🔨 마무리 정리 🔨

다시 읽어보고 학습을 하면서 중요하다고 생각하는 부분 또는 개인적으로 어려웠던 부분을 정리한다.

• 이 글은 누군가에게 알려주는 용도가 아니다.
• 단순히 내가 이해한 내용에 대해서 적는 것이기 떄문에 글의 내용이 이어지지 않을수 있다.

🔥 암호화폐의 화폐 대체에 대한 의견

사토시 나카모토는 비트코인을 중앙화된 제 3자를 신뢰할수 없기 떄문에 만들었다.

즉 탈중앙화 시스템이라고 할 수가 있다.

최초 목적을 화폐를 대체하기 위해서 만들었지만 현재로써는 불가능하다고 생각이 든다.

왜냐면 화폐의 조건 3가지중 2가지를 충족 시키지 못하고 있기 떄문이다.

충족시키는 부분은 결제가 가능하다, 교화의 매개체가 된다 이다.

충족시키지 못하는 부분은 가치척도의 기준 역할을 해내지 못한다는 내용이다.

이 말은 쉽게 말해 변동성이 너무 크다는 이유도 된다.

기술내부적으로는 속도가 느린 이유도 있지만 속도가 느려도 화폐의 역할은 할 수는 있다.

하지만 변동성이 심해 가치가 계속 바뀌게 된다면 절대 화폐의 역할을 할 수 없을 것이다.

🔥 분산 원장 기술(DLT)

우리는 일단 영어에 익숙해질 필요가 있다.

• 공부를 해오면서 한국말로는 아는데 영어가 뭔지 몰라서 헷갈렸던 경우가 많다;;

우리가 모두 잘 아는 P2P네트워크를 이용하는 기술을 말하면 DLT라고 한다.

블록체인의 핵심 시스템으로 블록체인을 DLT라고 할 수 있지만 DLT를 블록체인이라고는 할 수가 없다.

🔨 다양한 DLT중 하나가 블록체인 이다.

DLT는 중앙집중원장에 비해 다방면에서 장점이 있다.

[1] 비용문제

중앙형인 시스템이 비해서 수수료가 저렴하다.

[2] 보안 문제

중앙형인 시스템은 한곳에 저장되어 있기 떄문에 해킹 가능성이 많다
- 하지만 DLT의 경우에는 여러곳에 사본을 저장하기 떄문에 문제가 없다.

[3] 시간문제

해외 거래인 경우에 포함이 된다.

중앙형 시스템의 경우에는 해외거래일 경우 수많은 매개체를 거쳐야 하기 떄문에 비용과 시간이 오래 든다.

🔥 nonce vs UTXO

이 둘은 하는 역할은 동일하다는 점에서 차이는 없다.

둘다 이중 지불을 막기 위해 존재하는 개념이고 nonce는 이더리움의 트랜잭션, UTXO는 비트코인의 트랜잭션에서 사용이 된다.

nonce는 매우 간단하게 작동이 한다.

• 그냥 거래 index를 누적 시켜 나간다.

UTXO는 지갑을 거래할떄마다 생성하는 방식으로 작동한다.

🔥 블록체인 트릴레마

쉬운듯 쉽지않은 문제이다.

이해하는 것은 쉽지만 문제를 해결 하는 것이 어렵다는 뜻이다.

한쪽이 무너지면 다른쪽은 좋아진다라는 내용으로 한쪽 성능을 향상시키면 반대되는 성능은 떨어진다는 문제이다.

이 문제로 인해서 현재 블록체인이 큰 곤란을 겪고있다.

대표적으로 확장성이 있다.

개인적인 의견으로는 일정부분 탈중앙화를 포기하고 확장성을 챙기는것이 좋지 않을까 싶다.

• 컨소시엄 블록체인 같은 형태로
• 하지만 또 이런문제는 제 3자를 신뢰할수 있냐 없냐로 인해 문제가 야기될수가 있다.

그래도 일정부분 탈중앙화를 포기하고 확장성을 챙기게 되면 좀더 실생활에 유용하게 사용되지 않을까 라는 생각이 든다.

• 그리고 사실 제 3자 없이 생태계가 구성될 수 있을까..?? 라는 의문도 생긴다.
• 가능하다면 정말 굉장한 생태계가 될 것이다.

🔥 트릴레마 연관성

확장성, 탈중앙화, 보안을 어떻게 늘릴수 있는지 그에 따른 단점은 무엇이지에 대해 적어 볼 것이다.
🔨 확장성

[1] 소수의 노드만 검증에 참여

소수의 노드만 검증에 참여하게 되면 모든 노드를 거칠 필요가 없기 떄문에 TPS가 상승한다.
- 반면에 보안, 탈중앙화를 포기를 해야 할 것이다.

