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블록체인과 비트코인의 구조 — 제네시스 블록부터 합의까지

학습일: 2026. 10. 22.

Ⅰ. 블록체인의 개념

1. 정의

  • 거래 기록을 일정 단위(블록)로 묶고, 각 블록에 직전 블록의 해시값을 기재하여 사슬 형태로 연결한 분산 장부
  • 동일한 장부 사본을 다수 참여자가 보관하며, 새 블록의 추가는 사전에 정한 합의 규칙에 따름

2. 구성 요소

용어 내용
블록(Block) 일정 시간 동안의 거래를 묶은 기록 단위
해시(Hash) 입력값을 고정 길이 값으로 변환한 결과. 입력이 1비트만 달라도 결과가 전혀 달라짐
체인(Chain) 각 블록 헤더에 직전 블록의 해시를 기재하여 연결한 구조
분산 원장 중앙 관리자 없이 다수가 동일한 장부 사본을 보관하는 방식
합의(Consensus) 어느 블록을 장부에 추가할지 결정하는 규칙

3. 위변조가 어려운 이유

  • 특정 블록의 내용을 수정하면 해당 블록의 해시가 변경됨
  • 다음 블록에 기재된 이전 해시와 불일치하게 되어 연결이 끊어짐
  • 은폐하려면 이후 모든 블록을 다시 생성해야 하고, 다른 참여자 다수의 사본보다 앞서야 함

4. 한계

  • 입력 단계의 진실성은 보장하지 않음. 최초 기록이 허위이면 위조 불가능한 허위 기록이 됨
  • 다수 참여자의 합의가 필요하여 처리 속도가 느리고 비용(전력·수수료)이 큼
  • 기록 수정이 불가능하므로 오류는 새 거래를 추가하는 방식으로만 정정함

Ⅱ. 등장 배경

1. 사토시 나카모토의 역할

      1. 비트코인 백서 발표, 2009. 1. 3. 최초 블록(제네시스 블록) 생성
  • 기존 기술을 조합하고, 그 위에 개방형 네트워크용 합의 방식을 새로 설계함
  • 정체는 현재까지 밝혀지지 않음. 본인이라 주장한 인물에 대해 2024년 영국 법원이 사토시가 아니라고 판단함
  • ’블록체인’이라는 용어는 백서에 사용된 표현이 아니며, 이후 정착된 명칭임

2. 선행 기술

연도 기술 블록체인에서의 역할
1979 머클 트리 다수 거래를 하나의 요약값으로 압축
1982 비잔틴 장군 문제 정식화 배신자가 섞인 집단의 합의 이론
1991 해시 사슬 타임스탬프(하버·스토네타) 기록의 선후·불변성 보장
1997 해시캐시(애덤 백) 작업증명의 원형
1998 b-money, bit gold 탈중앙 디지털 화폐 구상(미완성)
기존 공개키 암호·전자서명, P2P 네트워크 소유 증명, 장부 사본 공유

3. 핵심 문제 — 이중지불

  • 디지털 정보는 복제 비용이 없어 같은 돈을 두 번 사용하는 문제가 발생함
  • 종전에는 은행이 유일한 장부 관리자로서 사용 여부를 판정함
  • 은행 없이 해결하려면 다음 두 문제를 넘어야 함
문제 내용
비잔틴 장군 문제 일부 참여자가 거짓 정보를 전달해도 정직한 참여자 전원이 같은 결론에 도달해야 함
시빌 공격 가상 신분을 무제한 생성하여 다수결을 장악하는 공격

4. 비잔틴 장군 문제의 결론

  • 서명 없는 메시지 기준, 배신자 수를 f라 할 때 전체 참여자가 3f + 1명 이상이어야 합의 가능(배신자 1/3 미만)
  • 3명 중 1명이 배신자인 경우: 충성스러운 부관이 받는 정보가 ’사령관이 배신한 경우’와 ’다른 부관이 배신한 경우’에 동일하여 구별 불가
  • 4명 중 1명이 배신자인 경우: 받은 명령을 서로 공유하고 다수결로 결정하면 합의 가능
  • 위조 불가능한 서명을 사용하면 전달자가 내용을 변조할 수 없어 배신자 수와 무관하게 해결 가능
  • 비잔틴 장군 문제는 1982년 램포트 등이 제시한 가상의 사고실험이며 역사적 사건이 아님

