블록체인 해설서

비트코인, 이더리움 그리고 하이퍼레저

이병욱 지음

에이콘출판 2021년 12월 10일 출간 종이책 : 2019년 02월 28일 출간

작품소개

책소개

2019년 대한민국학술원 우수학술도서 선정도서

블록체인 기술의 실체가 무엇인지 명확히 설명해 주는 해설서다. 블록체인이 만들어지게 된 역사적 배경은 물론 그 작동 원리를 상세히 설명해 준다. 이를 통해 진정한 효용이 무엇인지 알려준다. 수많은 블록체인들 중 가장 대표적인 비트코인, 이더리움 그리고 하이퍼레저의 작동 원리를 각각 설명 및 비교하고, 이들이 과연 어떤 효용을 가지고 있는 것인지 미래에는 어떨 것인지 명쾌한 해답을 던져 준다. 현재 블록체인 프로젝트에 관여하고 있거나, 도입을 검토 중인 회사의 일원이라면 반드시 읽어보기를 권한다. 또 블록체인 기술이라는 것이 도대체 무엇인지, 미래에는 어떠할 것인지 그 실체를 명확히 알고 싶은 모든 독자에게 명쾌한 해답을 줄 것이다.

목차

지은이 소개
감사의 글
들어가며

1장. 혼란의 시작 - 용어와 정의

1.1 분산 대 탈중앙화
1.1.1 일의 분산 대 일의 중복
1.1.2 동등 대 지배
1.2 디지털화의 효용 대 블록체인의 효용
1.2.1 블록체인을 잘못 이해한 사례
1.3 암호 화폐, 가상 화폐, 거래소 등
1.3.1 디지털 화폐 대 암호 화폐
1.3.2 암호 화폐 대 토큰
1.3.3 거래소 대 브로커, 중개소
1.4 디지털 자산
1.5 노드, 피어, 트랜잭션 등
1.6 트랜잭션

2장. 비트코인 블록체인의 기본 원리

2.1 사이퍼펑크
2.2 비트코인의 탄생 - 2009년 1월 3일
2.2.1 비트코인 최대 생산량 - 2,100만 비트코인
2.2.2 블록체인이라는 고유명사
2.3 블록체인의 기본 작동 원리
2.3.1 완전 노드와 단순 지급 검증 노드
2.3.1.1 완전 노드
2.3.1.2 단순 지급 검증 노드
2.3.2 블록체인의 작동 방식
2.3.2.1 브로드캐스팅을 통한 전달
2.3.2.2 리더 선출 - 누가 기록할 것인가?
2.3.2.3 신뢰의 부재 - 모든 노드의 검증
2.3.3 비동기화 시스템에서의 탈중앙화 합의
2.3.3.1 서로 다른 진실의 충돌
2.3.3.2 서로 다른 진실의 통일 - 탈중앙화 합의
2.3.3.3 거래의 안정성 - 확인
2.3.4 블록의 구조
2.3.4.1 블록 헤더
2.3.5 트랜잭션
2.3.5.1 UTXO
2.3.5.2 코인베이스 트랜잭션
2.3.6 이중 사용
2.3.7 스마트 컨트랙트
2.3.8 비트코인 지갑
2.3.8.1 계정 관리를 위한 개인키/공개키 생성 및 관리
2.3.8.2 비트코인 거래를 시스템에 제출
2.3.8.3 비트코인 잔액 관리

3장. 비트코인 블록체인 기반 기술

3.1 해시 함수와 비대칭 암호화 기법
3.1.1 SHA-256과 해시 퍼즐
3.1.2 머클트리
3.1.3 암호화 기법
3.1.3.1 비대칭 암호화 기법
3.1.3.1.1 개인키로 암호화 - 전자 서명
3.1.2.1.2 공개키로 암호화 - 비밀 보장 및 신원 증명
3.1.3 블록체인의 전자 서명과 비대칭 암호화
3.2 작업 증명과 지분 증명
3.2.1 작업 증명
3.2.1.1 비트코인의 작업 증명 - 해시 퍼즐
3.2.1.2 비트코인 해시 퍼즐
3.2.1.3 해시 퍼즐의 난이도
3.2.1.4 비트코인의 난이도 조절
3.2.1.5 연쇄 해시를 이용한 비가역성
3.2.2 지분 증명
3.2.2.1 잃을 것이 없는 딜레마
3.2.2.2 지분 증명의 안전성
3.3 하드포크와 소프트포크
3.3.1 과거에는 무효하던 규칙을 유효화 - 하드포크
3.3.2 과거에는 유효하던 규칙을 무효화 - 소프트포크
3.3.3 세그윗과 세그윗 2x
3.4 51% 공격
3.5 비잔틴 장군 문제와 블록체인
3.5.1 고장 - 중단 모델
3.5.2 비잔틴 장군 모델
3.6 블록체인과 보안
3.6.1 블록체인을 둘러싼 보안 환경
3.6.2 블록체인 - 내재적 안전성
3.6.3 비트코인 시스템 - 응용적 안정성
3.6.3.1 코어 소프트웨어 시스템의 안전성
3.6.3.2 기본 설계의 안전성
3.6.3.2.1 해시 퍼즐과 난이도 조절의 결함
3.6.3.2.2 인센티브 공학적 결함
3.6.4 비트코인 지갑 - 개별적 안전성
3.6.4.1 지갑 소프트웨어 자체의 문제
3.6.4.2 지갑 사용자의 문제
3.6.5 중개소 등 외부 환경 - 외재적 안전성