[2] 블록 생성 주기 감소

이 부분은 조금 심오하다고 생각을 한다.

블록 생성 주기를 줄이게 되면 더 빨리 블록을 만들고 거래를 처리 할수 있게 되지만 그러기 위해서는 소수의 노드로 운영이 되어야 할 것이다.
- 또한 그만큼의 해시파워가 준비되어 있어야 할 것이다.

[3] 블록의 크기 증가

블록의 크기를 증가시키면 한번에 많은 트랜잭션을 담을 수 있게 되지 떄문에 TPS는 좋아질 것이다.
- 하지만 반대로 트랜잭션처리에 드는 수수료가 증가를 하게 될 것이다.
- 또한 채굴자, 노드 입장에서 큰 데이터를 받아야 하기 떄문에 부담이 될 것이고 중앙화가 이루어 질 수가 있다.

이 외에도 다양한 레이저, 하드포크, 소프트 포크 등이 있지만 이런것 없이 대략 생각나는 부분이다.

확장성의 변화에 따라서 탈중앙화와 보안은 자연스럽게 변하게 된다.

• 변하지 않을 수도 있지만 대개 변한다.
• 그러기 떄문에 이 트릴레마에서 벗어나지 못하는 것이다.

어떤 부분을 중시하냐에 따라서 장점과 단점이 모두 존재하게 된다.

🔥 오프체인(라이트닝 네트워크)

비트코인이 많은 이유는 생성되는 블록주기에 비해 처리해야 하는 트랜잭션이 많기 떄문이다.

그러기 때문에 거래가 계속 밀려서 거래 처리가 늦게 되는 것이다.

라이트닝 네트워크는 이런 밀리는 트랜잭션을 처리하기 위해 등장한 2레이어 솔루션이다.

기존의 생태계는 온체인 내에서 거래를 처리를 하였다.

• 즉 생태계내부에서 거래를 처리를 하였다.

하지만 라이트닝 네트워크는 오프체인 즉 생태계 밖에서 거래를 처리한뒤 그 거래가 종료가 되면 온체인에 올리게 되는 것이다.

결론적으로 말해 블록체인 기술은 아니다.

또한 오프체인이라는 공간에는 서로간의 거래가 끝난뒤에 올려주어야 하는 제 3자가 필요하다는 단점이 있다.

하지만 현재에는 많이 사용되고 있는 기술이다.

그럼 우리는 의문이 들 수가 있다.

기존의 온체인 거래에서는 노드들의 검증이 있기 떄문에 안전하게 거래가 가능하였지만

오프체인에서는 어떻게 안전하게 거래를 하게 될 수 있나..??

그런 문제는 라이트닝 네트워크는 시간 잠금 계약과 다중키 를 통해서 해결을 하였다.

기본적으로 두 거래가 기록된 장부를 수정하기 위해서는 두 사람의 키가 모두 필요하다.

이후 거래가 끝난뒤에 한 사람이 악의적으로 수정을 하려고 해도 시간 잠금 계약으로 인해서 온체인에 올라가기 전까지 열어 볼 수가 없게 된다.

🔥 레이어1 vs 레이어2

둘의 차이점은 간단하다.

레이어2는 레이어1 프로토콜을 개선하기 위한 기술을 말한다.

• 대표적으로 라이트닝 네트워크, 사이드 체인
• 하드포크와 소프트포크의 차이라고도 개인적으로 생각한다.

🌪 사이드 체인

개인적으로 잘 이해가 안가고 기억이 안나서 적어본다.

사이드 체인은 일종의 메인체인을 도와주는 체인 이다.

독립적인 공간을 구성하는 것이 아니라 메인체인옆에 붙어서 메인체인이 처리해야 할 일을 대신 처리하고 다시 메인체인에 보내주는 역할을 하게 된다.

예를 들면 메인체인에 있는 자산을 사이드체인으로 옮겨서 트랜잭션을 처리하고 중요한 정보만 다시 메인체인에 올려주는 역할

즉 쉽게 말해 TPS를 높이기 위해 메인체인에 모든 데이터를 두는 것이 아니라 사이드 체인에 보관하여 메인체인을 효율적으로 관리하기 위함이다.

이 사이드 체인을 통해서 서로 다른 생태계의 토큰을 주고 받을수 있게 된다.

앞서 말한 내용중 메인체인에 붙어서 처리해야할 일을 도와주는 역할이라고 했다.

이 말은 메인체인에서 처리해야할 일을 다른 생태계에서 처리할수 있게 한다는 것이다.