5. 사토시의 해법(나카모토 합의)

  • 작업증명을 합의 수단으로 사용: 표를 참여자 수가 아니라 투입한 계산량으로 셈
  • 누적 작업량이 가장 많은 사슬을 정본으로 인정
  • 정직한 기록에 신규 코인을 보상하여 협조가 공격보다 유리하도록 설계

6. 시대적 조건(2008년 전후)

  • 사회: 금융위기로 금융기관 신뢰 하락. 제네시스 블록에 은행 구제금융 관련 신문 1면 제목을 기재함
  • 기술: 초고속 인터넷, P2P 네트워크 운영 경험, 개인 PC 연산력 확보
  • 선례: 1990년대 디지털 화폐(DigiCash, e-gold 등)는 운영 주체가 있어 파산·폐쇄됨

7. 비트코인과 블록체인의 관계

  • 백서의 주제는 ’개인 간 전자 현금(Peer-to-Peer Electronic Cash)’이며, 블록체인은 이를 위한 장부 구조로 함께 탄생함
  • 블록체인을 비트코인과 분리하여 범용 기술로 활용하는 흐름은 2014~2015년경부터 형성됨(이더리움 등)
  • 비트코인 코드는 공개되어 있어 복제 가능하나, 참여자·계산력·유동성·운영 이력은 복제되지 않음
  • 참여자가 적은 복제 체인은 소규모 계산력으로도 과반 장악이 가능하여 실제 51% 공격 피해 사례가 있음

Ⅲ. 블록의 구조

1. 블록 헤더(80바이트, 6개 항목)

  • 형식(항목 수·순서·크기)은 2009년 이후 변경된 적 없음. 각 항목의 값은 블록마다 다름
순서 항목 크기 값의 결정 방식
① 버전 4바이트 프로토콜 규칙 및 업그레이드 신호
② 이전 블록 해시 32바이트 직전 블록으로 자동 결정
③ 머클 루트 32바이트 블록에 포함된 거래 목록으로 자동 계산
④ 시각 4바이트 채굴자가 기재, 허용 범위 제한
⑤ 난이도 목표(bits) 4바이트 2,016블록마다 자동 조정
⑥ 논스 4바이트 조건 충족 시까지 변경하며 탐색

2. 항목별 유의사항

(1) 버전

  • 블록마다 1씩 증가하는 일련번호가 아니라 적용 규칙의 개정판 표시임
  • 2009~2013년 초 1, 이후 2·3·4로 변경, 2016년부터 0x20000000 기반 비트 신호 방식(BIP9)
  • 0x20000000의 앞 3비트는 001로 고정, 나머지 비트는 업그레이드 찬성 신호로 사용(예: 2021년 탭루트는 2번 비트, 신호 0x20000004, 90% 이상 찬성으로 확정)
  • 현재 장비는 가운데 16비트(13~28번)를 논스 보조용으로도 사용함(BIP320, 버전 롤링)

(2) 블록 높이

  • 블록 번호(높이)는 헤더에 없음. 제네시스부터 연결 순서를 세어 산출함
  • 블록 간 순서는 번호가 아닌 이전 블록 해시로 보장됨

(3) 시각

  • 블록의 완성 시각이 아니라 해시 계산 전에 기재하는 작성 시각임
  • 직전 11개 블록 시각의 중앙값보다 늦어야 하고, 네트워크 시각보다 2시간을 초과하여 앞설 수 없음
  • 따라서 뒤 블록의 시각이 앞 블록보다 이른 경우가 존재함

3. 블록 본문

  • 거래 개수와 거래 목록으로 구성됨
  • 첫 번째 거래는 보상 거래(코인베이스)로, 이전 거래 참조가 없고 채굴자가 자신의 주소를 기재함
  • 보상 거래의 메모란은 자유 기재가 가능함

4. 머클 루트

  • 거래별 해시를 둘씩 묶어 다시 해시하는 과정을 하나가 남을 때까지 반복한 값
  • 홀수 개인 경우 마지막 값을 복제하여 짝을 맞춤
  • 거래가 1건이면 해당 거래의 해시가 곧 머클 루트임
  • 거래 1건만 변경되어도 머클 루트 → 헤더 → 블록 해시가 연쇄적으로 변경됨

