암호화폐 채굴이란 무엇인가?

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채굴은 거래를 검증하고 새로운 정보가 데이터베이스에 추가되며 신규 코인이 유통되게 하는 일련의 과정이다. 채굴은 암호화폐를 탈 중앙형 개인 간 네트워크 기능을 가능하게 하기 때문에 중요하다.  

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채굴은 세 가지 주요한 기능을 수행한다. :

  1. 새로운 코인 발행

법정화폐는 중앙은행이 발행하는 반편, 비트코인은 채굴되어야 한다. 이는 비트코인이 소프트웨어 안에 존재하지만, 아직 유통되지 않았기 때문에 ‘발굴’이 필요하다는 점에서 금 혹은 다른 것을 발견하는 것과 같은 개념이라고 볼 수 있다. 비트코인 채굴은 전문적인 채굴 노드가 문제를 해결하고 암호화폐로 보상받는 형식으로 이루어진다.

2. 거래 확인

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블록체인에 블록이 포함된 경우에만 거래가 승인된다. 승인이 많을수록 결제가 안전하다고 판단한다.

3. 보안성

채굴하는 사람이 많을수록 네트워크는 안전하다. 분산된 채굴 전력(해시 레이트)은 네트워크를 안전하게 유지한다. 이론적으로 비트코인 거래를 뒤집는 방법은 네트워크 채굴 시 대다수가(51%) 해시 레이트를 제어했을 때 유일하게 발생한다.

모든 암호화폐가 채굴되는 것은 아니며, 비트코인은 채굴 가능한 암호화폐 중 가장 유명하다.

비트코인 채굴

비트코인은 노드 네트워크가 규제하는 블록체인을 사용한다. 이러한 맥락에서 두 가지 유형의 노드가 있다.

  • 노드는 네트워크 내에서 정보를 문서화하고 동기화하기 위해 다른 노드와 통신하는 컴퓨터다.
  • 이러한 노드 중 일부는 새로운 모든 거래를 블록에 추가해 블록체인을 구성하는 특수 채굴 노드가 있다.

채굴자들은 복잡한 수학 문제를 풀기 위해 경쟁한다. 한 채굴자가 문제를 풀면 나머지 네트워크와 공유해 솔루션을 검증하고 블록 추가 승인을 받는다.

채굴자는 문제를 “해결”하기 위해 정답을 알아야 한다. 어떻게 알 수 있을까?

채굴자는 해시 함수와 결합할 때 특정 범위 내 숫자를 생성할 수 있도록 숫자를 찾아야 한다.

해시 함수란?

간단히 말해 해시함수는 데이터에 적용할 수 있고 단일 ‘해시’ – (해시는 단순히 숫자)를 생성하는 일련의 알고리즘이다. 기본 해시 함수와 암호화 해시 함수로 나뉘며 후자가 블록체인에 사용된다.

모든 비트코인에는 임의의 숫자로 채워질 수 있는 특별한 블록이 있으며 이는 논스(nonce:number only used once)라고 불린다. 각 채굴자는 이미 알고 있는 블록(메모리 풀)에서 정보를 가져와 블록을 구축한다. 모든 거래에 해시를 완료하면 이른바 ‘머클 트리(Merkle Tree)’ 혹은 ‘해시 트리(hash tree)’를 형성한다. 이 과정은 모든 이전 해시를 나타내는 단일 해시가 나타날 때까지 반복되며 이를 ‘루트 해시(root hash)’라고 부른다. 기본적으로 해시 찾아내기 위해 채굴자는 시행착오를 통해 어떤 숫자 순서를 논스로 사용할지 결정해야 한다. 

알고리즘의 출력값이 목표 값보다 낮으면 유효한 것으로 간주하고 나머지 네트워크에 의해 승인받을 수 있다. 블록의 해시가 목표 값보다 높으면 채굴자는 올바른 정답을 찾을 때까지 해시 함수에 들어가는 데이터를 변경해야 한다. 

이론적으로 블록체인에 존재하는 거래 내역을 변경해 정확한 출력값을 얻을 수도 있는데, 그러므로 작업증명이 필요하다. 채굴자들은 반드시 정답을 다른 노드와 공유해 확인해야 한다. 일단 채굴자가 ‘해시가 목표 값보다 작음’ 규칙을 만족하는 답을 찾았다면, 채굴자는 정답을 다른 노드와 공유해 검증받을 수 있다.

난이도 수준

문제의 난이도 수준은 사용자의 수와 네트워크 계산 능력에 따라 결정된다. 채굴자가 많아지면 블록 생성 속도를 낮추기 위해 문제의 난이도가 높아진다. 이를 통해 일정한 암호화폐 생성을 보장하며, 현재 블록을 생성하는데 소요되는 평균 시간은 10분이다.

보상

채굴자는 성공적으로 채굴한 블록에 대한 보상으로 암호화폐를 받는다. 안정적인 공급을 위해 보상금은 21만 블록(약 4년 소요)마다 반감된다. 2019년 10월 총 2,100만 개의 비트코인 중 1,800만 개가 채굴되었다.

채굴의 미래

현재 채굴 시스템은 공격으로부터 네트워크를 보호하는 데 유용하지만, 채굴에는 상당량의 에너지를 소비하는 값비싼 하드웨어가 필요가 필요하다. 이를 해결하기 위해 많은 대안이 개발되고 있으며, 일부 암호화폐는 채굴 과정을 없앨 가능성도 있다.

추가 기사

채굴 정보에 대해 추가로 알고 싶다면 가장 쉬운 채굴 방법 그리고 채굴하기 좋은 암호화폐에 관한 비인크립토의 기사를 참고하길 바란다. 기사를 통해 채굴을 시작하는 데 필요한 모든 정보를 찾을 수 있을 것이다!

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영국에서 생물학을 공부한 제시카는 UAE, 아프리카, 동남아시아 기업에서 커뮤니케이션 관리를 담당했습니다. 그녀는 떠오르는 신기술을 전 세계에 소개하고 교육 격차를 해소해 기술에 대한 이해를 높이는 것이 주류로 발전하기 위한 중요한 과정이라고 생각합니다.

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