기타

Nikkei Science_2018.5 특집 요약 (p64-71)

가상통화의 과학
비트코인을 이해한다
John Pavlus / 사이언스 라이터

이 거대한 가상통화는 우리에게 새로운 경제 질서를 제시하지만, 동시에 많은 의문점이 제기하는 새로운 질서이기도 하다.

비트코인. 가상통화(암호 화폐). 스마트 계약(Smart Contract) 등, 현재 급변하는 핀테크와 관련하여 이와 같은 단어를 자주 듣고 있지만, 실제로 그것에 대해 이해하고 있는 사람은 별로 없다. 많은 중앙 은행과 기업이 ‘블록체인’이라는 획기적인 기술에 수 십억 달러에 달하는 비용을 투자하고 있으나, 프라이스 워터하우스 쿠퍼스(PwC)의 2017년 조사에 따르면, 세계의 금융 서비스전문가 중에서 블록체인을 “상당히 잘 알고 있다”, “잘 알고 있다”라고 응답한 사람은 총 24%에 그쳤다고 한다.

일반 시민의 대부분은 이 기술이 합법적인지 아닌지, 자신이 블록체인을 이해하고 있는지 조차도 잘 모르고 있다. 가상통화의 추종자들은 이 기술이 경제시스템을 근본부터 바꿀 가능성이 있다고 하지만, 반대로 코넬 대학의 블록체인 연구자인 균 사일러 씨는 이 기술의 핵심 부분을 “매력적이며 상당히 커다란 영향력을 가지고 있으나, 현실 세계에서는 속임수가 넘쳐나고 있다”라고 경고한다. 그렇다면 우리는 어떻게 생각해야 좋을까? 또한 블록체인이란 무엇일까?

모든 것은 정체불명의 억만장자. 사토시 나카모토라는 가명의 인물에서 시작된다. 나카모토 씨는 2008년 10월, 별로 알려져 있지 않은 메일링 리스트를 통해, 세계 최초로 블록체인의 설계를 상세히 서술한 논문을 발표했다. 블록체인이라는 것은 10분마다 동기화되는 다수의 PC에 분산된 공개 데이터를 기반으로 하며, 누구나 접속할 수 있으나, 그 누구도 해킹할 수는 없다. 블록체인의 목적은 나카모토 씨가 비트코인이라고 부르는 새로운 디지털 통화의 교환에 관한 완벽한 분산형 기록을 제공하기 위한 것이다.

지금까지 ‘P2P(Peer to Peer) 전자화폐’의 약점은 누군가가 동일한 전자화폐를 2번 사용하는 것을 확실하게는 막지는 못한다는 것이었다. 블록체인 기술은 비트코인의 모든 거래를 ‘분산 장부’에 기록함으로써 모든 것이 바뀌었다. 이것은 일종의 스프레드시트로서 수학과 기호이론의 법칙으로 인해 바위에 각인된 문서보다도 바꾸기가 쉽지 않다. Economist 잡지는 이것을 ‘신뢰 머신(The Trust Machine)’이라고 불렀다.

이 기술은 비트코인을 뛰어넘어 급격하게 확산되며 기술 혁신에 열광하는 시대를 열어가고 있다. 여기서는 금융거래의 기록, 소유권 증명서, 신분증명 등, 출생 내역을 보증할 필요가 있는 데이터를 보유하는 기반으로서 블록체인을 생각해 보자. 『블록체인∙레볼루션』을 공동 집필한 Don Tascott 씨가 ‘월드와이드 레저(세계 장부)’라고 부른 것처럼 블록체인은 무엇이든 써넣을 수 있는 백지의 분산 장부임이 분명하다.

그러나 이 기술은 처음부터 불완전하여 악용될 우려도 있다. 최근에는 과열되는 분위기에 제동을 거는 움직임도 있다. 사토시 나카모토가 우리 앞에 출현시킨 디지털 세계를 헤쳐나가기 위한 길 안내를 시작하겠다.