Ⅳ. 제네시스 블록(블록 #0)

1. 개요

  • 비트코인 최초 블록으로, 사토시가 직접 생성하여 프로그램 소스코드에 고정값으로 내장함
  • 총 285바이트 = 헤더 80바이트 + 거래 개수 1바이트 + 거래 1건 204바이트

2. 헤더 값

항목 값
① 버전 1
② 이전 블록 해시 전부 0 (직전 블록 없음)
③ 머클 루트 4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b
④ 시각 2009-01-03 18:15:05 UTC (한국시간 2009-01-04 03:15:05)
⑤ 난이도 목표 1d00ffff (최저 난이도)
⑥ 논스 2,083,236,893
블록 해시 000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f

3. 거래 1건(204바이트)의 구성

항목 내용
거래 버전 1
이전 거래 참조 전부 0 (신규 발행)
메모란 2009. 1. 3.자 영국 더타임스 1면 제목(은행 2차 구제금융 임박 관련)
금액 50 BTC (5,000,000,000 사토시)
받는 조건 사토시의 공개키(65바이트)
잠금 시간 0
  • 메모란의 신문 제목은 해당 일자 이전에 블록이 생성될 수 없었음을 증명하는 기능을 함
  • 제네시스 블록의 보상 50 BTC는 구조상 사용 불가능함
  • 공개키에 대응하는 주소는 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa이며, 이후 타인의 송금이 누적되어 잔액이 50 BTC를 초과함

4. 사토시의 관여 범위

구분 항목
직접 결정 ① 버전, ④ 시각, ⑤ 난이도, 메모란 문구, 보상액, 받는 공개키
사실상 강제 ② 이전 해시(0), 이전 거래 참조(0)
자동 산출 ③ 머클 루트
계산으로 탐색 ⑥ 논스(값을 선택할 수 없음)
결정 불가 블록 해시

5. 내용 변경 시의 결과(계산 검증)

가정 머클 루트
실제 4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b
거래 버전을 0으로 기재 8f643f1582ed91b9983d90b26505fb288cbcb2dcc9456dcadb8c7b3e965401b7
메모란 문구를 다른 문장으로 기재 e3bdbe66a49682ffc82e1c1c5e635ad06f67495d0004d98e1bad25f1b9f4042e
  • 위 두 가정에서 기존 논스를 그대로 사용하면 블록 해시가 목표값을 통과하지 못함
  • 내용이 1바이트만 달라도 논스를 새로 탐색해야 하고, 이후 모든 블록의 이전 해시가 달라짐

6. 생성 직후의 경과

일자(UTC) 내용
2009-01-03 제네시스 블록
01-03 ~ 01-08 6일간 후속 블록 없음(사유 불명)
01-08 ~ 09 비트코인 v0.1 공개
01-09 02:54:25 블록 #1 생성(이전 해시 칸에 제네시스 해시 기재)
01-12 블록 #170, 최초 송금(사토시 → 할 피니 10 BTC)
2009-12-30 최초 난이도 상승
2010-05-22 피자 2판을 10,000 BTC에 구매
2010-12 사토시의 마지막 공개 게시글
  • 비트코인 v0.1은 제네시스 블록을 생성한 도구가 아니라, 제네시스 블록을 내장하여 배포한 최초의 공식 프로그램임
  • 장부 보관·검증, 전파, 지갑, 채굴 기능을 포함하며, 이후 ’비트코인 코어’로 명칭이 변경됨(2014)
  • 실행 시 제네시스 블록을 새로 채굴하지 않고 내장값의 해시를 확인한 후 시작함

Ⅴ. 해시와 작업증명

1. 블록 해시 산출 절차

① 헤더 6개 항목을 순서대로 연결(80바이트). 숫자는 작은 자리부터 저장(리틀 엔디언)

