블록체인 마스터

블록체인 마스터

이상진 지음

한국표준협회미디어 / 2020년 3월 / 203쪽 / 15,000원



블록체인의 개요와 생태계



블록체인의 개념과 작동원리

비트코인의 등장: 2008년 10월 금융 위기가 정점에 이르렀을 때 나카모토 사토시라는 익명으로 발표한 논문에 작업증명 방식으로 해시 코드 값을 부여한 일련의 블록에 시간표시 도장을 찍고 전자서명을 붙여 P2P형태로 전자화폐를 온라인상으로 지불하는 비트코인의 체계를 고안해 내었는데, 이것이 블록체인 기술의 시발점으로 볼 수 있다. 비트코인의 등장은 암호학의 발달, 인터넷과 초고속 통신망의 보급, P2P 네트워크의 발달 등에 힘입은 바가 크다.

비트코인은 머클트리 해시 함수, 공개키 암호화, 전자서명 등의 개념을 기반으로 하는데, 비트코인은 물리적인 것이 아니지만 부패나 조작에 대해 대항력이 있는 것으로 다수의 개인으로 이루어진 집단이나 정부, 은행이 통제할 수 없게 된다. 그리고 네트워크 참가자는 동료로서 평등한 행위자로 같은 프로토콜을 사용하는데, 비트코인의 자금 정책은 공개형 네트워크상에서 자율 규제이다.

블록체인은 전 세계적으로 흩어져 있는 사용자들이 같은 소프트웨어 코드를 이용해서 한 참가자가 블록체인에 올린 거래를 하나의 블록에 묶는 것이고, 이 블록들이 순차적으로 처리되어 기존 블록에 추가되어 체인을 형성한다. 새로운 블록이 네트워크로 보내지면 채굴자들이 소프트웨어를 이용하여 해시값으로 이루어진 수학적 퍼즐을 풀고, 이렇게 입증된 블록들은 기존 블록체인에 추가되어진다.

비트코인의 경우 하나의 참인 기록이 수많은 노드에 소재하고 있는 채굴자 중 한 사람에 의해 입증된다. 채굴자는 해당 블록에 기재된 거래의 역사가 유효하고 진실된 것임을 증명하게 되는데, 그 의미는 이 블록이 조작되지 않았다는 것이다. 그리고 블록체인상에서 거래의 역사적 기록을 변경하거나 변질시키려면, 만여 개 이상의 노드에서 만여 개의 블록 카피를 동시에 변경시켜야 하므로 불가능하다. 이런 점에서 블록체인은 궁극적인 신뢰 장치로 불린다.

블록체인의 종류

공개형 블록체인, 폐쇄형 블록체인: 블록체인은 일반적으로 보안의 형태에 따라 공개형과 폐쇄형(또는 허가형)으로 구분된다. 한편 블록체인에 따라 사전승인이 필요한 경우와 사전승인 불필요형이 있는데, 공개형 블록체인은 공개형 사전승인 불필요 블록체인으로 볼 수 있다. 공개형은 악의적인 의도를 가진 자를 포함해 어느 누구나 참여할 수 있고, 그 참여자에 대한 신뢰가 전제되지 않는 블록체인이다. 따라서 정상적이고 정직한 행동에 대해 인센티브 메커니즘이 작동하고, 이를 담보하기 위해 네트워크의 암호경제의 완전성을 확보해야 하는데, 비트코인에서 채굴을 통해 거래를 확정하도록 하고 이익을 나누는 사례에서 이를 알 수 있다. 이와 대조적으로 폐쇄형 블록체인 또는 폐쇄형 사전승인 블록체인은 신뢰할 수 있는 환경 아래에서 운영되며, 상대적으로 공개형보다는 더 안전하고, 참여자들의 정직한 행위를 유도하기 위한 인센티브를 부여할 필요가 없다.