• 예를들면 TPS가 낮은 생태계에서 다른 생태계로 가서 거래를 처리한뒤 기존의 생태계에 올리는 역할

그러기 때문에 다리 역할이 가능하며 다리를 만드는 기능에는 여러가지가 있다.

• 멀티 시그, 콜레트럴 등등

🔨 쉽게 이해하면 사이드 체인은 다른 생태계를 이어주는 브릿지 역할을 하고 메인체인을 도와주는 역할을 한다.

🔥 FLP impossibility

합의 알고리즘에 대한 내용이다.

요약하면 합의 알고리즘은 두가지 사항을 반드시 만족해야 하는데

이 두가지 사항을 모두 만족 할수 없다는 이론이 된다.

• Safety, Liveness

Safety는 문제가 없는 노드들은 잘못된 합의가 이루어 지지 않는다.

Liveness는 문제가 없는 노드는 반드시 합의에 참여 해야 한다

Liveness를 선택한 대표적은 생태계는 비트코인이다.

• PoW를 사용하기 때문에 노드는 채굴에 모두 참여하게 된다.

Safety를 선택한 노드는 대표적으로 코스모스가 있다.

• BFT, PBFT를 말하는 것이다.

🌪 Tendermint

한번 다뤄봐야지 했다가 안다루고 넘어갔던 내용이다.

코스모스에서 사용하는 합의 알고리즘으로 BFT를 사용한다.

가장 큰 특징은 선 합의후 블록을 생성하는 것이다.

기존의 블록체인은 가장 최근의 데이터를 가져오기 위해서는 일정시간 기다려야 한다.

• 비트코인의 경우에는 10분당 1개씩 생성이 되기 떄문에 1시간 기다려야 한다.

그런뒤에 가장 최신의 데이터에 신뢰를 가지고 가져올 수가 있게 된다.

• 왜냐하면 분기, 포크가 일어날수 있기 때문이다.

하지만 텐더민트의 경우는 선 합의후 블록을 생성하기 떄문에 체인이 나눠질일이 없어 바로 데이터를 가져 올수 있게 된다.

🔨 작동 방식

Dpos를 사용한다.

검증자 집단 내에서 지분에 따라 한 검증자가 선발이 되고 검증자는 반드시 블록을 한개 생성을 하게 된다.

이후 다른 검증자들이 해당 블록에 동의하면 바로 블럭이 추가되게 된다.
- 검증과정이 따로 없다;;

검증이 없다는게 가장 큰 특징 이라고 할 수가 있다.

🔥 확률적 완결성 vs 절대적 완결성

이 부분은 내가 따로 다루지 않았던것 같다.

확률적 완결성이란 블록이 롤백될수 있을지에 대한 내용이다.

확률적으로 가능하다는 말이며 내가 앞서 말했듯이 비트코인의 경우 1시간을 기다려야 하는 이유가 여기에 있다.

예시를 들어 좀 방대하게 설명을 해보겠다.

블록체인에서는 분기가 어떻게 일어날까??

비트코인의 경우가 있다.

서로다른 채굴자가 서로 먼 지역에 위치해 있다.
- A,B라고 하겠다.

둘은 거의 동시에 블록을 채굴했고 둘 모두 검증이 완료가 되었다.

이제 체인에 연결을 하게 되는데 네트워크 특성상 한번에 모든 노드가 작동을 할수 없기 때문에 브로드캐스팅 방식으로 노드마다 모두 블록에 올리게 될 것이다.

이렇게 되면 A에 가까운 노드들은 A의 노드를 올리고 B에 가까운 노드들은 B의 블록을 올리게 될 것이다.

결국 이렇게 되면 특정 노드에는 A에 담겨 있을 것이고 특정 노드에는 B가 담기게 될 것이다.

이후 만약 B를 가지고 있는 노드에게 블록이 이루어 진다면
- C라고 하겠다.

A를 가지고 있는 블록에도 C가 전파될 것이데 A를 가지고 있는 노드는 B가 없기 때문에 B를 따로 추가할게 될 것이다.
- 이때 분기가 발생을 한다.

이러한 과정이 반복되게 되면서 분기는 유지될 것이다.
- 이런 분기가 있기 떄문에 일정시간 기다려야 한다고 말을 한 것이다.

이러한 문제점을 해겨하기 위해 비트코인에서는 가장 긴 체인을 선택하는 방식을 택했다.

해당 내용을 보면 비트코인 기준 확률적으로 최신의 정보를 준다는 것을 알 수가 있다.

