블록체인 거래는 어떻게 검증되고 확인되나요?

블록체인 거래 검증 이해

1. 사용자가 블록체인 거래를 시작하면 데이터는 분산형 P2P 노드 네트워크를 통해 브로드캐스팅됩니다. 각 노드는 트랜잭션을 수신하고 디지털 서명을 확인하고 보낸 사람의 잔액이 충분한지 확인하여 검증 프로세스를 시작합니다.

2. 거래는 사용 중인 합의 메커니즘에 따라 채굴자 또는 검증자에 의해 블록으로 그룹화됩니다. Bitcoin과 같은 작업 증명 시스템에서 채굴자는 계산 능력을 사용하여 복잡한 암호화 퍼즐을 풀기 위해 경쟁합니다. 가장 먼저 해결한 사람이 블록을 체인에 추가할 수 있는 권한을 얻습니다.

3. 블록에 포함되기 전에 각 거래는 입력 소유권 확인, 출력이 입력을 초과하지 않는지 확인, 스크립팅 규칙 준수를 포함한 일련의 검사를 통과해야 합니다. 유효하지 않은 거래는 즉시 폐기됩니다.

4. 블록이 제안되면 네트워크의 다른 노드가 해당 블록의 내용을 독립적으로 검증합니다. 대다수가 블록이 프로토콜 규칙에 따라 유효하다고 동의하면 기존 블록체인에 추가됩니다. 이 단계는 중앙 집중식 감독 없이 무신뢰 합의를 보장합니다.

5. 블록체인에 추가된 후 거래는 한 번의 확인을 받습니다. 각 후속 블록은 보안 수준을 심화시킵니다. 다중 확인으로 인해 반전은 계산적으로 비실용적이며 특히 대규모 네트워크에서는 더욱 그렇습니다.

합의 메커니즘의 역할

1. 다양한 블록체인은 트랜잭션을 검증하기 위해 고유한 합의 모델을 사용합니다. Bitcoin은 계산 노력으로 네트워크를 보호하는 작업 증명(PoW)을 사용합니다. 이더리움은 검증인이 참여하기 위해 암호화폐를 담보로 잠그는 지분증명(PoS)으로 전환했습니다.

2. PoS 시스템에서 검증인은 보유한 지분량과 기간을 기준으로 선택됩니다. 그들은 차단을 제안하고 증명하여 정직한 행동에 대해 보상을 받고, 슬래싱 메커니즘을 통해 악의적인 행동에 대해 처벌을 받습니다.

3. 위임된 지분 증명(DPoS)은 토큰 보유자 투표를 통해 고정된 수의 대리인을 선출하여 검증을 더욱 간소화합니다. 이러한 대리인은 교대로 블록을 생성하여 일부 분산화를 희생하면서 거래 속도를 높입니다.

4. PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)와 같은 대체 모델은 프라이빗 또는 허가형 체인에서 사용됩니다. 이는 알려진 검증자 ID 및 메시지 전달 프로토콜을 사용하여 빠른 완결성과 높은 처리량을 우선시합니다.

5. 메커니즘에 관계없이 모든 합의 모델은 이중 지출이나 Sybil 침입과 같은 공격에 저항하면서 원장 상태에 대한 합의를 달성하는 것을 목표로 합니다.

트랜잭션 전파 및 Mempool 역학

1. 확인되지 않은 거래는 멤풀(mempool)이라는 임시 보유 영역에 상주합니다. 노드는 이 풀의 자체 버전을 유지 관리하여 블록에 포함되기를 기다리는 유효하지만 처리되지 않은 트랜잭션을 저장합니다.

2. 채굴자 또는 검증자는 수수료율과 같은 기준에 따라 멤풀에서 거래를 선택합니다. 높은 수수료는 더 빠른 처리를 장려하여 네트워크 정체 기간 동안 블록 공간에 대한 경쟁적인 시장을 창출합니다.

3. 멤풀이 과부하되면 낮은 수수료의 거래가 장기간 보류될 수 있습니다. 일부 지갑에서는 사용자가 RBF(Replace-by-Fee)와 같은 메커니즘을 통해 거래를 더 높은 수수료로 대체할 수 있습니다.

4. 분리되거나 오래된 블록으로 인해 일시적인 불일치가 발생할 수 있습니다. 두 명의 채굴자가 동시에 블록을 풀면 네트워크는 결국 하나의 체인으로 수렴됩니다. 거부된 블록의 트랜잭션이 여전히 유효한 경우 mempool로 반환됩니다.

5. Compact Blocks 및 Erlay와 같은 효율적인 전파 프로토콜은 대역폭 사용량을 줄이고 노드 간 동기화를 가속화하여 전반적인 네트워크 탄력성과 응답성을 향상시킵니다.

거래 확인의 보안 계층

1. 암호화 해싱은 각 블록 내의 데이터 무결성을 보장합니다. 거래 세부 사항이 변경되면 블록 해시가 변경되어 검증 중에 변조가 명백해집니다.

2. 타원곡선 암호화를 이용한 디지털 서명은 자금의 소유권을 증명합니다. 올바른 개인 키를 가진 사람만이 지출을 승인할 수 있으므로 공개 주소가 알려진 경우에도 무단 액세스를 방지할 수 있습니다.

3. 블록체인의 불변성은 누적된 작업이나 지분에 달려 있습니다. 트랜잭션을 되돌리려면 기록을 다시 작성해야 하며, 이를 위해서는 네트워크 리소스의 50% 이상에 대한 제어가 필요합니다. 이는 주요 체인에 대한 엄청나게 비싼 공격 벡터입니다.

4. 공개 투명성을 통해 누구나 블록체인을 감사할 수 있습니다. 풀 노드는 모든 거래를 독립적으로 다운로드하고 검증하여 제3자에 대한 의존도를 줄이고 검열에 대한 저항력을 강화합니다.

5. 경제적 인센티브는 참가자 행동을 네트워크 상태와 일치시킵니다. 정직한 검증은 예측 가능한 보상을 제공하는 반면, 부정직한 경우 예금 몰수 또는 에너지 비용 낭비로 인한 재정적 손실 위험이 있습니다.

자주 묻는 질문

거래 검증에 실패하면 어떻게 되나요? 실패한 트랜잭션은 노드에 의해 거부되며 블록에 들어가지 않습니다. 일반적인 이유에는 유효하지 않은 서명, 자금 부족, 잘못된 스크립트 등이 있습니다. 일반적으로 보낸 사람은 오류를 수정하고 다시 제출해야 합니다.

거래가 확인되는 데 얼마나 걸리나요? 확인 시간은 블록체인에 따라 다릅니다. Bitcoin는 블록당 평균 10분인 반면, 이더리움은 12초마다 블록을 처리합니다. 트래픽이 높으면 멤풀 혼잡으로 인해 포함이 지연될 수 있습니다.

확인된 거래를 취소할 수 있나요? 어떠한 합법적인 메커니즘도 확인된 거래의 취소를 허용하지 않습니다. 최종성은 블록체인의 핵심 원칙입니다. 원장 자체는 소급하여 변경할 수 없으므로 사기 또는 오류는 오프체인 해결이 필요합니다.

모든 노드가 동일한 거래 데이터를 저장합니까? 예, 블록이 승인되면 모든 전체 노드가 원장 사본을 업데이트합니다. 합의 규칙은 암호화 검증을 통해 시행되는 단일 진실 소스를 유지하면서 네트워크 전반에 걸쳐 균일성을 보장합니다.