② SHA-256 1차 계산

③ 1차 결과에 SHA-256 2차 계산

④ 결과의 바이트 순서를 뒤집어 표시

제네시스 블록 적용 결과

  • 1차: af42031e805ff493a07341e2f74ff58149d22ab9ba19f61343e2c86c71c5d66d
  • 2차: 6fe28c0ab6f1b372c1a6a246ae63f74f931e8365e15a089c68d6190000000000
  • 표시값: 000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f

2. 작업증명의 조건

  • 블록 해시 ≤ 목표값
  • 목표값은 헤더 ⑤의 압축 표기를 풀어낸 값임(예: 1d00ffff → 00000000ffff0000…0000)
  • 비교 대상은 ’난이도’가 아니라 ’목표값’임
구분 의미 어려움과의 관계
목표값 해시가 이 값 이하여야 통과하는 기준선 낮을수록 어려움
난이도 최초 목표값 대비 몇 배 어려운지를 나타낸 수치 높을수록 어려움

3. 해시값의 대소 비교

  • 해시값은 16진법으로 표기한 64자리 숫자임
  • 16진법은 한 자리에 0~15를 사용하며 10~15를 a~f로 표기함(a=10, b=11, c=12, d=13, e=14, f=15)
  • 자릿수가 같으므로 앞자리부터 비교하여 처음 달라지는 자리에서 대소가 결정됨

제네시스 블록 비교

  • 목표값: 00000000ffff0000…
  • 블록 해시: 000000000019d668…
  • 9번째 자리에서 목표값 f(15) > 해시 0 → 통과
  • 10진법 환산 시 목표값 68자리, 블록 해시 65자리이며 목표값이 약 2,536배임

4. 작업증명의 특성

  • 해시 결과는 예측할 수 없으므로 논스를 변경하며 반복 대입하는 방법밖에 없음
  • 조건을 충족하는 논스는 여러 개일 수 있으며 먼저 찾은 것이 유효함
  • 찾는 데는 막대한 계산이 필요하나, 검증은 해시 1회 계산으로 가능함(비대칭성)
  • 최저 난이도에서 통과 확률은 약 43억분의 1(2^32)
  • 논스는 4바이트(약 43억 가지)이므로 현재 장비는 시각, 버전 일부, 보상 거래의 여분 칸(머클 루트 변경)을 함께 변경함

5. 난이도 조정

  • 2,016블록마다 직전 구간 소요 시간을 기준으로 자동 조정함(목표: 2,016블록 × 10분 = 14일)
  • 블록 생성이 빠르면 난이도 상승, 느리면 하락
  • 장기 추세는 상승이나 단기적으로 하락도 빈번함
시기 조정 폭 원인
2021. 7. 약 -28% (역대 최대 하락) 중국 채굴 금지
2026. 2. 7. -11.16% 2026년 최대 하락
2026. 6. 13~14. -10.09% (138.96T → 124.93T) 가격 약 15% 하락, 직전 구간 약 15.6일 소요

6. 블록 간격

  • 10분은 장기 평균 목표이며 실제 간격은 확률적으로 변동함
  • 평균 10분 기준 확률(근사): 1분 이내 약 9.5%, 30분 초과 약 5%, 60분 초과 약 0.25%

Ⅵ. 블록 생성과 보상

1. 블록 생성 절차

① 사용자의 거래가 네트워크에 전파되어 대기 영역(멤풀)에 보관됨

② 채굴자가 직전 블록 해시와 거래를 담아 블록 후보를 작성함

③ 채굴자 간 논스 탐색 경쟁

④ 최초 성공자가 블록을 전파함

⑤ 노드가 검증하여 장부에 연결함

  • 블록은 거래 발생과 무관하게 계속 생성되며, 거래는 생성되는 블록에 포함되는 방식임
  • 채굴자는 수수료가 높은 거래를 우선 포함함
  • 블록에 포함되는 시점(1 컨펌)에 장부상 처분 권한이 이전되며, 이후 블록이 쌓일수록 번복 가능성이 낮아짐

2. 블록 보상

  • 구성: 신규 발행분 + 해당 블록 거래 수수료 합계
  • 블록 생성자가 보상 거래에 자신의 주소를 직접 기재하며, 규칙 초과 시 블록 전체가 거부됨
  • 보상으로 받은 코인은 100블록이 추가로 쌓인 후 사용 가능함

