Bitcoin 네트워크는 어떻게 작동합니까?

Bitcoin 네트워크 인프라 이해

Bitcoin 네트워크는 은행이나 정부와 같은 중개자에 의존하지 않고 가치를 전달할 수있는 분산 된 피어 투 피어 시스템으로 작동합니다. 핵심적으로, 그것은 트랜잭션을 검증하고 중계하기 위해 서로 통신하는 노드 로 알려진 글로벌 컴퓨터 네트워크에 의해 유지됩니다. 각 노드는 Bitcoin에있는 모든 거래를 기록하는 공개 원장 인 블록 체인 의 전체 사본을 저장합니다. 사용자가 트랜잭션을 시작하면 네트워크로 브로드 캐스트되고 검증을 위해 노드에 의해 수집됩니다. 이 노드는 디지털 서명을 확인하고 발신자가 충분한 자금을 가지고 있는지 확인하고, 거래가 아직 지출되지 않았는지 확인하여 두 배의 지출을 예약합니다.

노드는 네트워크 전체에서 유효한 트랜잭션을 전파하여 Mempool 으로 알려진 풀을 형성합니다. 여기에서 광부는 다음 블록에 포함 할 트랜잭션을 선택합니다. 네트워크의 분산 된 특성은 단일 엔티티가 정보의 흐름을 제어하지 않도록합니다. 대신, 모든 노드가 독립적으로 시행하는 사전 정의 된 규칙 세트를 통해 합의가 달성됩니다. 이 아키텍처는 검열 또는 실패에 대한 투명성 , 보안 및 탄력성을 보장합니다.

광업 및 작업 증명의 역할

채굴은 새로운 블록이 Bitcoin 블록 체인에 추가되는 과정입니다. 광부는 SHA-256 알고리즘을 기반으로 복잡한 암호화 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁합니다. 이 퍼즐은 상당한 계산 능력과 에너지가 필요하며 Bitcoin의 WORW (Proploy-of-Work) 합의 메커니즘의 기초를 형성합니다. 유효한 솔루션을 찾은 첫 번째 광부는 새로운 블록을 네트워크로 방송합니다. 그런 다음 다른 노드는 솔루션을 수락하기 전에 솔루션과 블록 내의 트랜잭션을 확인합니다.

퍼즐의 어려움은 평균 블록 시간 10 분 을 유지하기 위해 약 2 주마다, 특히 2,016 블록마다 자동으로 조정됩니다. 이 조정은 활성화 된 광부 수에 관계없이 네트워크 안정성을 보장합니다. 광부는 두 가지 메커니즘을 통해 인센티브를받습니다. 블록 보상은 새로 깎아지는 Bitcoin (현재 2024 년 기준 블록 당 6.25 BTC), 거래 수수료 는 거래 우선 순위를 정하기 위해 사용자가 지불했습니다. 이 조합은 정직한 참여를 장려하고 악의적 인 행위자에 대한 네트워크를 확보합니다.

트랜잭션 검증 및 블록 체인 구조

모든 Bitcoin 트랜잭션은 입력 및 출력으로 구성됩니다. 입력은 발신자가 소유 한 이전 트랜잭션 출력을 참조하고 출력은 수신자의 주소와 전송 된 금액을 지정합니다. 각 거래는 발신자의 개인 키 와 서명하여 소유권을 증명합니다. 노드는 해당 공개 키를 사용하여 이러한 서명을 확인합니다. 확인되면 거래는 광부가 블록으로 그룹화됩니다.

각 블록에는 다음이 포함됩니다.

• 타임 스탬프, Nonce 및 이전 블록의 해시를 포함한 메타 데이터가있는 블록 헤더
• 거래 목록
• Merkle Root , 블록의 모든 트랜잭션에 대한 암호화 요약

이전 블록의 해시는 연대기 체인을 생성하여 과거의 거래를 변경하기가 매우 어렵습니다. 이전 블록의 변경은 네트워크의 누적 해시 전력을 고려할 때 계산적으로 불가능한 작업 인 모든 후속 블록 해시를 다시 계산해야합니다. 이 불변성은 Bitcoin의 신뢰 모델의 중심입니다.

지갑 및 키 관리

사용자는 개인 및 공개 키를 관리하는 지갑 , 소프트웨어 또는 하드웨어 도구를 통해 Bitcoin 네트워크와 상호 작용합니다. 공개 키는 Bitcoin 주소를 생성하며,이 주소는 자금을받는 계좌 번호처럼 작용합니다. 비밀을 유지하는 개인 키는 소유자가 거래에 서명하고 Bitcoin를 지출 할 수있게합니다. 개인 키에 대한 접근을 잃으면 자금에 대한 접근이 영구적으로 상실되는 것을 의미합니다.

지갑은 다양한 형태로 제공됩니다.