많은 기업들이 폐쇄형 블록체인이 데이터와 거래정보의 제3자에게 노출을 방지할 수 있는 장점이 있어 이를 선호한다. 폐쇄형 블록체인에서는 서로 참여자를 알고 있고 목표를 공유하고 있으므로 인센티브를 부여하지 않고 법적 조건에 의해 책임을 지게 된다. 또 참여자들은 법적 책임이나 응분의 제재를 회피하기 위해 정직한 행위를 하게 된다. 블록체인 유형별 속성을 비교하면 아래 표(본문 48쪽)와 같다.

분산원장과 기술적 변혁

블록체인과 암호화폐는 2016년과 2017년에 본격화된 분산원장(탈중앙화 원장) 기술을 사용하는데, 블록 단위의 데이터를 체인처럼 연결하여 저장하고, 저장된 데이터를 모든 사용자에게 분산하여 저장한다. 분산원장이란 거래의 기록들이 다양한 장소와 기관을 포함하는 네트워크상에 흩어져 있는 것인데, 분산원장은 암호키와 디지털 서명을 통해 공유된 원장에 접근하여 변경된 내용의 반영을 인가함으로써 거래의 보안과 정확성을 유지하게 된다. 그리고 각 분산원장에 접근을 통제하는 규칙은 사전에 동의하거나 네트워크에 의해 강제화 된다.

한편 경영적인 맥락에서 탈중앙화는 의사결정이나 정보가 분권화되어 흩어져 있는 것을 의미하며, 어떤 노드나 개인이 권한을 집중하는 것이 없는 것을 의미한다. 참고로 중앙집권화된 네트워크에서는 중심 기관인 허브에 의해 관리된다. 반면 탈중앙화ㆍ분권화된 네트워크에서는 소규모 그룹으로 구성되어 있는 여러 개의 노드에 권한이 나누어져 있다.

한편 중앙집권화된 조직은 최고경영자나 리더가 유능한 경우에는 효율적인 시스템이 될 수 있다. 그러나 현재와 같이 산업 환경이 급변하는 경우에는 지속적으로 관련 기술과 지식을 보유하는 것은 어렵고, 조직 입장에서도 이러한 소수의 직원을 골라내는 것은 상당한 위험이 따른다. 특히, 중앙집권형 모델에서 의사 결정자가 자리를 비운 경우에는 병목 현상이 발생하여 생산이나 경영의 발전이 늦어지거나 기회를 놓치게 된다. 또한 이러한 역할을 맡은 소수가 전문 지식이나 현재 경영 환경에 대해 충분한 이해가 모자라면서도 의사 결정을 하는 경우, 현실과 유리된 유해한 결정을 하게 된다.

탈중앙화의 이익은 의사 결정의 병목 현상이 완화되어 신속한 반응이 가능하고, 아주 빠른 형태로 지속적인 변화가 발생하는 경영 환경에서 적응성과 확장성을 제고한다. 팀 구성원들에게 핵심적인 의사결정 권한을 부여하면 각자가 책임감을 가지고 좀 더 적극적으로 행동하게 되고, 조직 구성원이 가진 다양한 지식과 경험들이 공유되고 결집되기가 쉽다.

블록체인은 분권화 되어 있으며, 중간 개입자가 거래나 정보의 흐름에 끼어들지 않는다. 따라서 블록체인은 노드 간의 협력을 강화하고, 안전한 정보 공유를 가능하게 하고, 정보의 즉각적인 업데이트를 함으로써 시스템의 복원력을 제고하고, 상이한 주체 간의 신뢰를 창출할 수 있고, 정보의 창출ㆍ추적ㆍ검증ㆍ전파와 결집을 통해 수많은 기회가 생긴다. 한편 블록체인을 운용하기 위해서는 팀 구성과 블록의 형성을 어떤 조직으로 구현하는가, 새로운 기업문화의 도입 방안, 여러 사람간의 합의 또는 경쟁적으로 결과를 달성하는 사안에서 개인이나 그룹이 어떤 식으로 연대할 것인가를 고려해야 한다.