3. 반감기

구간 블록 번호 보상 개시일
1기 #0 ~ #209,999 50 BTC 2009-01-03
2기 #210,000 ~ #419,999 25 BTC 2012-11-28
3기 #420,000 ~ #629,999 12.5 BTC 2016-07-09
4기 #630,000 ~ #839,999 6.25 BTC 2020-05-11
5기 #840,000 ~ #1,049,999 3.125 BTC 2024-04-20
6기 #1,050,000 ~ 1.5625 BTC 2028년 4월 전후 예상
  • 반감 기준은 기간(4년)이 아니라 블록 수(210,000블록)임
  • 1기 발행량: 210,000 × 50 = 10,500,000 BTC (총량의 절반)
  • 최대 발행량: 20,999,999.9769 BTC (사토시 단위 정수 계산에 따른 버림, 반감 33회 후 보상 0)
  • 1 BTC = 100,000,000 사토시
  • 첫 보상 50 BTC, 반감 주기 210,000블록, 목표 간격 10분은 사토시가 정한 설계값이며 수치 선정 근거는 공식적으로 설명된 바 없음

4. 현재 채굴 방식

  • 비트코인 전용 칩 장비(ASIC)를 사용하며 일반 PC로는 사실상 불가능함
  • 장비 1대의 단독 채굴 시 블록 1개 획득까지 평균 수십 년 소요(장비 200~300TH/s, 전체 약 1,000EH/s 가정 시 약 63~95년)
  • 따라서 대부분 채굴풀에 참여함

5. 채굴풀

역할 내용
풀 운영자 블록 틀 작성(이전 해시, 포함 거래, 보상 수령 주소 지정)
참여자 받은 틀로 논스 탐색만 수행
쉐어(share) 실제 목표값보다 완화된 기준을 통과한 해시. 참여자의 작업량 측정 수단
배분 풀 운영자가 쉐어 비율에 따라 배분(블록체인 외부에서 이루어짐)
  • 각자 경쟁하는 경우 블록 생성자 1인이 보상 전액을 취득하며 배분은 없음
  • 블록 틀에 풀 운영자 주소가 기재되어 있어, 참여자가 정답 발견 후 주소를 바꾸면 해시가 달라져 무효가 됨
  • 풀 참여자는 정답을 공동으로 계산한 것이 아니라 풀 전체의 당첨 확률을 높인 것임
지급 방식 내용 운의 위험 부담
PPLNS 등 블록 발견 시 최근 쉐어 비율로 분배 참여자
FPPS·PPS 등 블록 발견과 무관하게 쉐어당 정해진 단가로 지급 풀 운영자

Ⅶ. 합의 — 가장 긴 사슬 규칙

1. 장부의 일시적 분기

  • 두 채굴자가 거의 동시에 블록을 생성하면 각 노드는 먼저 수신한 블록을 채택함
  • 이 시점에 서로 다른 두 버전의 장부가 공존함

2. 정리 방식

  • 다음 블록이 어느 쪽에 먼저 연결되는지에 따라 결정됨
  • 모든 노드는 누적 작업량이 가장 많은 사슬로 전환함
  • ’가장 긴’은 블록 개수가 아니라 누적 작업량 기준임

3. 버려진 블록(stale block)의 처리

항목 처리
해당 블록의 보상 소멸
해당 블록에만 포함된 거래 멤풀로 복귀하여 이후 블록에 재포함

4. 이중지불 공격과 성공 확률

  • 공격자가 자신의 송금을 되돌리려면 별도 사슬을 생성하여 공개 사슬보다 길게 만들어야 함
  • 백서 공식에 따른 공격 성공 확률(계산 검증)
공격자 계산력 비중 1블록 후 3블록 후 6블록 후 10블록 후
10% 20.5% 1.3% 0.024% 0.00012%
30% 62.8% 32.5% 13.2% 4.2%
45% 92.0% 84.4% 76.6% 68.5%
  • 과반 미만 공격자의 성공 확률은 대기 블록 수가 늘수록 급감함
  • 거래소가 입금 확정 전 여러 블록을 대기하는 근거가 됨
  • 계산력 과반 보유 시 결국 추월하므로 이를 51% 공격이라 함

