했습니다. BTC를 가지고 있던 모든 사람들은 공짜로 BCH가 생겼고, 이게 가격이 생각보다 괜찮더란 말이죠. 그래서 많은 사람들이 이 하드포크로 가만히 앉아서 지갑을 불릴 수 있었습니다.

 이걸 옆에서 지켜보고 있자니, 나도 하드포크를 한번 해봐야겠다 그럼 지갑이 더 두둑해지지 않을까? 라는 생각을 하는 사람이 당연히 있겠죠? 그럴 생각으로 나온(것 같은) 게 BTG입니다. 뭐 명분은 채굴 전용 하드웨어인 ASIC에 대한 저항성을 가지는 것이라고 하지만, 사실 BCH가 갈라져 나온 지 얼마 되지 않은 시점에서(BCH는 2017년 8월, BTG는 2017년 10월 포크됩니다) 단지 저것만으로는 명분이 좀 약했던 건 사실이죠. 이번에는 시장에 충격도 별로 없었습니다. 그냥 다들 "아 또 포크하면 또 돈이 불겠군" 이라는 생각들을 했던 것 같아요. 그렇게 비트코인은 또 하나의 자식을 낳게 됩니다.

4. 라이트닝 네트워크

 그리고 얼마전 비트코인은 또 한 번의 속도 향상 프로젝트를 진행했는데, 이름하여 라이트닝 네트워크라는 것입니다. 세그윗을 해도, 블록 크기를 늘려봐도 이놈의 거래량은 도저히 소화가 안 되는거죠. 그리고 또 하나의 큰 문제로, 채굴자에게 줄 보상인 거래 수수료가 너무 크다는 문제도 있습니다. 예를 들어 스벅에 가서 오늘의 커피 숏사이즈를 사면 3300원입니다. 그런데 이걸 비트코인으로 결제하려면 거래 수수료가 5만원쯤 되는 식이에요. 그러면 대부분의 사람들은 비트코인을 경제생활에 이용할 수 없겠죠? 명색에 "코인" 인데. 이러한 소액결제(micro-payment) 문제와 너무 많은 거래를 줄이기 위한 해결책으로 제시된 것이 라이트닝 네트워크입니다. 이게 뭐냐면 블록체인에는 기록되지 않는 거래 당사자들만의 비밀 채널을 만들어 그 안에서 거래가 됐다고 치고 거래가 다 끝나면 이걸 총 정리해 한개의 거래로 만들어 블록체인에 올리는 것을 말합니다.

 다시 스타벅스 얘기로 돌아가보죠. A는 스타벅스 빠돌이라 매일 스타벅스에서 세 잔의 음료를 마시고 한 개의 빵을 사먹으며, 한달에 한두번정도는 꼭 스타벅스 굿즈를 구매합니다. 이걸 비트코인으로 한다고 치면 커피고 굿즈고 수수료가 지옥같겠죠? 그래서 A랑 스타벅스는 이렇게 합의를 합니다. "내가 비트코인 담보로 잡힐테니까 우리 둘만 합의하는 외상 장부같은걸 하나 두고, 한달에 한번씩 몰아서 비트코인으로 결제합시다. 콜?" 해서 A는 1BTC를 라이트닝 네트워크 채널에 담보로 걸고 스타벅스와의 한달짜리 거래 채널을 오픈합니다. 그 안에서 A와 스벅 간에 일어나는 거래는 당사자 둘만 확인하면 컨펌된 것으로 간주합니다. 그러면 소액결제를 하는데도 아무 무리가 없고, 자주 결제해도 상관없고, 둘만 합의하면 되니 속도도 빠르죠. 이렇게 한달의 기한이 지나고 보니 실제로 A가 쓴 돈은 0.5BTC정도 됩니다. 그럼 이걸 정리해서 A가 스벅에 0.5BTC를 준다는 거래를 하나 만들어서 블록체인에 올리는 거죠. 실제로 기록된 거래는 1개이고, 수수료도 1번만 나갔지만 A는 그 안에서 커피도 먹고 빵도 먹고 굿즈도 샀습니다. 스벅 입장에서도 담보가 있으니 떼일 염려 없고, 빨리 확인되니 나쁠 것 없었던 거래죠.

 현재 라이트닝 네트워크는 비트코인 메인넷에 적용되어 확산중에 있습니다. 이런 방식을 블록체인 밖에서 거래가 발생한다고 해 Off-Chain 방식의 거래라고 합니다.

5. 또 다른 알트코인

위에서 언급한 코인들은 전부 결국 비트코인이라는 같은 코드에서 갈라져나온 것으로, 결국 본 바탕은 같은 녀석들이라고 할 수 있습니다. 하지만 블록체인이라는 방식은 동일해도, 아예 다른 소스코드를 기반으로 작동하는 알트코인들이 있는데, 대표적으로 라이트코인(LTC)이라는 것이 있습니다. 제가 아는 바로는 라이트코인은 비트코인 소스코드를 가져와서 고쳐서 만든 것으로 알고 있는데, 기본적으로는 더 빠른 블록 생성시간과 실제로 사용 가능한 화폐로서의 지위를 얻는 것을 목적으로 하고 있다고 합니다. 위에서 말한 라이트닝 네트워크는 라이트코인에도 적용된 것으로 알고 있습니다. 라이트코인의 블록 생성 속도는 2.5분에 하나로, BTC보다 4배 빠릅니다. 이 이외에도 비트코인과 별달리 기술적으로 다르지 않은 수많은 알트코인들이 있습니다.

대충 이정도가 BTC와 아이들에 대한 얘기가 될 것 같네요. 써놓고보니 기술적인 이야기보다는 역사적인 이야기가 된 것 같은 느낌이네요. 사실 블록체인이라는 구조 자체는 제가 예전에 글을 8개나 써놔가지고...

생각보다 긴 글이 된 것 같은데, 다음 글들도 대략 이정도 길이가 되지 않을까 싶습니다. 그림도 넣고 짤도 넣고 뭣도 하고 싶은데 그러기에는 제 귀차니즘이 너무 심하네요....

그럼 다음 글로 찾아뵙겠습니다. 질문/의견은 언제나 환영합니다.