Bitcoin 채굴은 거래를 어떻게 확인하나요?

채굴을 통한 거래 검증

1. 채굴자는 멤풀에서 확인되지 않은 거래를 수집하고 ECDSA 서명을 사용하여 암호화 유효성을 확인합니다.

2. 각 거래 입력은 UTXO 세트와 비교하여 사용되지 않은 출력을 참조하고 이전에 사용되지 않았는지 확인합니다.

3. 스크립트 실행이 수행됩니다. 입력의 잠금 해제 스크립트가 참조된 UTXO의 잠금 스크립트와 연결되어 Bitcoin의 스택 기반 가상 머신에서 실행됩니다.

4. 거래 수수료는 입력 값과 출력 값의 차이로 계산되어 블록 포함 우선 순위를 결정합니다.

5. 유효한 거래가 후보 블록으로 통합되고, 채굴 보상 및 수수료를 청구하기 위해 코인베이스 거래가 추가됩니다.

작업 증명 및 블록 최종성

1. 버전, 이전 블록 해시, 머클 루트, 타임스탬프, 비트(대상) 및 nonce를 포함한 블록 헤더는 SHA-256으로 두 번 해시됩니다.

2. 채굴자는 결과 해시가 선행 0의 숫자로 표현되는 현재 난이도 목표를 충족할 때까지 nonce 값을 반복합니다.

3. 난이도 조정은 2016 블록마다 발생하여 해당 기간의 실제 경과 시간을 기준으로 평균 블록 시간을 10분으로 유지합니다.

4. 유효한 해시가 발견되면 채굴자는 전체 블록을 동료에게 브로드캐스트합니다. 노드는 모든 콘텐츠를 로컬 체인에 추가하기 전에 독립적으로 유효성을 검사합니다.

5. 거래는 블록에 포함되면 한 번의 확인을 얻습니다. 맨 위에 채굴된 각 후속 블록은 또 다른 확인을 추가하여 되돌릴 수 없음을 높입니다.

합의 집행 메커니즘

1. 노드는 최대 블록 크기(기본 1MB, SegWit 가중치 단위 4MB), 스크립트 유효성 검사 제한 및 서명 확인을 포함한 합의 규칙을 시행합니다.

2. 두 명의 채굴자가 동시에 유효한 블록을 찾을 때 고아 블록이 발생합니다. 네트워크는 가장 긴 PoW 체인으로 수렴되어 경쟁 지점을 삭제합니다.

3. 소프트 포크는 광부 신호만 요구하는 이전 버전과 호환되는 규칙 변경 사항을 도입합니다. 하드 포크는 노드 업그레이드를 요구하고 체인을 분할할 수 있습니다.

4. 가장 긴 체인 규칙은 투표 수나 지분이 아닌 계산 노력이 표준 기록을 결정하여 경제적으로 반전을 금지하도록 보장합니다.

5. Reorg(체인 재구성)는 ​​더 긴 대체 체인이 나타날 때 발생합니다. 노드는 오래된 블록을 버리고 새 팁에서 트랜잭션을 다시 처리합니다.

거래 보안에서 전체 노드의 역할

1. 전체 노드는 모든 블록과 트랜잭션을 다운로드하고 확인하여 외부 소스를 신뢰하지 않고 합의 규칙을 시행합니다.

2. UTXO 세트의 완전한 사본을 유지하여 제3자에 의존하지 않고 새로운 거래 입력을 즉시 검증할 수 있습니다.

3. 블룸 필터 및 컴팩트 블록 릴레이는 경량 클라이언트의 개인 정보 보호 및 검증 무결성을 유지하면서 대역폭 사용량을 줄입니다.

4. 트랜잭션 전파는 플러딩 토폴로지를 따릅니다. 각 노드는 검증된 트랜잭션을 몇 초 내에 연결된 피어에 전달합니다.

5. 노드는 잘못된 거래, 이중 지출 또는 잘못된 스크립트가 포함된 블록을 거부하여 악의적인 행위자가 공유 상태를 손상시키는 것을 방지합니다.

채굴 중앙화의 보안 영향

1. 대규모 채굴 풀 사이의 해시레이트 집중은 시스템적 위험을 증가시킵니다. 공동 작업으로 타임스탬프를 조작하거나 거래를 검열할 수 있기 때문입니다.

2. 예상되는 블록 보상 절반 이벤트는 채굴자 간의 인센티브 조정과 장기적인 프로토콜 안정성을 감소시킵니다.

3. ASIC의 지배력은 하드웨어 접근성을 제한하여 새로운 참가자의 진입에 대한 지리적 및 자본 장벽을 강화합니다.

4. 풀 수준 Stratum 프로토콜은 중간자 공격 및 중앙 집중식 작업 분배 논리를 포함하여 운영상의 취약점을 노출합니다.

5. 51% 공격 임계값은 현재 조건에서 이론적인 수준이지만 단일 개체가 네트워크 해싱 성능의 절반 이상을 제어하는 ​​경우 실질적으로 실현 가능해집니다.

자주 묻는 질문

Q1. 채굴자가 자신의 블록에 사기 거래를 포함하는 것을 방지하는 방법은 무엇입니까? 각 풀 노드는 블록을 수락하기 전에 모든 거래를 독립적으로 검증합니다. 존재하지 않는 UTXO를 사용하거나 서명 확인에 실패하는 등 합의 규칙을 위반하는 거래가 있는 경우 전체 블록이 거부됩니다.

Q2. Bitcoin이 다른 해시 함수 대신 SHA-256을 사용하는 이유는 무엇입니까? SHA-256은 충돌 저항성, 결정론적 출력 및 계산 예측 가능성 때문에 선택되었습니다. 그 속성은 PoW 요구 사항과 정확히 일치합니다. 난이도는 해시 시도에 따라 선형적으로 확장되어야 하며 출력은 균일하게 분산되어야 합니다.

Q3. 거래 수수료는 확인 속도에 어떤 영향을 미치나요? 수수료는 mempool 대기열의 위치를 ​​결정합니다. 채굴자는 블록을 구성할 때 수수료가 높은 거래를 우선시합니다. 즉, 수수료가 낮은 거래는 혼잡 중에 몇 시간 또는 며칠을 기다릴 수 있습니다.

Q4. 6번의 확인 후에 거래를 취소할 수 있나요? 아니요. 6개의 확인은 약 1시간의 PoW 축적을 나타냅니다. 이를 되돌리려면 해당 기간 동안 전체 네트워크의 결합된 해시 비율을 능가해야 합니다. 이는 경제적으로나 기술적으로 실현 불가능한 제안입니다.