■ 블록체인의 기능

처음부터 서로를 신용할 이유가 없는 전혀 모르는 사람이 대거 존재하는 비 집중화 네트워크에서 어떻게 디지털 통화(및 데이터)를 확실하게 주고 받을 수 있는 것일까? 그 이유는 네트워크 상에서 그 누구도 함부로 변경할 수 없도록 항구적인 장부에 거래 내용을 기록하는데 있다.

①당사자간 상대에게 데이터를 전송하는 것에 합의함으로써 거래는 성립된다. 데이터는 어떤 것이든 상관없지만, 블록체인의 경우는 거래에 관한 항구적이며 승인 가능한 기록을 생성하는 것이 핵심이므로 데이터는 일반적으로 무엇인가의 가치를 가진 자산을 나타내는 것이 된다. 예를 들어 가상통화 등 경제적 가치의 1단위 및 계약∙증서∙소유권 기록, 의료진단기록 등의 개인 정보를 가리킨다.

②이 거래내용이 불록체인을 취급하고 있는 P2P네트워크에 송신∙공개된다. 네트워크 상의 모든 노드(Node)에서는 그 거래가 정당한지를 검증하는 절차가 갖춰져 있다(예를 들어 비트코인의 송금에서는 그 금액을 송금한 측이 정말로 소유하고 있는지 여부를 각 노드가 검증한다. 정당성이 확인된 거래는 그 밖에 동일하게 최근 정당하다고 판단되는 거래와 함께 하나의 블록을 구성하게 된다.

③이 새로운 블록에서는 직전의 블록의 ‘지문’과 블록에 들어있는 거래군(群), 그리고 ‘난스(nonce)’라고 하는 랜덤의 1개의 수가 해싱되어 새로운 ‘지문’을 생성시킨다.

④이 새로운 블록을 블록체인에 추가하는 권리를 둘러싸고 ‘마이너’로 불리는 특별한 노드(참여자)가 경쟁을 시작한다. 이들의 컴퓨터는 네트워크가 규정한 임의적인 규칙에 만족하는 해를 생성시키기 위해 시행착오에 의해 지정된 수 이하의 고유한 값(해시 값=지문)을 생성하는 ‘난스’를 찾는다. ‘프루프 오브 워크(PoW: Proof of Work)’로 불리는 이 작업을 통해 최초로 해(解)를 찾아 낸 자가 이 블록의 ‘채굴’에 성공한 것으로 인정되어 경제적인 보수를 얻게 된다.

다른 방법: 프루프 오브 워크(POW)에 의한 마이닝(채굴)은 많은 전력을 필요로 하기 때문에 몇 가지 새로운 블록체인은 별도의 방법을 사용한다. 프루프 오브 스테이크(PoS: Proof of Stake)로 불리는 처리에 의해 거래를 공증할 수 있는 ‘승인자 노드’의 네트워크를 미리 승인해 놓는 방법이다. 복잡한 해싱 계산을 쓰지 않기 때문에 계산력과 소비전력이 훨씬 적게 든다.

⑤정당성이 확인된 새로운 블록체인이 추가된다. 새로운 블록의 지문에는 앞서 존재한 모든 블록의 정당화된 지문이 수학적으로 포함되어 있다. 이와 같이 지문이 네스팅 구조가 되어 각 단계에 따라 작업이 이루어지기 때문에 새로운 블록이 추가될수록 과거의 블록의 안전성이 높아져간다. 블록체인 상의 어딘가에 정보를 1비트라도 바꾸게 되면 지문의 네스팅을 바르게 재구성하기 위해 그 이후, 동일한 만큼의 작업을 반복해서 하지 않으면 안 되기 때문이다.

