블록체인이란 무엇이며 데이터 불변성을 어떻게 보장합니까?

블록체인 기술 이해

1. 블록체인은 등록된 거래를 소급하여 변경할 수 없는 방식으로 여러 컴퓨터에 걸쳐 거래를 기록하는 분산형 디지털 원장입니다. 이 기술은 Bitcoin 및 이더리움을 포함한 대부분의 암호화폐의 백본을 형성합니다. 체인의 각 블록에는 거래 목록이 포함되어 있으며, 완료되면 선형, 시간순으로 체인에 추가됩니다.

2. 블록체인의 구조는 암호화 해싱에 의존합니다. 모든 블록에는 이전 블록의 해시를 포함하여 블록의 내용을 기반으로 생성된 고유한 해시가 포함되어 있습니다. 이는 블록 사이에 보안 링크를 생성하여 감지 없이 ​​체인의 일부를 수정하는 것을 극도로 어렵게 만듭니다.

3. 네트워크 내의 노드는 블록체인의 사본을 유지하고 작업 증명(PoW) 또는 지분 증명(PoS)과 같은 합의 메커니즘을 통해 새 블록의 유효성을 검사합니다. 이러한 프로토콜은 거래의 유효성에 대한 참가자 간의 합의를 보장하고 사기 행위를 방지합니다.

4. 단일 개체가 전체 블록체인을 제어하지 않기 때문에 시스템은 검열 및 중앙 실패 지점에 저항합니다. 이러한 분산 특성은 서로를 직접 모르거나 신뢰하지 않는 사용자 간의 투명성과 신뢰를 향상시킵니다.

5. 블록체인의 데이터 불변성은 암호화 해싱, 분산화 및 합의 규칙의 조합에서 비롯되므로 대부분의 네트워크를 제어하지 않고는 무단 변경이 사실상 불가능합니다.

암호화 해싱이 데이터를 보호하는 방법

1. 각 블록은 암호화 해시 함수(일반적으로 Bitcoin의 SHA-256)를 사용하여 가변 입력 데이터에서 고정 크기 출력을 생성합니다. 입력 내용이 조금만 변경되어도 완전히 다른 해시가 생성되는데, 이를 눈사태 효과라고 합니다.

2. 새로운 블록이 생성되면 이전 블록의 해시가 포함되어 체인을 형성합니다. 누군가 과거 거래를 변경하려고 시도하면 해당 블록의 해시가 변경되어 모든 후속 블록이 무효화됩니다.

3. 블록을 성공적으로 변조하려면 공격자는 뒤따르는 모든 블록에 대한 해시를 다시 계산해야 하며, 이는 특히 대규모로 확립된 블록체인에서 엄청난 계산 능력을 필요로 합니다.

4. 이 체인 메커니즘은 일단 데이터가 블록에 기록되고 네트워크에 의해 확인되면 이를 변경하는 것이 계산적으로 금지되고 정직한 노드가 쉽게 감지할 수 있도록 보장합니다.

5. 또한 공개 키 암호화를 사용하여 거래에 서명함으로써 암호화폐 지갑의 정당한 소유자만이 전송을 승인할 수 있도록 보장하여 보안과 무결성을 더욱 강화합니다.

합의 메커니즘의 역할

1. 합의 메커니즘은 분산 네트워크가 블록체인 상태에 동의할 수 있도록 하는 프로토콜입니다. 작업 증명(Proof of Work)에서는 채굴자들이 복잡한 수학적 퍼즐을 풀기 위해 경쟁하며, 이를 가장 먼저 해결한 사람이 새 블록을 추가하고 보상을 받습니다.

2. 지분 증명(Proof of Stake)은 보유한 코인 수를 기준으로 검증자를 선택하고 담보로 '스테이킹'할 의향이 있습니다. 이는 PoW에 비해 에너지 소비를 줄이면서도 악의적인 행위자에 대한 보안을 유지합니다.

3. 이러한 메커니즘은 공격자가 블록체인을 조작하는 것을 경제적으로 불가능하게 만듭니다. 예를 들어, 한 기업이 채굴력의 대부분을 제어할 수 있는 51% 공격을 실행하려면 막대한 재정적 투자가 필요하고 수익은 거의 없습니다.

4. 거래가 하나의 블록에 포함되고 그 위에 여러 개의 추가 블록이 구축되면 거래를 되돌릴 확률이 급격히 감소합니다. 이 개념을 확인이라고 합니다. 더 많은 확인은 거래 영속성에 대한 더 높은 신뢰를 의미합니다.

5. 합의 규칙은 변경 사항을 수용하기 전에 압도적인 합의를 요구함으로써 불변성을 강화하고 기록 데이터를 제자리에 효과적으로 고정합니다.

자주 묻는 질문

두 개의 블록이 동시에 채굴되면 어떻게 되나요? 두 명의 채굴자가 동시에 유효한 블록을 생성하는 경우 네트워크는 일시적으로 두 개의 체인으로 분할됩니다. 채굴자는 먼저 받은 버전을 기반으로 계속해서 구축합니다. 결국 작업이 더 많이 축적된(길거나 무거운) 체인이 우선권을 갖게 되고 다른 지점은 버려집니다. 폐기된 블록의 트랜잭션이 확인되지 않은 경우 풀로 반환됩니다.

블록체인에서 데이터가 제거될 수 있나요? 아니요. 데이터가 검증되고 블록에 삽입되면 블록체인에서 데이터를 제거할 수 없습니다. 불변성의 설계 원칙은 삭제를 방지합니다. 데이터를 삭제하려고 시도하면 암호화 링크가 끊어지고 네트워크에서 거부됩니다.

프라이빗 블록체인도 불변인가요? 프라이빗 블록체인은 불변성을 제공할 수 있지만 퍼블릭 블록체인에 비해 그 정도는 낮습니다. 액세스는 중앙 기관에 의해 제한되고 제어되므로 관리자는 특정 조건에서 원장을 수정하거나 재설정하여 공용 시스템에서 발견되는 무신뢰 보안 수준을 낮출 수 있습니다.

스마트 계약은 블록체인 불변성과 어떤 관련이 있나요? 스마트 계약은 블록체인에 저장된 자체 실행 프로그램입니다. 해당 코드와 실행 기록은 일단 배포되면 영구적이 됩니다. 스마트 계약에 의해 생성된 모든 결과 또는 상태 변경은 불변하게 기록되어 투명성을 보장하고 계약 논리 또는 결과에 대한 소급 변경을 방지합니다.