비트코인과 암호화폐 생태계



비트코인에 대한 관심과 미래 전망

금융기관들은 초기에 비트코인에 관여하는 것을 꺼렸는데, 이는 참가자가 불특정하고 규제 받지 않는 다수인 공개형 네트워크에 대한 신뢰가 부족했기 때문이다. 이런 신중함에도 불구하고 조작 방지 구조와 다수의 일반인에 의한 검증이 가능하다는 등의 데이터 측면에서의 강점으로 인해 2013년부터 금융 주체들이 비트코인에 많은 관심을 쏟기 시작했다.

블록체인이 비즈니스 목적에 맞게 하려면, ① 사전 조회를 받고 신뢰할 수 있는 참가자가 익명의 채굴자들을 대체하는 것, ② 강력한 연산처리 능력(컴퓨팅 파워)이 필요한 작업증명 방식의 퍼즐 수수께끼 풀이 작업이 강도가 덜하되 보다 효과적인 전원합의 알고리즘으로 대체되는 것이다.

한편 화폐의 경우 4가지 용도가 갖추어져야 하는데, 그것은 물질적인 형태를 갖춘 현금으로 가질 수 있고, 저축 가능하며, 지불의 준거가 되어야 하며, 신뢰할 만한 회계 단위여야 한다. 그런데 비트코인의 경우 첫 번째 속성을 제외하고 상당 부분을 구비하고 있다고 할 수 있다.

비트코인은 네트워크상에서 전원 합의에 의한 증명이 가능하고 개인 간의 신뢰가 없이도 시스템을 신뢰할 수 있게 된다. 그리고 주식이나 법정화폐처럼 재화로서 가치를 인정받고 있고, 가치를 저장하고 돈을 보내고 받는 데 매우 효과적이다. 따라서 전 세계적으로 거래를 하는데 돈의 성격을 갖추고 있어 그 결제 수단으로 적절하다. 그리고 또 실시간 또는 빠른 시간 내에 가치를 이전하는 것이 가능하면서 신뢰를 할 수 있는가, 전 세계적인 네트워크를 갖추어서 이 돈이 실제 거래를 하는 데 쓰일 것인가, 그리고 좀 더 많은 돈이 필요할 때 규모를 늘릴 수 있는가라는 세 가지 질문에 답을 할 수 있어야 하는데, 이런 세 가지 관점에서 암호화폐 시장에서 비트코인과 필적할 만한 것은 없다.

한편 비트코인의 미래를 좌우하는 요인은 디지털전환 기술이 탈중앙화의 방향으로 움직이고 있고 상호 시너지를 낸다는 점과 많은 은행이나 신용카드 인프라를 갖추지 못한 후진국에서 상당한 비용이 소요되는 금융서비스 가입의 진척이 느리다는 점이다. 향후 IoT, 인공지능의 발전과 더불어 미래를 결정할 블록체인 기술을 감안하면 탈중앙화 추세는 더욱 강화될 것이다. 특히 2018년 5월 시행된 유럽의 ‘일반 개인정보 보호규정(GDPR)’이 개인정보에 관한 개인의 주체 권리와 기업의 책임 강화, 개인정보의 역외이전에 대한 강력한 규제에서 보여주듯 개인정보와 프라이버시 보호를 중시하는 프레임으로 인해 탈중앙화 추세를 멈추는 것은 어렵다. 이런 상황에서 향후 20년 정도가 경과되면 비트코인은 별칭으로 불리는 것이 아니라, 오늘날의 법정화폐처럼 취급을 받을 가능성이 높다.

비트코인의 미래를 긍정적으로 볼 수 있는 요인으로는 아시아, 아프리카, 남미 등 많은 지역에서 금융 인프라가 절대적으로 부족하고 이러한 서비스를 이용하는 것은 무척 비싸고 많은 시간이 소요된다는 점이 비트코인과 스마트 계약의 확산에 역할을 할 것이다. 참고로 통신 인프라가 낙후된 많은 후진국에서는 기존의 유선전화 통신망을 구축하기 보다는 휴대전화를 이용한 무선망으로 대체 망을 구축하였는데, 스마트 계약과 비트코인이 실행되기에 적합한 환경이 구현되어 있는 점을 감안하면 암호화폐와 전자화폐가 우후죽순 식으로 생겨날 것이고 비트코인은 일종의 암호화폐 표준으로 작동할 것으로 예상된다. 페이스북의 리브라도 스테이블 코인으로 이러한 성격을 가지고 있다.