■ 이것이 블록체인이다
급성장 기술에 관한 FAQ에 답한다

1. 비트코인과 블록체인은 같은 것인가?
그렇지 않다. 이것들은 동시에 실현하는 방법을 서술한 사토시 나카모토 씨의 2008년 논문에서 알려졌기 때문에 혼동되는 경우가 많다. 비트코인은 가상통화의 일종이다. 이에 반해, 블록체인은 비트코인을 가능하게 하는 기술로서, 다양한 타입의 거래를 추적하기 위해 사용되는 기반기술이다. 비트코인 없이도 블록체인은 존재할 수 있으나, 그 반대는 될 수 없다. 웹사이트가 인터넷 상의 어플리케이션인 것처럼, 비트코인도 블록체인 상에서 기능하는 일종의 어플리케이션이라고 생각하면 된다.  

-- 누가 블록체인 기능을 사용하고 있는가? --
-- 자국 통화가 아닌, 가상통화를 사용하는 것은 왜일까? --

2. 가상통화의 가치는 어디에서 생성되는가?
비트코인 등의 가상통화가 가치를 갖는 것은, 한 전문가에 따르면 그 안전성(블록체인이 해킹된 사례는 거의 없다) 및 수학적으로 부여된 ‘희소성(공급량이 2,100만 비트코인으로 고정되어 있어, 지폐의 과다 발행에 따른 가치 하락은 없다)’에 의해서이다. 또한 다른 전문가는 네트워크를 견고하게 하는 마이닝이 힘든 작업이기 때문에 그 고유의 가치가 생성된다고 한다. 즉, 노력이 가치를 만들어 낸다고 할 수 있다. 그러나 마이닝이 없다면 가상통화는 어떻게 될까? 매사추세츠 공과대학의 카탈리니(Christian Catalini) 씨에 따르면 통화의 가치는 합의에 의해 형성된다. “우리는 모두 가상통화가 가치를 지니고 있다고 합의하고 있다”. 이 의미에서 가상통화는 중앙은행보다 소셜 네트워크에 상응하는 부분이 많다고 할 수 있다. “화폐라고 하는 것은 사회가 대가에 대한 청구 및 수입과 차감 잔액을 계산하기 위한 수단이다”라고 카탈리니 씨는 말한다. ‘이 정보를 추적하는 방법으로서 가상통화가 일반 통화보다 뛰어날 경우’, 그 가치는 확실해진다. 여기에서 가상통화가 물리적 재산을 표현하고 있다거나, 단순히 숫자를 나타내고 있는다는 것은 문제가 되지 않는다.

-- 비트코인의 미래는? 이대로 결실 없이 끝나는 것일까? --
-- 현금은 없어지게 되는 것일까? --

3. 블록체인은 신종 인터넷인가?
조금 다르다. 블록체인 자체가 P2P 네트워크를 유지하기 위해서는 인터넷을 필요로 하기 때문이다. 또한 누군가 “블록체인’에 대해 말할 경우, 나카모토 씨가 비트코인을 뒷받침하기 위해 고안한 특정의 시스템을 가리키고 있는 경우가 대부분이라는 것에 유념해야 한다. 비트코인의 블록체인은 중앙 서버 및 조직을 필요로 하지 않는 분산 장부 시스템의 첫 사례이며, 현재로서는 가상통화 중 최대 규모이다. 2017년 11월 시점에서 130 기가바이트(1,400억 바이트)를 넘는 정보가 포함되어 있으며, 새로운 거래가 추가될 때마다 그 사이즈는 확대되고 있다. 그렇지만, 인터넷 상의 전체 데이터 양에 비하면 비교할 수 없을 정도로 적다. 인터넷 상의 정보는 요타바이트(Yottabyte) 규모에 달할 것으로 보고 있다.     

-- 마이닝은 어디에서 시행되고 있나? --
비트코인의 71%는 중국에서 채굴되고 있다. 그 다음은 인도에서 4%를 채굴. 이 작업은 현재, 마치 거대한 ‘마이닝 풀장’이 있는 것처럼 중국이 주도하고 있으며, 단일 노드가 한 개의 블록을 채굴할 수 있는 확률은 현 시점에서 약 800만분의 1에 불과하다. 단독으로 뛰어 들 경우, 채굴 성공으로 얻을 수 있는 이익보다 소요되는 전기세가 훨씬 더 커지고 말 것이다

-- 디지털 가상통화를 움직이게 하는 것은 무엇인가? --

4. 블록체인은 합법적인가? 일반 시민은 블록체인을 어떻게 생각하고 있나?
미국인의 62%는 가상통화가 불법적인 목적으로 사용되고 있다고 생각하거나, 무엇에 사용되는지 전혀 모르고 있었다(2017년 유고브(Yougov) 조사).