• 분기가 일어날 확률은 매우 적다.
• 또한 즉각적인 거래 확정을 요구하는 서비스에서는 적용이 매우 어렵다

반면에 절대적 완결성은 PBFT기반에서 사용이 되며 분기가 일어날 수가 없다.

왜냐하면 합의에 참여한 노드들의 동의하에 만들어 지기 때문이다.

🔥 스마트 컨트랙트

몇몇 사람들이 오해를 하는 게 있다.

비트코인으 스마트 컨트랙트가 없어

이건 틀렸다.

비트코인도 스마트 컨트랙트가 있다.

단순히 생태계의 특성상 기록이 동적으로 유지되며 기록이 안되기 떄문에 dApp구현이 불가능한 것일 뿐이지

스마트 컨트랙트는 있다.

비트코인이 가지고 있는 스마트 컨트랙트는 계산이다.

• 단순히 계산이다.

스마트 컨트랙트는 코드로 이루어져 있으며 특정한 조건에 따라 작동이 된다.

투명하며 속히 말해 뒷통수를 칠 수가 없다.

비트코인의 스마트 컨트랙트는 더하기 뺴기가 있다.

비트코인은 단순히 거래 기록을 저장하고 거래를 처리하는 용도로 만들어 졌기 때문에

for문, while문과 같이 튜링 완전한 상태가 아니고 불완전한 상태이다.

그러기 때문에 단순히 if문을 통해 해당 조건이 맞는지만을 확인하면서 스마트 컨트랙트를 작동한다.

비트코인에서 구현하는 스마트 컨트랙트는 스크립트 라는 언어를 사용한다.

🔥 UTXO작동 원리

비트코인에서 사용하는 지갑 공간?? 이라고 이해를 하면 될 것 같다.

이중 지불 문제를 처리하며 익명성과 보안성이 강하지만 동적으로 작동을 안된다는 단점이 있다.

• 그러기 떄문에 dApp을 구현할수 없다.

예시를 드는 것이 좀더 편할 듯 싶다.

나는 5비트코인을 가지고 있고 이 5 비트코인은 하나의 UTXO공간에 보관이 되게 된다.

이후 A에게 3비트 코인을 보내려고 한다면

UTXO가 두개가 만들어 지고 한쪽에는 3비트코인 한쪽에는 2비트코인이 담기게 된다.
- 이떄 5비트코인이 있던 UTXO는 삭제가 된다.

이후 3비트코인을 보내게 되고 2비트코인의 UTXO만을 가지게 된다.

반대로 2비트코인을 받게 되면 3비트코인이 있는 UTXO를 없애고 새로운 UTXO를 만들어내 그곳에 5비트코인을 담는다.

대략적인 작동 방식은 이렇다.

그러면 어떻게 이전의 거래를 유지하고 이어 질수 있는지를 알아보자.

비트코인의 트랜잭션에는 입력과,출력,버전,시간등이 담겨있다

이떄 입력과 출력을 사용하게 된다.

출력에는 내가 현재 가지고 있는 비트코인의 잔액 즉 UTXO가 담겨 있고 입력에는 이전에 거래한 출력을 가르키는 포인터, 출력을 해제할수 있는 키를 가지고 있게 된다.

자 이제 트랜잭션을 받았을때를 생각해보자

해당 트랜잭션 안에 있는 값중 입력을 먼저 확인을 한다.

그러면 가르키고 있는 이전의 출력이 있을 것이고 입력은 가지고 있는 키를 통해서 이전의 출력을 열어보고 안에 있는 UTXO를 활용해 거래를 처리를 한다.
- 처리방식은 앞서 말했듯이 처리가 된다.

이후 처리가 완료되면 새로운 출력과 입력을 만들고 포인터를 지정한뒤 거래를 마치게 된다.

🔥 블록체인에서 난수 생성하기

오라클 문제에 대해 블록체인에서는 어떻게 해결하는지에 대한 내용이다

대표적으로 두가지가 있다.

[1] commit reveal scheme

원본 데이터를 해싱하여 스마트컨트랙트에 보낸뒤에 일정 시간이 지난후 원본 데이터를 보내는 방법이다.
- 처음 해싱데이터를 보낼떄 일정량의 토큰을 포함해서 보낸다.

그후 스마트컨트랙트에서는 원본 데이터를 해싱처리하여 처음에 보낸 해싱값과 비교를 하고 맞으면 난수를 만들고

다른값이면 실행하지 않는다.

[2] BLS scheme

N명의 사용자가 개인키를 쪼개서 가지고 있고 난수를 생성해야 할때 K명의 동의를 얻어 K개의 개인키 가지고 난수를 만들게 된다.