이러한 국가에서 중앙 정부나 중앙 집중화된 매개 기관이 없이 블록체인 기반으로 새로운 서비스를 개발할 수 있는 많은 사업 기회가 부여될 것이고, 해외 송금 어플리케이션이나 결제수단으로 암호화폐가 채택되고 비트코인은 일정 비율로 이들 암호화폐와 교환되는 벤치마크 또는 표준이 될 것이다. 한편 2020년 5월 12일에 일어나는 비트코인 반감기를 감안했을 때 2020년경에 비트코인 공급량의 성장률 1.79%는 전 세계 금생산량과 비슷하게 될 것이다. 그리고 비트코인을 희소한 디지털 자산으로 평가하였을 경우 2020년 2월 기준, BTC 1 = $10,000 정도로 거래되고 있으나 미래 그 가치는 상승할 것으로 보인다.

비즈니스에서 블록체인 활용과 관련된 사안



스마트 계약

스마트 계약은 탈중앙화된 블록체인 네트워크에서 유ㆍ무형의 디지털 자산을 통제하는 컴퓨터 프로그램이다. 참고로 디지털 자산은 데이터에 어떤 가치가 부여된 것으로 지재권, 거래 계약, 암호화폐, 디지털 컨텐츠 등 매우 다양하다. 한편 블록체인은 부동산 계약, 상호 계약 등 스마트 계약에 널리 활용될 수 있는데, 스마트 계약은 암호화폐 이외의 주요 블록체인의 응용분야로, 사람들이 직접적인 거래나 가치교환을 하는 것이 가능하게 되면서 부각되고 있다.

스마트 계약은 1994년 닉 자보가 제안한 것이다. 그에 따르면 스마트 계약은 거래의 투명성을 제공하고 신뢰도가 높은 제3자의 개입이 없이도 거래를 할 수 있을 뿐만 아니라, 거래가 자동적으로 집행된다는 장점이 있다고 한다. 스마트 계약은 지불 조건ㆍ유치권ㆍ비밀 유지ㆍ강제 집행 등의 계약 조건을 이행하는, 컴퓨터로 처리되는 거래 프로토콜이며, 중재자 없이 디지털로 개인과 개인 간의 계약을 체결할 수 있도록 컴퓨터 코드로 짜여져 조건에 따른 계약을 자동으로 실행하고, 그 결과가 명확하여 계약이 불이행되는 위험이 없다. 이는 유해하거나 우연히 일어나는 예외적인 거래와 신뢰할 수 있는 중간 매개자의 개입을 최소화하기 위한 것이며, 양자 합의를 통해서 복잡한 프로세스가 간소화된다.

한편 비트코인을 이용한 스마트 계약은 용이하지 않으나 이더리움에서는 이를 반영하였다. 스마트 계약은 법적으로 인정받는 계약은 아니지만, 사람이 읽을 수 있는 컴퓨터 언어로 프로그래밍이 되고 이행되는 조치로서 제한적으로 사용될 수 있다. 한편 스마트 계약을 위한 플랫폼은 공개형 블록체인에서는 이더리움 기반이거나 폐쇄형 블록체인에서는 하이퍼레저 기반이다. 비트코인의 경우 처음부터 스마트 계약을 상정하지 않았기 때문에 비트코인 기반으로 스마트 계약 프로그램을 만들기는 어렵다.

비트코인 스크립트는 반복문을 사용할 수 없고, 반복문의 오류로 인해 무한루프가 발생하면 네트워크의 모든 트래픽이 무한루프에 집중되어 네트워크 전체가 다운될 수 있다. 한편 이더리움은 2013년 비탈릭 부테린이 비트코인을 토대로 비트코인의 한계를 극복하고 넓은 범위의 스마트 계약 구현을 위해 설계한 플랫폼인데, 이것은 반복문이 사용가능한 스크립트를 지원함으로써 화폐 등이 단순한 데이터 전송 뿐만 아니라 데이터의 연산, 저장 등 처리가 가능해서 스마트 계약의 개념을 구현할 수 있다.

