calculateHash

블록체인에서 calculateHash의 역할

블록체인에서 calculateHash 함수는 각 블록의 고유한 해시 값을 계산하는 데 사용됩니다. 이 해시 값은 블록의 무결성을 보장하고 블록 간의 연결성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 아래에 calculateHash 함수가 블록체인에서 사용되는 이유를 상세히 설명하겠습니다.

1. 블록의 고유 식별자 역할

• 고유한 식별자: calculateHash 함수는 블록의 데이터를 바탕으로 고유한 해시 값을 생성합니다. 이 해시 값은 블록의 고유 식별자로 사용되며, 블록체인 내에서 각 블록을 식별하는 데 중요한 역할을 합니다.
• 데이터의 무결성 보장: 블록의 데이터를 해시 함수에 입력하여 생성된 해시 값은 해당 블록의 데이터가 변조되지 않았음을 보장합니다. 만약 블록의 데이터가 변경되면 해시 값도 변경되므로, 데이터 무결성을 쉽게 검증할 수 있습니다.

2. 블록 간의 연결 유지

• 이전 블록의 해시 값 포함: 각 블록은 이전 블록의 해시 값을 포함하고 있습니다. 이를 통해 블록 간의 연결이 이루어집니다. 예를 들어, 블록 2는 블록 1의 해시 값을 포함하며, 블록 3은 블록 2의 해시 값을 포함합니다. 이러한 구조는 블록체인의 연속성을 보장합니다.
• 변경 탐지: 만약 어떤 블록의 데이터가 변경되면 해당 블록의 해시 값이 변경되며, 이로 인해 그 블록 이후의 모든 블록의 해시 값도 변경됩니다. 이를 통해 블록체인 내에서 데이터 변조를 쉽게 탐지할 수 있습니다.

3. 작업 증명(Proof of Work)과 합의 알고리즘

• 작업 증명: 블록체인 네트워크에서 새로운 블록을 추가하기 위해서는 작업 증명(Proof of Work, PoW) 과정을 거쳐야 합니다. 이 과정에서 calculateHash 함수는 중요한 역할을 합니다. 마이너는 블록의 해시 값을 특정 조건(예: 해시 값이 특정 개수의 0으로 시작해야 함)을 만족할 때까지 반복적으로 calculateHash 함수를 호출하며, 해시 값을 찾습니다.
• 보안 강화: PoW는 블록체인 네트워크의 보안을 강화하는 데 기여합니다. 해시 값을 찾기 위해 많은 연산 자원이 필요하며, 이를 통해 네트워크에 블록을 추가하는 과정이 어렵고 비용이 많이 듭니다. 따라서 공격자가 네트워크를 장악하고 블록을 조작하는 것이 매우 어렵습니다.

calculateHash 함수 예시

아래는 블록체인에서 calculateHash 함수가 어떻게 구현될 수 있는지에 대한 예시입니다:

const crypto = require('crypto');

class Block {
  constructor(index, timestamp, data, previousHash = '') {
    this.index = index;
    this.timestamp = timestamp;
    this.data = data;
    this.previousHash = previousHash;
    this.hash = this.calculateHash();
    this.nonce = 0;  // 작업 증명(Proof of Work)에서 사용됨
  }

  calculateHash() {
    return crypto.createHash('sha256')
                 .update(this.index + this.previousHash + this.timestamp + JSON.stringify(this.data) + this.nonce)
                 .digest('hex');
  }

  mineBlock(difficulty) {
    while (this.hash.substring(0, difficulty) !== Array(difficulty + 1).join("0")) {
      this.nonce++;
      this.hash = this.calculateHash();
    }
    console.log("BLOCK MINED: " + this.hash);
  }
}

class Blockchain {
  constructor() {
    this.chain = [this.createGenesisBlock()];
    this.difficulty = 4;  // 예시로 난이도를 4로 설정
  }

  createGenesisBlock() {
    return new Block(0, "01/01/2020", "Genesis Block", "0");
  }

  getLatestBlock() {
    return this.chain[this.chain.length - 1];
  }

  addBlock(newBlock) {
    newBlock.previousHash = this.getLatestBlock().hash;
    newBlock.mineBlock(this.difficulty);
    this.chain.push(newBlock);
  }

  isChainValid() {
    for (let i = 1; i < this.chain.length; i++) {
      const currentBlock = this.chain[i];
      const previousBlock = this.chain[i - 1];

      if (currentBlock.hash !== currentBlock.calculateHash()) {
        return false;
      }

      if (currentBlock.previousHash !== previousBlock.hash) {
        return false;
      }
    }
    return true;
  }
}

요약

calculateHash 함수는 블록체인에서 각 블록의 고유한 해시 값을 계산하여 블록의 무결성을 보장하고, 블록 간의 연결을 유지하며, 작업 증명(Proof of Work) 과정을 지원합니다. 이를 통해 블록체인은 변경 불가능한 데이터 구조를 유지하며, 네트워크의 보안을 강화할 수 있습니다.