자료구조로써의 블록체인

Enzo·2022년 3월 17일
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블록체인

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블록체인이란?

블록체인의 핵심은 인터넷 상에 있는 사람들과 동일한 데이터를 가지는 것이다.

  • 누구나 데이터를 추가할 수 있다.
  • 데이터는 한 번 추가되면, 수정하거나 삭제할 수 없다.
  • 개인이나 단체가 데이터를 관리하는 것이 아니라, 블록체인 네트워크에 있는 모든 사람들이 함께 관리한다.

블록(Block)

  • 블록은 데이터를 저장하는 공간
  • 블록에는 자산에 대한 정보를 담거나, 개인 정보를 암호화해서 담는 등 다양한 유형의 정보를 담을 수 있다.
  • 블록의 구성은 어떤 종류의 데이터를 저장하느냐에 따라 결정된다.
  • 비트코인과 같은 일반적인 암호화폐에서는 블록에 거래기록(트랜잭션)을 저장한다.

체인(Chain)

  • 블록 하나에 모든 거래 기록을 담는 것은 비효율적이고 편의성이 떨어짐
  • 네트워크에 참여한 사용자가 하나의 블록에 일정한 갯수의 트랜잭션을 넣어 네트워크에 공유하면, 새로운 블록을 만들어 새롭게 생긴 트랜잭션들을 담는다.
  • 이 새로운 블록에는 이전 블록을 지칭하는 데이터를 함께 넣어, 직전 블록이 어떤 블록인지 지정한다.
  • 연결 리스트와 비슷한 형태
  • 모양이 마치 체인처럼 연결되어 있다고 해서 이러한 데이터 구조를 블록체인이라고 부른다.

블록 생성

  • 블록체인 네트워크에서 거래가 발생하여 새로운 트랜잭션이 생기면, 이 트랜잭션은 네트워크 내에 있는 모든 노드들에게 공유된다.
  • 블록체인에서는 다양한 검증(Verification)절차를 수행한다.
  • 노드들은 공유받은 트랜잭션이 실제 송금자가 만든 트랜잭션이 맞는지, 악의적인 사용자가 타인을 사칭하는 것은 아닌지, 트랜잭션이 만들어지고 난 후 수정되지는 않았는지 검사한다.
  • 트랜잭션에 대한 유효성 검사가 끝나면 트랜잭션이 블록에 담기고, 해당 블록이 체인에 추가되어 블록체인의 일부가 될 때 트랜잭션에 대한 처리가 완료된다.
  • 트랜잭션을 모아서 하나의 블록으로 만드는 과정을 채굴(Mining)이라고 한다.

분산원장과 블록체인

블록체인은 특정 기술들이 추가된 분산 원장의 한 종류이다. 블록체인은 네트워크 내 모든 노드들이 새로운 블록에 대한 유효성을 검증하고 난 후에, 블록을 체인에 추가할 수 있기 때문이다.

일반적인 분산 원장과 블록체인의 차이점

  1. 블록 구조
    블록체인은 일반적으로 블록 형태로 데이터가 저장된다. 그러나 모든 분산 원장이 블록 형식으로 데이터를 저장하지는 않는다. 분산원장은 여러 노드에 데이터를 분산시켜 저장하는 데이터베이스이며, 블록 형식이 아닌 다른 다양한 방식으로 데이터를 저장할 수 있다.
  2. 순서
    블록체인 기술은 모든 블록이 직전 블록을 가리킴으로써 순서대로 배열되어 있다. 그러나 모든 분산 원장에서 데이터를 꼭 순서대로 저장하지는 않는다.
  3. 블록 생성 메커니즘
    블록체인에서는 블록을 생성할 노드를 정하기 위해 PoW, PoS 와 같은 메커니즘을 사용한다. 이러한 메커니즘은 보통 자원을 소모하게 한다. 그러나 일반적인 분산 원장에서는 블록을 경쟁적으로 생성하지 않는 메커니즘을 사용하는 경우도 있다.
  4. 토큰
    블록체인에서는 블록을 생성하기 위해 자원을 소모한 노드에게 보상을 주기 위해 코인을 제공하며, 이 코인은 화폐의 역할을 한다. 만약 자원을 소모해 블록을 생성했는데 아무런 보상도 주어지지 않는다면 아무도 블록을 만들려 하지 않을 것이다. 따라서 블록체인에는 코인이 필수적이다.
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