전세계 소비자를 대상으로 한 2017년의 HSBC 조사에 따르면, “블록체인 기술은 들어본 적이 없다”고 대답한 사람이 응답자의 59%에 달했다. 들어본 적이 있는 사람도 80%는 “무엇인지 잘 이해되지 않는다”라고 답했다. 미국 대기업의 중역 39%는 블록체인 기술에 관한 지식을 거의, 또는 전혀 갖고 있지 않았다(2017년 딜로이트 조사).

5. 가상통화의 안전과 신용은 어떻게 보장되는가?
가상통화는 요컨대 소프트웨어이기 때문에 그 신뢰성은 “컴퓨터 코드에 달려있다” 라고 매사추세츠 공과대학의 카탈리니 씨는 말한다. 계획 단계에서 가상통화의 가치를 부추겨 최초 발매 시에 고가로 팔아 치움으로써 이득을 얻는 것은 누구나 할 수 있다. 그 패리스 힐튼 조차 자신의 이름을 무명의 가상통화에 빌려주어 막대한 이익을 얻었다. 그러나 가장 많이 보급되고 있는 2가지 가상통화인 비트코인과 이더가 컴퓨터 프로그램을 통한 사람에 의해 개발되었다는 것은 결코 우연이 아니다. 

그렇다고는 하지만, 기술적으로 문제가 없는 가상통화라고 해도 위험부담은 안고 있다. 이더리움을 운영하며 2016년에 1억달러 이상을 손에 넣은 자립분산형 투자펀드 The DAO에서는 ‘버그가 발생(이것은 카탈리니에 의한 절제된 표현)’하여 당시 시세 5,000만달러 상당의 이더를 해커에게 도둑 맞은 적이 있다.

-- 이 기술은 미래 어느 용도로 사용될 수 있을까? --
분산 장부의 기술이 독립하게 되면 어떤 일이 일어날까?

▶ 자율주행차의 셰어링을 눈앞에: 근무 중이나 수면 중 등, 당신의 자가용은 누군가를 태우고 자율주행으로 달린다. 블록체인을 기반으로 한 스마트 계약에 의한 카셰어링 구조를 통해 우버 및 리프트와 같은 중개업자가 더 이상 필요 없어지게 된다. 스마트 계약이 중개업자의 2가지 기본 역할인 탑승자와의 매칭과 이용요금 징수를 자동화하기 때문이다. 한 대의 차량에 대해 자신의 ‘지분’을 가상통화의 형태로 소유하는 것도 가능해 질 것이다.

▶ 휴대 가능한 의료 데이터: 신뢰관계가 없는 사람 간에 비트코인을 교환할 수 있도록 하는 이 기술은 의료 정보에 확실한 보장을 부여하여 환자 스스로가 관리할 수 있게 하는 것에도 도움이 된다고 벨렌도프(Brian Behlendorf) 씨는 말한다. 그는 블록체인의 앱 개발을 지원하는 리눅스 재단의 ‘하이퍼 레저 프로젝트’를 이끌고 있다. 환자는 자신의 개인정보와 병력이 들어있는 ‘헬스월렛’을 받는다. 의사가 장부에 접속하여 당신의 혈액형을 물으면 당신의 핸드폰에 그에 대한 허가를 요구하는 메시지가 뜬다. “누구와 데이터를 공유했는지를 확실하게 기록에 남겨, 치료가 끝나면 공유 허가를 취소할 수 있다”.