• 모바일 또는 데스크탑 앱과 같은 핫 지갑 (인터넷에 연결)
• 하드웨어 또는 종이 지갑과 같은 콜드 지갑 (오프라인), 더 높은 보안을 제공합니다.

Bitcoin를 보낼 때 지갑은 수신자의 주소, 금액 및 수수료를 사용하여 거래를 구성합니다. 그런 다음 개인 키와 트랜잭션에 서명하고 노드를 통해 네트워크로 브로드 캐스트합니다. 거래는 블록에 포함될 때까지 확인되지 않았습니다. 사용자는 TXID (Transaction ID)를 검색하여 블록 탐색기를 사용하여 트랜잭션 상태를 모니터링 할 수 있습니다.

네트워크 합의 및 포크 처리

Bitcoin 네트워크의 합의는 대부분의 노드가 블록 체인의 유효성에 동의 할 때 달성됩니다. 때때로, 두 명의 광부가 POW 퍼즐을 거의 동시에 해결할 수있어서, 블록 체인의 경쟁 버전에서 임시 포크가 발생할 수 있습니다. 노드는 먼저받는 버전을 계속 구축합니다. 한 체인이 길어질 때 포크는 해결됩니다. 네트워크는 가장 긴 유효한 체인을 자동으로 받아들이고 다른 지점은 포기됩니다. 포함되지 않은 짧은 체인의 트랜잭션은 재 처리를 위해 Mempool로 반환됩니다.

노드는 2,100 만 BTC 공급 캡 및 블록 크기 제한과 같은 엄격한 합의 규칙을 시행합니다. 이 규칙을 위반하는 블록은 유효한 작업 증명이 있더라도 거부됩니다. 이 규칙 집행은 무단 인플레이션 또는 프로토콜 편차를 방지합니다. 소프트 포크 또는 하드 포크 로 알려진 프로토콜 업데이트에는 네트워크의 영구 분할을 피하기 위해 광범위한 노드 및 광부 지원이 필요합니다.

전체 노드 설정 : 단계별 가이드

전체 노드를 실행하면 네트워크 보안이 향상되고 독립적 인 트랜잭션 검증이 가능합니다. 하나를 설정하는 방법은 다음과 같습니다.

• 공식 웹 사이트에서 Bitcoin 코어 다운로드 ( https : // bitcoin .org )
• 350GB 이상의 무료 디스크 공간 과 안정적인 인터넷 연결이있는 컴퓨터에 소프트웨어를 설치하십시오.
• 응용 프로그램을 시작하십시오. 며칠이 걸릴 수있는 전체 블록 체인을 다운로드하기 시작합니다.
• 들어오는 연결을 수락하도록 라우터의 포트 전달 과 같은 설정을 구성하십시오 (포트 8333)
• 디스크 공간이 제한되어있는 경우 가지 치기 활성화 노드가 오래된 블록을 폐기하면서 새 블록을 검증 할 수 있습니다.
• 소프트웨어를 업데이트하고 네트워크에 효과적으로 기여하기 위해 노드가 일관되게 실행되도록하십시오.

일단 동기화되면 노드는 모든 트랜잭션과 블록을 독립적으로 검증하여 제 3자를 신뢰하지 않고 합의 규칙을 시행합니다.

자주 묻는 질문

누군가가 블록 체인에서 과거 거래를 변경하지 못하게하는 것은 무엇입니까? 트랜잭션을 변경하려면 블록을 변경해야합니다. 이를 위해서는 네트워크의 엄청난 해시 전력으로 인해 계산적으로 불가능한 각각의 작업 증명을 재 계산해야합니다. 또한, 노드는 합의 규칙을 따르지 않으면 변경된 체인을 거부합니다.

거래 수수료는 어떻게 결정됩니까? 수수료는 바이트 및 네트워크 혼잡의 거래 규모를 기준으로합니다. 사용자는 수동으로 수수료를 설정할 수 있습니다. 수수료가 높을수록 블록에 빠르게 포함 될 가능성이 높아집니다. 지갑은 종종 현재의 멤피 조건에 따라 최적의 수수료를 제안합니다.

Bitcoin은 광부없이 작동 할 수 있습니까? 아니요. 광부는 트랜잭션을 검증하고 새로운 블록을 생성하여 네트워크를 보호합니다. 광부가 없으면 새로운 거래를 확인할 수 없었으며 블록 체인은 중단됩니다. 인센티브 구조는 지속적인 광부 참여를 보장합니다.

내 거래가 오랫동안 확인되지 않은 상태로 유지되면 어떻게됩니까? 저급 거래는 몇 시간 또는 며칠 동안 Mempool에 머무를 수 있습니다. 일부 지갑은 RBF (Replace-By-Fee)를 지원하므로 더 높은 수수료로 다시 제출할 수 있습니다. 그렇지 않으면 거래가 결국 멤피에서 떨어질 수 있으며 재방송 될 수 있습니다.