한편 스마트 계약은 거래 비용이 높은 분야, 계약 불이행으로 인한 부작용이 많은 분야, 음악ㆍ보험 등 확장 가능성이 많은 분야에 우선 적용할 수 있다. 그렇지만 스마트 계약 이행의 불확실성에 관한 몇 가지 문제가 있다. 첫째, 스마트 계약에 컴퓨터 버그나 에러가 있을 경우에는 어떻게 할 것인지가 문제가 된다. 이더리움 계약이 적용되었던 The DAO 해킹 사건을 예로 들 수 있다. 둘째, 조건 충족을 확인하기 위한 외부 자료에 대한 정확성을 어떻게 담보하는가의 문제이다. 예를 들어 특정 주식의 가격이 7만 원이 되면 옵션을 행사하라는 조건이 부여된 경우에, 주가가 7만 원이라는 정보를 잘못 줄 수도 있으므로 이것을 확인하는 문제이다. 셋째, 모든 계약 조건을 코드화 하는 것이 현실적으로 가능한가이다. 실제로 한국의 계약은 핵심적인 내용만 규정하고 그 외의 것은 상황이 발생할 때마다 협상을 통해 재계약하는 경우가 많다.

금융 분야의 블록체인

블록체인이 활용될 수 있는 산업을 분야별로 살펴보면 크게 금융 산업, 미디어 산업, 의료 산업 등이 있는데, 블록체인이 현재 가장 활발하게 이용되고 있는 비즈니스 분야는 금융이다. 현재의 금융시스템은 상당히 분절되어 있어서 블록체인이 금융 분야의 통합 서비스나 플랫폼 형성에 큰 영향을 줄 것으로 간주된다. 참고로 2008년 파생금융 상품으로부터 촉발된 금융 위기는 오늘날 은행 시스템의 규제 담당자들에게 실시간으로 신뢰성을 점검하는 것이 불가능하다는 점을 드러냈다. 그래서 급증하는 금융 거래와 시장의 휘발성 등에 대한 투명성 제고와 금융기관 간의 협업과 공조가 필요해지고 있다.

그런데 중앙집권화된 금융 통제는 이런 위험을 확인하고 위기에 대처하는 데 한계를 보인다. 하지만 실시간 거래입증, 컨센서스 기반의 거래 구조를 갖춘 블록체인이 투명성을 제고하고, 금융기관을 민주화하고, 여러 주체들의 금융 정보를 분산시키는 분권화된 경제를 가져올 수 있게 한다. 금융 분야에서는 지불, 현금 관리, 금융결제, 예금ㆍ대출 등 다양한 사용례가 있다. 특히 후진국에서 적절한 금융기관이나 인프라가 부족했던 많은 사람이 블록체인의 도입으로 선진국과의 갭을 대폭 축소할 수 있게 되었다. 이전에는 보지 못했던 글로벌 커뮤니티가 만들어지고 가난에서 탈출할 사다리가 주어지게 된 것이다. 한편 블록체인은 탈중앙화된 분산원장으로 중간 매개자가 없이 참가자 쌍방 간의 직접적인 가치의 이전이 가능해, 서울에서 뉴욕으로 송금할 때 거쳐야 하는 5개의 은행을 건너뛸 수 있다.

블록체인은 금융 분야에서 법정화폐의 전자적인 송금, 은행이나 금융기관을 거치지 않고 전자화폐를 창출하고 이전하는 것, 수수료가 너무 비싼 소액 송금을 가능하게 하는 것, 전자적 기록이나 미술작품 등 가치가 있는 것을 디지털화하여 가치를 창출하거나 이전하는 것, 자동차 면허증, 여권, 주민등록증 등을 하나로 통합하여 통합 디지털 신분증을 가지는 것, 서류를 디지털화ㆍ저장ㆍ검증하는 공증서비스, 인적 조직적 검증ㆍ회계 감사, 조세 회피나 탈루 행위와 관련된 거래의 방지, 전자 투표의 실시 등에 사용될 수 있다.