5. 51% 공격자의 가능·불가능 범위

가능 불가능
자신이 보낸 거래의 번복(이중지불) 타인 코인의 탈취(서명 위조 불가)
특정 거래의 블록 미포함(검열) 규칙을 초과한 코인 발행(노드가 거부)
오래된 블록의 번복(누적 작업량 재생성 필요)

Ⅷ. 노드와 검증

1. 노드

  • 비트코인 프로그램을 실행하여 장부 전체를 보관·검증·전달하는 컴퓨터
  • 채굴자는 노드를 운영하나, 노드가 모두 채굴하는 것은 아님
  • 노드 운영에는 보상이 없음
  • 비트코인 보유 여부와 노드 운영 여부는 무관함. 거래소에서 비트코인을 매수해도 노드가 되지 않음

2. 거래 검증 항목

항목 방지 대상
사용하려는 입력이 존재하고 미사용 상태인지 이중지불, 없는 돈 사용
소유자의 개인키 서명이 공개키로 확인되는지 타인 자산 사용
출력 합계 ≤ 입력 합계인지 임의 발행
양식·크기 등 기타 규칙 장부 오염

3. 블록 검증 항목

  • 블록 내 모든 거래의 위 검증
  • 블록 해시 ≤ 목표값
  • 이전 해시 = 보유 장부의 마지막 블록 해시
  • 난이도·시각이 규칙에 맞는지
  • 머클 루트 = 본문 거래의 해시 결과인지
  • 보상 거래 금액 ≤ 신규 발행분 + 수수료

4. 프로그램과 규칙

  • 모든 참여자가 동일한 프로그램을 사용할 필요는 없으며, 합의 규칙만 동일하면 됨
  • 합의 규칙이 다른 블록은 거부되며, 규칙이 갈라지면 별개의 장부로 분리됨(하드포크, 예: 2017년 비트코인캐시)

5. 노드 운영의 의미

관점 이익
네트워크 전체 분산 효과. 소수가 규칙을 변경하거나 장부를 통제하지 못하게 함(공공재 성격)
운영자 개인 제3자를 신뢰하지 않고 직접 검증, 조회 시 사생활 보호
  • 운영 주체: 거래소, 채굴풀, 지갑·결제 회사, 블록 탐색기 운영사, 개발자, 개인
  • 노드가 1개뿐이면 그 운영자가 장부를 통제하게 되어 분산 장부로서의 의미가 사라짐
  • 정직한 사본이 1개라도 남으면 장부는 소실되지 않으며, 신규 노드가 제네시스부터 재검증할 수 있음
  • 개인도 운영 가능함(공식 프로그램 설치, 저장공간 수백 GB 이상, 초기 동기화 수일 소요, 가지치기 모드 선택 가능)

Ⅸ. 지분증명과의 비교

1. 블록체인과 합의 방식의 구별

  • 블록체인은 장부 구조를, 작업증명·지분증명은 다음 블록 작성자를 정하는 합의 방식을 가리킴
  • 지분증명을 사용하는 이더리움도 블록체인에 해당함
  • 이더리움은 2022. 9. 작업증명에서 지분증명으로 전환하였으며, 전환 중에도 장부는 연속됨

2. 비교

구분 작업증명(PoW) 지분증명(PoS)
대표 비트코인 이더리움
생성권 획득 계산 경쟁 담보 예치자 중 추첨(담보가 클수록 확률 증가)
투입 자원 장비·전력 코인(담보)
명칭 채굴, 채굴자 스테이킹, 검증자
부정행위 제재 블록 거부로 비용 손실 담보 몰수(슬래싱)
증명 수단 목표값 이하의 해시 검증자 키의 전자서명
확정 방식 블록 누적에 따른 확률적 확정 담보 2/3 이상 투표 시 최종 확정
전력 소모 큼 작음
  • 두 방식 모두 시빌 공격을 막기 위해 참여자 수가 아니라 비용으로 투표권을 정한다는 점에서 공통됨

