8. 비트코인 채굴의 미학 1편
비트코인 채굴의 공학적 원리
비트코인 채굴이란 무엇인가?
비트코인 채굴 (Bitcoin mining)에 대해 들어보신 적이 있나요? 처음 '채굴'이라는 단어를 들으면 금이나 기타 광물들을 얻기 위한 행위를 떠올리기 쉽습니다. 비록 목적이 유사해 보일 수 있으나, 비트코인 채굴은 그 효과에서 전혀 다른 결과를 만들어냅니다.
비트코인 채굴은 채굴자에게 비트코인이라는 보상을 제공합니다. 하지만 여기서 끝이 아닙니다. 채굴에 참여하는 사람들은 단순히 보상을 받는 것을 넘어, 이 과정을 통해 비트코인 시스템 자체를 더욱 강력하게 만듭니다. 다시 말해, 비트코인 네트워크의 보안성을 한층 강화한다는 뜻입니다. 그렇다면 이는 무슨 의미일까요?
금 채굴의 현장. 어휘적으로는 같지만, 더 깊은 의미가 담긴 비트코인 채굴 [1]채굴의 공학적 원리
블록체인(Blockchain)이라는 단어를 들어보셨지요? 말 그대로 블록들이 체인으로 연결되어 있다는 뜻입니다. 쉽게 설명하자면 채굴 (mining)이라는 행위는 블록들을 만들어내어 체인에 연결시키는 과정입니다. 블록을 완성시킨 채굴자에게는 특정양의 비트코인이 보상으로 주어지지요 (12/18/2024 기준 3.125 Bitcoin).
블록체인: 채굴자들이 완성한 블록은 하나의 체인으로 연결된다 [2]그렇다면 각 블록에는 어떤 정보가 들어가고 블록은 어떻게 완성되는 걸까요?
비트코인 시스템은 다음의 세 가지 주요 참여자가 상호작용하여 작동합니다: 거래 참여자 (transaction participants), 노드 (node), 그리고 채굴자(miner)입니다.
거래 참여자
먼저, 거래 참여자는 비트코인 네트워크의 기본 사용자들로, 비트코인을 주고받는 주체입니다. 예를 들어, 철수와 영희가 비트코인 거래를 시작한다면, 이들이 바로 거래 참여자입니다. 이들은 단순히 비트코인을 송금하거나 수신하면서 네트워크 거래의 첫 단계를 이루게 됩니다.
거래 참여자들은 서로 비트코인을 교환한다.
노드
거래가 발생하면, 그 정보는 곧바로 두 번째 참여자인 노드들에 의해 검증됩니다. 노드는 비트코인 네트워크에 연결된 컴퓨터로, 거래의 유효성을 검토하여 각 거래가 적법하게 이루어지고 있는지를 확인합니다. 즉, 송금자가 실제로 그 비트코인을 보유하고 있으며, 이체할 권한이 있는지를 재차 검토합니다. 노드는 이러한 작업을 통해 네트워크의 무결성을 유지하는 핵심적인 역할을 수행합니다.
노드는 비트코인 네트워크에 거래를 전파하고
수신된 거래를 검증한다.
2024년 12월 18일 기준 노드 분포: 전 세계에 약 2만 여개의 노드들이 분포되어 있다 [3]채굴자
마지막으로, 검증된 거래들은 채굴자들에게 전달됩니다. 채굴자들은 이러한 유효한 거래들을 모아 새로운 블록을 생성하게 됩니다. 이 과정에서 채굴자는 매우 복잡한 수학 문제를 해결해야 하며, 이는 블록체인에 새로운 블록을 안전하게 추가하는 중요한 부분입니다. 문제를 성공적으로 해결하면 블록은 네트워크에 추가되며, 이를 성공적으로 수행한 채굴자는 새로운 비트코인으로 보상을 받습니다.
채굴자는 검증된 거래를 비트코인 장부에 적고
비트코인 블록을 밀봉한다.
2024년 12월 18일 기준 채굴 파워 분포: 색이 진할수록 채굴 파워가 높은 것을 의미 [4]다음 글에서는 블록에 어떤 내용들이 담기고 어떻게 암호화되는지, 그리고 채굴자들은 어떤 수학 문제를 해결하여 블록을 완성시키는지 알아보도록 하겠습니다.
[1] https://bitcoinmagazine.com/markets/the-environmental-cost-of-gold-mining
[2] https://www.gemini.com/cryptopedia/what-is-bitcoin-and-how-does-it-work