4장. 이더리움 블록체인

4.1 이더리움과 계정
4.1.2 EOA - 기본 거래 계정
4.1.3 계약 계정과 EVM
4.1.4 개스
4.1.4.1 개스라는 메타 단위
4.1.5 이더리움의 블록 구조
4.1.5.1 엉클 블록
4.1.5.2 확장 머클트리 루트 데이터
4.1.5.3 블록의 개스 조절
4.1.5.4 로그 브룸
4.1.5.5 제로 지식 증명
4.2 이더리움 트리 구조
4.2.1 확장 머클 패트리샤 트리
4.3 이더리움 해시 퍼즐
4.3.1 해시 퍼즐의 계산
4.3.2 이더리움의 난이도 조절
4.4 이더리움과 스마트 컨트랙트
4.5 이더리움과 디앱
4.5.1 디앱과 정보 노출의 딜레마
4.5.1.2 인증

출판사 서평

[작가의 말 이어서]
도대체 블록체인은 어디에 있는 것일까? 블록체인의 효용은 과연 무엇이며, 그 미래는 어떻게 될 것인가? 이 책은 이제 여기에 대한 답을 한다.
전작인 『비트코인과 블록체인, 탐욕이 삼켜버린 기술』에서는 블록체인에 대한 기술적 평가나 의미에 대해서는 분량을 크게 할애하지 않았고, 다양한 의견을 소개하는 등 단순 사실 설명에만 주력했다. 그러나 이 책은 블록체인의 효용과 실체를 객관적으로 평가하고 설명하는 것을 주목적으로 하고 있다. 따라서 완전한 이해를 위해서는 블록체인에 대해 최소한의 지식이나 최소한의 전산 지식이 필요하다. 블록체인을 처음으로 접한다거나 원리를 먼저 쉽게 배우고 싶다면, 이 책보다는 전작인 『비트코인과 블록체인, 탐욕이 삼켜버린 기술』을 읽어보길 권한다

★ 이 책에서 다루는 내용 ★
이 책은 블록체인 기술이라는 것이 도대체 무엇인지, 미래에는 어떠할 것인지 그 실체를 명확히 알려주는 해설서이다. 이를 위해 블록체인이 만들어지게 된 역사적 배경은 물론 그 작동 원리를 상세히 설명해 준다. 이를 통해 진정한 효용이 무엇인지 알려준다. 수많은 블록체인들 중 가장 대표적인 비트코인, 이더리움 그리고 하이퍼레저의 작동 원리를 각각 설명하고 비교하며, 이들이 과연 어떤 효용을 가지고 있는 것인지, 미래에는 어떨 것인지 명쾌한 해답을 던져 준다.

★ 이 책의 대상 독자 ★
불필요한 수학적 기호나 전산 용어는 최대한 자제했지만, 블록체인에 대해 최소한의 지식을 갖춘 독자에 좀 더 초점을 맞췄다. 그러나 블록체인에 대한 배경 지식이 없더라도 최소한의 전산 관련 지식을 갖추고 있다면, 무난히 이해할 수 있을 것이다. 이 책은 특히 현업에서 블록체인의 도입을 검토하고 있는 담당자나 그동안 블록체인의 실체나 실질적인 효용에 대한 명확한 가이드라인에 목말라했던 사람들에게 적합하다.

★ 이 책의 구성 ★
1장, ‘혼란의 시작 - 용어의 정의’에서는 여러 용어를 정의함으로써 정보 전달에 있어서의 혼란을 최소화한다. 특히 블록체인의 효용과 많이 혼동하는 ‘디지털화의 효용’을 시작으로 ‘디지털 자산’, ‘탈중앙화’ 등에 대해 명쾌하게 설명한다.
2장, ‘디지털화의 효용 대 블록체인의 효용’에서는 비트코인 블록체인의 기본 원리를 설명한다. 비트코인이 탄생한 배경인 ‘사이퍼펑크’와 프라이버시 보호에 대해 자세히 알아보는 것으로 시작해 리더 선발과 전체 노드의 검증, 동의 및 합의를 거치는 블록 생성 과정 사이클에 대해 자세히 설명한다.
3장, ‘비트코인 블록체인 기반 기술’에서는 블록체인의 기반 기술이 되는 해시 함수와 비대칭 암호화 기술, 전자 서명, 작업 증명과 지분 증명, 해시 퍼즐과 난이도 조절, 하드포크와 소프트포크 등에 대해 자세히 알아본다.
4장, ‘이더리움 블록체인’에서는 이더리움에 대한 설명으로 비트코인 주소와는 다른 이더리움의 계정이란 것이 어떤 것인지 알아보고, 계약 계정과 EVM, 개스, 머클 패트리샤 트리, 이더리움의 해시 퍼즐과 난이도 조절, 이더리움의 스마트 계약 등에 대해서도 상세히 알아본다.
5장, ‘하이퍼레저와 블록체인’에서는 하이퍼레저의 원리와 구성에 대해 알아보고, 하이퍼레저 패브릭의 기본 작동 원리와 개념을 설명한 후 하이퍼레저를 블록체인이라 부를 수 있는지에 대해 생각해본다.
6장, ‘블록체인 바로 알기’에서는 블록체인의 진정한 효용에 대해 종합적으로 분석해본다. 탈중앙화의 개념과 함께 보안 도구나 핀테크 도구로 오해받는 블록체인의 진정한 효용이 무엇인지에 대해서도 자세히 설명한다.
7장, ‘블록체인과 상생 경제’에서는 블록체인을 단순히 네트워크를 구성하는 소프트웨어 기술로서가 아니라 상생 경제의 플랫폼이라는 관점에서 그 무궁무진한 가능성에 대해 설명한다. 개념과 구현을 분리한다는 것이 무엇인지, 그럴 경우 만들 수 있는 네 가지 조합, 또 미래의 기업 경쟁력의 핵심은 적절한 데이터를 효율적으로 확보하는 데 있으며 이를 위해 블록체인의 기술이 아닌 개념이 어떻게 활용될 수 있는지 설명한다. 그 밖에 블록체인의 기술과 콘텐트적 측면이 어떻게 다른지에 대해서도 자세히 설명한다.