🔥 세그윗

디지털 서명을 따로 보관을 함으로써 확장성을 높이는 업그레이드 이다.

디지털 서명은 거래자 간의 신분을 확인시켜주는 역할을 한다.

송금자의 개인키로 암호화하면 수신자는 공개키로 복호화하여 신원을 증명 하는 것이다.

• 단순히 신원만을 증명하는 것이다, 돈들어 있으면 큰일난다;;

이러한 디지털 서명은 블록에서 공간을 차지 하고 있고 세그윗이라는 업그레이드를 통해서

디지털 서명을 블록에 저장하지 않고 witness라는 데이터 영역에 보관을 하는 것이다.

• 이러면 더 많은 트랜잭션을 담을 수 있기 떄문에 TPS가 늘어난다.

거래 가변성의 문제도 해결 하였다.

거래 가변성이란 실질적인 거래 내용에는 변화가 없지만 ID만을 변경하여 새로운 거래를 만들어 낼 수 있는 일종의 버그

보통은 ID는 개인당 하나만 주어지지만 두 개 이상의 거래 ID로 서로 다른 거래처럼 보이지만 실제 거래 내역은 동일한 거래를 가질 수 있는 것이다.

세그윗의 경우에는 이런 문제를 ID를 따로 보관하고 관리함으로써 막고 있다.

🔥 슈노르 서명

쉽게 말해 서명을 합치는 것을 말한다.

만약 한명에게 비트코인을 다수의 사람이 보내게 되면 트랜잭션마다 다수의 사람들의 서명이 존재 하게 될 것이다.

이렇게 되면 올라가는 트랜잭션에는 서명이 다수로 존재하게 되는 상황이 벌어지게 된다.

하지만 슈노르 서명을 사용하면 서명의 갯수는 줄어들게 될 것이고 이로인해 블록에는 더 많은 공간이 생겨

그 공간에 트랜잭션을 더 많이 처리 할수 있게 될 것이다.

멀티시그에 적용을 하며 멀티시그는 보안을 위해 다수의 사람들이 개인키를 활용해 거래를 체결하는 것을 말한다.

예를들면 개인키를 회사, 오프라인, 거래소 이렇게 가지고 있고 3개의 키가 있어야 거래가 가능한 상황을 말한다.

비트코인의 멀티시그에 슈노르를 도입하게 된다면 다수의 사람들이 사용한 키의 데이터를 각각의 별개 데이터로 인식을 하는 것이 아니라

하나의 데이터로 인식을 하여 용량이 줄어드는 원리이다.

지금의 비트코인에서는 각각 사용자들이 전송 수수료를 냈어야 했지만 하나의 전송 수수료만 내면 되기 떄문에 수수료가 낮아지고

보안상으로도 하나의 데이터만 검증하면 되기 떄문에 좀더 간편해 진다.

🔥 HD지갑

BIP 32에서 처음으로 제안이 되고 이후 BIP 44에서 개선이된 지갑이다.

지갑은 사용자의 개인정보를 위해 주소를 재사용하지 않는 것이 바람직하다.

주소는 비밀키를 통해서 만들어 지기 떄문에 저 소리는 다수의 비밀키가 있어야 한다는 것을 의미한다.

일단 결정적 지갑을 먼저 알아야 한다.

결정적 지갑은 하나의 시드키에서 다른 데이터와 결합하여 비밀키를 계속해서 생성해 나가는 지갑을 말한다.

시드키를 생성할떄는 DRBG라는 알고리즘을 사용하는데

이 알고리즘은 컴퓨터가 만들어낸 예측 가능한 난수에 해시값을 씌워서 사용을 한다.

이렇게 시드키가 만들어 지면 계속해서 비밀키를 만들어 나가게 된다.

• 특정 데이터와 결합을 한뒤 해싱

이러한 지갑은 장점이 있는데 바로 시드키만 알면 비밀키를 잃어버려도 찾을수 있다는 점이다.

그럼 HD지갑은 무엇일까

결정적 지갑과 같은 방식으로 시드키를 생성 및 이용한다.

하지만 만들어내는 키의 구조가 다르다.

HD지갑은 트리와 비슷한 구조로 자식키를 만들게 된다.

🔨 후기

아직 정리를 해도 완벽하지 않다고 생각을 한다.

그만큼 방대한 세계이고 그만큼 아는 이 세계가 좋다.

이 내용에 대해서 언제 다시 보게 될지는 모르겠다...

후에 또 고민이 되는 내용이 있다면 참고를 해볼 생각이고 단기간이지만 정말 빠듯하게 시간을 보내었다..ㅠㅠ