블록체인은 어떻게 불변성을 달성합니까?

블록체인 불변성 이해

1. 블록체인은 암호화 해싱을 사용하여 불변성을 달성합니다. 여기서 각 블록에는 해당 데이터의 고유한 해시와 이전 블록의 해시가 포함됩니다. 이는 단일 블록을 변경하려면 모든 후속 블록을 변경해야 하는 체인과 같은 구조를 만듭니다.

2. 블록체인 네트워크의 분산 특성으로 인해 원장의 사본이 여러 노드에 분산됩니다. 변경 사항이 승인되려면 해당 노드 간의 합의를 통해 검증되어야 하므로 무단 수정이 매우 어렵습니다.

3. 거래가 확인되어 블록에 추가되면 작업 증명 또는 지분 증명과 같은 메커니즘을 통해 검증을 거칩니다. 이러한 프로세스에는 상당한 계산 노력이나 경제적 지분이 필요하므로 악의적인 행위자가 변조를 시도하는 것을 방지할 수 있습니다.

4. 해시 포인터는 블록을 안전하게 연결합니다. 누군가 이전 블록의 거래 데이터를 변경하려고 시도하면 해당 블록의 해시가 변경되어 다음 블록과의 연결이 끊어지고 네트워크에 불일치가 있음을 알립니다.

5. 분산화, 합의 알고리즘 및 암호화 보안의 결합으로 감지 없이 ​​기록된 데이터를 변경하는 것이 거의 불가능하므로 블록체인에서 거래의 영속성이 보장됩니다.

합의 메커니즘의 역할

1. 작업 증명(PoW) 및 지분 증명(PoS)과 같은 합의 메커니즘은 거래의 유효성 및 원장 상태와 관련하여 네트워크의 모든 참가자 간에 합의를 시행합니다.

2. PoW에서는 채굴자들이 복잡한 수학적 퍼즐을 풀기 위해 경쟁하며, 가장 먼저 성공한 사람만이 새 블록을 추가할 수 있습니다. 이 프로세스에는 상당한 에너지와 시간이 필요하므로 사기 행위가 경제적으로 실행 불가능합니다.

3. PoS는 보유한 토큰 수를 기준으로 검증자를 선택하고 담보로 '스테이킹'할 의향이 있습니다. 시스템을 조작하려고 시도하면 이 지분을 잃을 위험이 있으며 부정직한 행동에 대한 강력한 의욕을 잃게 됩니다.

4. DPoS(위임 지분 증명) 또는 PBFT(실용적 비잔틴 결함 허용)와 같은 기타 합의 모델도 단일 개체가 블록체인을 제어할 수 없도록 보장하여 변조에 대한 저항력을 강화합니다.

5. 이러한 프로토콜은 일부 노드가 악의적으로 행동하더라도 대다수가 무결성과 불변성을 유지하면서 올바른 블록체인 버전에 동의해야 함을 보장합니다.

보안의 암호화 기반

1. 블록체인의 각 블록에는 머클 트리 구조를 사용하여 해당 블록 내의 모든 거래를 요약하는 머클 루트가 포함되어 있습니다. 단일 트랜잭션의 모든 변경은 Merkle 루트를 변경하여 전체 블록을 무효화합니다.

2. SHA-256 및 유사한 암호화 해시 함수는 결정적이고 계산 속도가 빠르지만 실제로 되돌릴 수 없습니다. 입력이 조금만 변경되어도 완전히 다른 출력이 생성되므로 위조가 분명해집니다.

3. 공개키 암호화는 소유권과 인증을 보장합니다. 사용자는 개인 키로 거래에 서명하고 다른 사용자는 해당 공개 키를 사용하여 이를 확인함으로써 무단 지출을 방지합니다.

4. 디지털 서명은 부인 방지 기능을 제공합니다. 즉, 일단 거래가 서명되고 브로드캐스트되면 보낸 사람이 거래 시작을 부인할 수 없어 또 다른 신뢰 계층이 추가됩니다.

5. 이러한 암호화 도구는 데이터 조작에 대한 강력한 방어를 형성하여 시간이 지나도 기록이 변경되지 않고 검증 가능하도록 보장합니다.

변조로부터 네트워크 수준 보호

1. P2P 아키텍처는 중앙 장애 지점을 제거합니다. 모든 노드는 블록체인의 전체 또는 부분 복사본을 유지하여 지속적인 데이터 교차 검증을 가능하게 합니다.

2. 새 블록이 전파되면 노드는 이를 원장의 로컬 복사본에 수용하기 전에 사전 정의된 규칙에 대해 독립적으로 유효성을 검사합니다.

3. 포크는 일시적으로 발생할 수 있지만 합의 규칙에 따르면 가장 긴 유효 체인(PoW) 또는 가장 많이 지원되는 체인(PoS)이 권위 있는 버전이 되어 불일치가 자동으로 해결됩니다.

4. 한 주체가 다수의 가짜 신원을 통제하는 시빌(Sybil) 공격은 합의 메커니즘에 의해 부과된 경제적 또는 계산적 장벽에 의해 완화됩니다.

5. 분산 원장의 중복성과 자체 수정 특성으로 인해 네트워크 리소스의 엄청난 부분을 제어하지 않고는 지속적인 변조가 사실상 불가능합니다.

자주 묻는 질문

누군가가 과거 블록을 수정하려고 하면 어떻게 되나요? 사용자가 이전 블록을 변경하려고 하면 해당 블록의 해시가 변경되어 다음 블록의 참조와 불일치가 발생합니다. 이러한 불일치는 앞으로 전파되어 다시 계산되지 않는 한 모든 후속 블록이 무효화됩니다. 영향을 받은 모든 블록을 대부분의 노드에서 동시에 다시 채굴하는 데 필요한 계산 능력을 고려할 때 Bitcoin과 같은 대규모 네트워크에서는 이러한 공격이 불가능합니다.

프라이빗 블록체인에서 불변성을 보장할 수 있나요? 프라이빗 블록체인은 통제된 액세스와 더 빠른 처리를 제공하지만 신뢰할 수 있는 검증인에 의존합니다. 해싱을 통해 변조 증거를 유지하지만 불변성은 거버넌스 모델에 따라 다릅니다. 관리자는 재정의 권한을 가질 수 있으므로 절대 불변성은 퍼블릭, 무허가 체인에 비해 약합니다.

블록체인은 정말 불변인가요, 아니면 단지 변화에 대한 저항력이 높은가요? 블록체인은 절대적으로 불변하지는 않지만 기술적, 경제적 제약으로 인해 변화에 대한 저항력이 매우 높습니다. 이론적으로 51% 공격은 PoW 시스템의 기록을 다시 쓸 수 있지만 필요한 비용과 조정으로 인해 잘 확립된 네트워크에서는 비현실적입니다. 따라서 불변성은 확률적이며 더 많은 블록이 추가됨에 따라 시간이 지남에 따라 강화됩니다.

소프트 포크는 블록체인 불변성에 어떤 영향을 미치나요? 소프트 포크는 검증 기준을 강화하는 이전 버전과 호환되는 규칙 변경 사항을 도입합니다. 기존 데이터 무결성을 손상시키지 않지만 새로운 규칙에 따라 이전에 유효했던 트랜잭션을 무효화할 수 있습니다. 그러나 이전 노드는 여전히 새 블록을 허용하므로 체인은 그대로 유지되어 업데이트된 합의 매개변수 내에서 불변성을 유지합니다.