3. 이더리움 지분증명의 작동

  • 예치: 최소 32 ETH를 예치 계약(0x00000000219ab540356cBB839Cbe05303d7705Fa)에 송금
  • 예치 계약은 2020. 12. 가동, 출금 기능은 2023. 4. 추가됨
  • 12초 단위 슬롯마다 블록 제안자 1인을 무작위 선정
  • 32슬롯(약 6.4분)이 1에포크이며, 검증자는 에포크마다 투표함
  • 담보 기준 2/3 이상 투표 시 약 2에포크(약 12.8분) 후 최종 확정(비잔틴 합의의 1/3 기준 적용)
  • 투표·서명은 검증자 프로그램이 자동 수행하며, 사람은 예치·설치·운영 관리를 담당함
  • 보상: 투표 보상은 에포크마다 소액, 블록 제안 보상은 선정된 경우에만 발생
  • 서버 미가동 시 보상 차감, 동일 순번 이중 서명 등 모순 행위 시 담보 몰수 및 자격 박탈

Ⅹ. 보유와 소유

1. 비트코인 매수의 의미

  • 블록을 매수하는 것이 아니라, 장부에 기록된 금액에 대한 처분 권한을 이전받는 것임
  • 블록은 장부의 페이지이며 소유·매매 대상이 아님
  • 개별 코인에 일련번호가 없으므로 ’보유한 1개의 생성 시점’은 특정할 수 없음
  • 거래 이력은 공개되어 있어 자금 흐름의 역추적은 가능함

2. 거래 구조(UTXO)

  • 기존 기록(입력)을 소멸시키고 새 기록(출력)을 생성하는 방식임
  • 예: 1 BTC 기록을 사용하여 0.1 BTC를 송금하면 0.1 BTC(수령인), 약 0.9 BTC(본인 거스름돈), 소액 수수료(채굴자)로 나뉨

3. 거래소 보관과 이전

  • 거래소에서 매수 후 보관하는 경우 블록체인 장부에는 변화가 없고 거래소 내부 장부만 변경됨
  • 이용자가 보유하는 것은 거래소에 대한 청구권이며, 블록체인상 처분 권한은 거래소의 개인키에 있음
  • 거래소 간 이전 시 블록체인에는 ‘거래소 A 주소 → 거래소 B 주소’ 거래만 기록되며 이용자 명의는 나타나지 않음
  • 거래소는 고객 자산을 통합 관리하므로 출금 시 사용되는 기록은 특정 고객의 매수분과 대응하지 않음
  • 국내 거래소는 가상자산이용자보호법(2024. 7. 시행)에 따라 고객 자산 분리 보관 등의 의무를 부담함

4. 지갑의 구분

구분 개인키 보유자 개인키 위치 주된 위험
거래소 보관 거래소 거래소 서버·보관소 거래소 파산·해킹·출금 제한
핫월렛(메타마스크 등) 본인 인터넷 연결 기기 기기 해킹, 악성 프로그램, 피싱
콜드월렛(하드웨어 지갑) 본인 인터넷과 분리된 전용 기기 기기 분실(복구 단어로 복원 가능)
  • 소유 여부의 기준은 핫·콜드 구분이 아니라 개인키를 본인이 보유하는지임
  • 메타마스크는 핫월렛이며, 최근 비트코인 지원이 추가됨
  • 비트코인은 지갑 안에 보관되는 것이 아니라 장부에 기록되어 있으며, 지갑은 개인키를 보관함
  • 복구 단어(12~24개 영단어) 분실 시 영구히 사용 불가능하며 누구도 복구할 수 없음

Ⅺ. 장기 보관과 상속 시 유의사항

1. 보관 체계

단계 내용
셀프 커스터디 하드웨어 지갑으로 이전
복구 단어 보존 금속판 각인 후 오프라인 분산 보관(사진·클라우드·메신저 저장 금지)
상속 안내서 자산 존재, 보관 위치, 복원 방법을 기재하되 복구 단어 자체는 기재하지 않음
멀티시그(예: 2-of-3) 열쇠 3개 중 2개가 있어야 사용 가능. 열쇠 외 지갑 구성 정보도 백업 필요
정기 점검 연 1회 점검, 수년마다 실제 복원 시험, 세대 교체 시 새 지갑으로 이전
  • 유언장에는 자산의 존재만 기재하고 복구 단어는 기재하지 않음(여러 사람에게 공개될 수 있음)