▶ 세계 규모의 슈퍼컴퓨터: 당신의 컴퓨터 기기를 P2P 네트워크에서 다른 다수의 단말기와 접속하게 되면 세계 규모의 분산 슈퍼컴퓨터가 만들어진다. 또한 블록체인을 이용하여 당신의 기기를 사용한 사람들로부터 이용료를 징수할 수 있다고 한다면 분산 슈퍼컴퓨터에 기기를 제공하는 경제적인 이유가 될 것이다. 당신이 잠들고 있는 사이에 노트북이나 스마트폰을 과학자들에게 임대하게 되어 수리 모델의 연산 등에 사용될 수 있다. 이미 ‘골렘(Golem)’이라 불리는 프로젝트가 가동되고 있다. “휴면 상태의 노트북이 합쳐지면 데이터 센터의 대형 컴퓨터의 계산능력을 훨씬 뛰어넘게 된다”라고 Gupta 씨(스마트 계약에 관한 법무 서비스회사 마테리엄의 최고경영책임자)는 말한다. “인공지능 및 기후 예측 모델 등, 모든 처리가 1,000배는 빨라진다”.

-- 블록체인은 파국을 맞이하게 될 것인가? --

-- 비 집중형 시스템을 어떻게 조정하는가? --
비(非)집중형 디지털 통화가 기존의 금융 규제의 해체, 또는 회피를 위해 만들어졌다고 생각하고 있는 사람이 적지 않지만, 그것은 정확하다고 할 수 없다. 그 이유는 비트코인 자체가 매우 규칙투성이기 때문이다. 그러나 그 규제는 정부 및 금융기관이 아닌, 컴퓨터 프로그램과 P2P 네트워크 상에서의 집단적 활동에 의해 정의되어 시행되고 있다. “비트코인의 혁신은 기록 보유에 관한 사회적 통치를 피한 점에 있다”라고 하버드대학 버크만 클라인 센터(Berkman Klein Center)에서 비트코인 방법과 규칙을 연구하고 있는 법률학자 머크(Murck) 씨는 말한다. 이더리움이 제창하고 있는 목표인 “자립적인 스마트 계약의 준비를 지원한다”는 것도 기본적으로는 규칙이다. 블록체인은 규칙 말고는 그 어떤 것도 아니다. 어느 데이터 베이스의 기록에 대해서 무엇이 가능하며 무엇을 하면 안 되는지의 규칙을 수학적으로 구현한 시스템이다.

비집중형인지 아닌 지 여부와는 상관없이, 금융 규칙에 관해 중요한 점은 그 규제를 누가 어떻게 실시하는가에 있다. “비집중형 시스템의 경우, 규칙을 부여하는 곳이 없다. 그러나 그 시스템이 제3자에 의해 다시 한번 중개될 경우에 규칙이 생성된다”라고 머크 씨는 말한다. 중국은 2013년, 자국의 은행이 가상통화를 취급하는 것을 금지하였고, 2017년 9월에는 중국내의 비트코인 교환소 전체에 폐쇄명령을 내렸다. 미국과 일본은 가상통화의 거래소와 ‘이니셜 코인 오퍼링(ICO, 가상통화 발행에 의한 자금 조달)’에 대해 주식 거래와 투자은행에 적용하고 있는 것과 동일한 감시 규제를 검토하고 있다.

앞으로는 블록체인 기술을 적용하는데 있어, 디지털 개인정보의 안전성 확보가 필요하며 벤처 캐피털리스트인 모리스 씨에 따르면, 개인의 신상정보와 재무정보를 조합한 새로운 가상통화가 등장할 가능성이 있다고 한다. 따라서 비트코인과 같은 익명성은 사라지게 된다(비트코인 보유자 중에 가상통화 자산에 관해 정직하게 세금을 납부하고 있는 사람은 수 백 명이 체 안 된다고 모리스 씨는 추정하고 있다). 그러나, 디지털 통화가 주류가 됨에 따라 안전성과 안정성이 확보된다면, 감수는 허용되거나 오히려 요구될 것으로 생각된다. “비트코인이든 아니든 간에 누군가를 믿고 자신의 자산과 거래를 맡길 경우, 규칙의 도입은 시간 문제이다”라고 머크 씨는 말한다.     
  
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