작가정보

저자(글) 이병욱

저자 : 이병욱
㈜크라스랩 대표이사이자 서울과학종합대학원 디지털금융 MBA 주임교수를 맡고 있다. 한국과학기술원 KAIST 전산학과 계산 이론 연구실에서 학위를 취득했으며 공학을 전공한 금융 전문가로, 세계 최초의 핸드헬드-PC(Handheld-PC) 개발에 참여해 한글 윈도우 CE 1.0과 2.0을 미국 마이크로소프트 본사에서 공동 개발했다. 1999년에는 국내 최초 전 보험사 보험료 실시간 비교 서비스를 제공하는 ㈜보험넷을 창업해 업계에 큰 반향을 불러일으켰다. 이후 삼성생명을 비롯한 생명 보험사 및 손해 보험사에서 CMO(마케팅 총괄 상무), CSMO(영업 및 마케팅 총괄 전무) 등을 역임하면서 혁신적인 상품과 서비스를 개발, 총괄했다. 세계 최초로 파생상품인 ELS를 기초 자산으로 한 변액 보험을 개발해 단일 보험 상품으로 5천억 원 이상 판매되는 돌풍을 일으켰고, 매일 분산 투자하는 일 분산 투자(daily Averaging) 변액 보험을 세계 최초로 개발해 상품 판매 독점권을 획득했다. 최근에는 머신러닝 기반의 금융 분석과 블록체인에 관련된 다양한 활동을 하고 있으며, 과학기술정보통신부 우정사업본부 정보센터의 네트워크 & 블록체인 자문위원을 맡고 있다. 저서로는 『비트코인과 블록체인, 가상자산의 실체 2/e』(에이콘, 2020)이 있다.

작가의 말

2019년 1월 3일은 비트코인이 등장한 지 정확히 10년째 되는 날이다. 블록체인과 암호 화폐는 전대미문의 광풍을 불러일으켰으며, 지금도 여전히 뜨거운 논쟁의 중심에 서있다. 그 동안 사람들은 블록체인을 통해 어떤 효용을 얻고자 했으며, 그것은 과연 얼마나 성공적이었을까? 이 책은 블록체인의 의미와 실체를 집중적으로 분석하고, 그 미래에 대해 설명한다. 이는 전작인 『비트코인과 블록체인, 탐욕이 삼켜버린 기술』(에이콘출판, 2018)이 주로 블록체인의 작동 원리를 ‘쉽고 친절하게’ 설명해주는 데 집중했던 것과는 완전히 구분된다. 이 책은 ‘쉽고 친절한 작동 원리의 설명’보다는 ‘실체와 효용’을 자세히 설명하는 데 집중했으며, 이를 위해 비트코인 블록체인은 물론 이더리움과 하이퍼레저의 작동 원리도 함께 설명한다.
2016년, IBM은 2019년까지 전 세계 주요 은행의 65%가 블록체인을 사용할 것이라 전망했으며, CEO인 기니 로메티(Ginni Romety)는 블록체인을 빨리 도입하지 않는 기업은 향후 큰 타격을 받을 것이라는 경고성 발언을 동원해 공포 마케팅을 펼치기도 했다. 2015년 12월에 리눅스 재단을 중심으로 하이퍼레저를 갓 출범시킨 시점이었으므로 IBM의 입장에서는 나름대로 당찬 포부를 펼칠만 했다. 그리고 이제 2019년이 밝았다. 그러나 실험적인 프로젝트를 제외하면 블록체인은 어디에도 보이지 않는다. 도대체 블록체인은 어디에 있는 것일까? 블록체인의 효용은 과연 무엇이며, 그 미래는 어떻게 될 것인가? 이 책은 이제 여기에 대한 답을 한다.