2. 세무상 유의사항

  • 셀프 커스터디 자산도 상속재산에 포함되며, 거래소 출금 기록 등으로 추적 가능함
  • 평가: 국세청장이 고시하는 가상자산사업자의 사업장에서 공시하는 일평균가액의 평가기준일 이전·이후 각 1개월간 평균액
  • 상속세 신고·납부기한: 상속개시일이 속하는 달의 말일부터 6개월 이내(피상속인이나 상속인이 외국에 주소를 둔 경우 9개월 이내. 외국에 주소를 둔 상속인이 1인이라도 있으면 해당)
  • 증여세 신고·납부기한: 증여일이 속하는 달의 말일부터 3개월 이내
  • 거래소 간 이전 자체는 양도에 해당하지 않음
  • 채굴·스테이킹 보상의 소득 구분 및 가상자산 소득 과세 시행 시기는 별도 확인 필요

Ⅻ. 핵심 정리

  1. 블록체인은 신뢰를 관리자에서 구조로 옮긴 분산 장부이며, 입력의 진실성까지 보장하지는 않는다.
  2. 블록 헤더는 80바이트·6개 항목으로 형식은 고정되고 값은 블록마다 다르다.
  3. 채굴은 블록 해시가 목표값 이하가 되는 논스를 찾는 과정이며, 찾기는 어렵고 검증은 쉽다.
  4. 내용이 1바이트만 달라도 이후 모든 블록의 값이 달라지므로 과거 기록의 수정은 사실상 불가능하다.
  5. 장부 분기 시 누적 작업량이 가장 많은 사슬이 정본이 되며, 진 쪽 블록의 보상은 소멸한다.
  6. 노드는 보상 없이 모든 거래와 블록을 검증하며, 분산의 실질은 노드의 수와 분포에서 나온다.
  7. 지분증명은 계산 대신 담보와 서명으로 생성권을 정하는 합의 방식이며 블록체인 구조는 동일하다.
  8. 거래소 보유분은 청구권이며, 블록체인상 소유는 개인키 보유를 의미한다.

자주 틀리는 내용

틀린 이해 바른 이해
사토시가 블록체인 기술을 먼저 만들고 비트코인으로 상용화함 비트코인을 만들면서 그 내부 장부 구조로 블록체인이 탄생함
비잔틴 장군 문제는 역사적 사건임 1982년 논문의 가상 사고실험임
버전은 블록마다 1씩 증가함 규칙 개정판 표시이며 같은 규칙 기간에는 동일함
블록 번호가 헤더에 기재됨 헤더에 없으며 이전 해시로 순서를 보장함
블록 시각은 블록 완성 시각임 해시 계산 전에 기재하는 작성 시각임
해시가 난이도보다 낮아야 함 해시가 목표값 이하여야 함
사토시가 헤더 6개 값을 모두 정함 논스는 탐색으로 찾고, 머클 루트는 자동 산출됨
비트코인 v0.1이 제네시스 블록을 채굴함 제네시스 블록을 내장하여 배포한 프로그램임
블록은 정확히 10분마다 생성됨 10분은 평균 목표이며 실제 간격은 무작위임
반감기는 4년마다 옴 210,000블록마다 옴
총 발행량은 정확히 2,100만 개임 최대 20,999,999.9769 BTC임
채굴 난이도는 계속 상승함 장기 추세는 상승이나 하락도 빈번함
거래가 발생하면 블록이 새로 생성됨 계속 생성되는 블록에 거래가 포함됨
채굴풀 참여자는 정답을 공동 계산함 풀 전체의 당첨 확률을 함께 높인 것임
비트코인 채굴은 지분증명임 작업증명임
지분증명을 쓰면 블록체인이 아님 합의 방식만 다를 뿐 블록체인임
32 ETH를 예치하면 12초마다 보상을 받음 프로그램 운영이 필요하며 보상 주기가 다름
비트코인을 사면 노드가 됨 노드는 장부를 보관·검증하는 컴퓨터이며 보유와 무관함
메타마스크는 콜드월렛임 핫월렛이며 개인키는 본인이 보유함
거래소 이전 시 블록체인에 본인 명의가 기록됨 거래소 주소 간 이동만 기록됨

G.S.KIM

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