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블록체인

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목차

1. 개요

블록체인은 데이터를 '블록' 단위로 묶어 '체인' 형태로 연결하여 저장하는 분산형 데이터베이스 기술이다. 1982년 데이비드 차움이 유사한 프로토콜을 처음 제안했으며, 2008년 사토시 나카모토가 최초의 탈중앙화 블록체인 개념을 제시했다. 블록체인은 암호화폐, 금융 서비스, 공급망 관리, 게임 등 다양한 분야에서 활용되며, 공개형, 비공개형, 하이브리드형 등 여러 종류가 있다. 블록체인은 중앙 서버 없이 네트워크 참여자들의 합의를 통해 운영되며, 데이터 보안과 투명성을 제공하지만, 에너지 소비 문제와 상호운용성, 표준화 등의 과제도 안고 있다.

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블록체인
구글 지도
기본 정보
유형분산 데이터 저장소
용도디지털 거래 기록
핵심 기술암호화, 해시 함수
특징분산 원장
불변성
투명성
기술적 특징
분산 원장중앙 기관 없이 여러 참여자에게 데이터가 분산되어 저장됨
불변성한 번 기록된 데이터는 변경이 불가능
투명성모든 참여자가 거래 내역을 확인할 수 있음
합의 알고리즘작업 증명 (PoW)
지분 증명 (PoS)
기타
활용 분야
암호화폐비트코인, 이더리움 등
공급망 관리상품 추적 및 관리
투표 시스템전자 투표 시스템
디지털 신원 관리개인 신원 증명 및 관리
스마트 계약조건에 따라 자동 실행되는 계약
역사
기원1995년 뉴욕 타임스에 기술적으로 유사한 개념이 등장
초기 개발사토시 나카모토가 2008년 비트코인 개발하며 개념 구체화
비판
확장성 문제거래 처리 속도 및 용량 제한
에너지 소비작업 증명 방식의 에너지 소비 과다
규제 문제법적 규제 및 불확실성
보안 문제해킹 및 공격 위험
잠재적 오용불법 거래 및 자금 세탁에 사용될 가능성
"스네이크 오일" 논란과장된 마케팅 및 효용 주장 비판
관련 인물
주요 개발자사토시 나카모토
같이 보기
관련 기술분산 원장 기술
암호화폐
스마트 계약

2. 역사

블록체인의 개념은 1982년 암호학자 데이비드 차움이 처음 제안했으며,[6] 1991년 스튜어트 해버와 W. 스콧 스토르네타가 암호화로 보호되는 블록 체인에 대한 추가 연구를 진행했다.[1][7] 이들은 문서 타임스탬프가 변조될 수 없는 시스템을 구현하고자 했다. 1992년에는 해버, 스토르네타, 데이브 바이어가 머클 트리를 설계에 통합하여 효율성을 높였다.[1][8]

2008년 사토시 나카모토라는 가명의 인물(혹은 그룹)이 비트코인을 창시하면서 블록체인 기술이 처음으로 구현되었다. 나카모토는 해시캐시와 유사한 방법을 사용하여 블록에 타임스탬프를 부여하고, 난이도 매개변수를 도입하여 설계를 개선했다. 비트코인은 네트워크 상의 모든 거래에 대한 공개 원장 역할을 한다.

2014년 8월, 비트코인 블록체인 파일 크기는 20GB에 달했으며,[10] 2020년 초에는 200GB를 넘어섰다.[11] 2016년에는 "블록체인"이라는 용어가 널리 사용되기 시작했다.[12]

비트코인 이후, 이더리움 등 다양한 암호화폐와 스마트 계약 등 블록체인 기반 기술이 등장하며 발전해왔다. 이더리움은 프로그램의 장부 역할을 하여 스마트 계약(자동 계약)이나 탈중앙화 금융(DeFi), 탈중앙화 거래소(DEX)를 가능하게 했다. Zcash와 모네로와 같은 익명 암호화폐는 영지식 증명을 통해 익명 거래를 지원한다. 대체 불가능 토큰(NFT)은 블록체인을 활용하여 고유하고 대체 불가능한 데이터 단위를 만드는 기술이다.

2. 1. 한국의 블록체인 역사

한국에서는 2010년대 중반부터 블록체인 기술에 대한 관심이 높아지기 시작했으며, 금융권을 중심으로 기술 도입이 추진되었다. 2018년에는 정부 주도의 블록체인 시범 사업이 시작되었고, 이후 공공 및 민간 분야에서 다양한 블록체인 프로젝트가 진행되고 있다. 더불어민주당은 블록체인 기술을 활용한 공공 서비스 혁신과 디지털 경제 활성화를 주요 정책 과제로 추진하고 있다.

3. 기본 원리

블록체인은 '블록'이라고 불리는 데이터 단위를 사슬(체인)처럼 연결하는 데이터베이스이다.[170] 각 블록은 바로 앞 블록의 해시 값을 포함하고 있어, 블록 연결 상태를 추적할 수 있다. 주 체인(main chain)은 기원 블록(genesis block)부터 현재 블록까지 가장 긴 블록의 나열로 정의된다.

블록체인 형성. 주 체인(검정색)은 창세 블록(녹색)에서 현재 블록까지 가장 긴 블록 시리즈로 구성됩니다. 고아 블록(보라색)은 주 체인 외부에 존재합니다.


하나의 앞 블록에 여러 블록이 연결되어 블록체인이 분기되는 현상(포크)이 발생할 수 있다. 이 경우 가장 긴 체인이 주 체인으로 합의되고, 나머지는 고아 블록(orphaned block)으로 남는다. 드물게 의도적으로 포크를 일으켜 주 체인이 아닌 블록체인을 다른 가상화폐의 블록체인으로 다루는 하드포크가 이루어지기도 한다.

블록체인 참여자 중, 작업 증명(PoW) 방식으로 불리는, 계산에 시간이 걸리는 값을 가장 먼저 계산한 사람이 다음 블록을 생성할 수 있다.[171] 지분 증명(PoS) 등 다른 방식도 존재한다.[171]

일단 체인에 추가된 블록은 그 이후의 모든 블록을 삭제하고 각 블록의 PoW 연산을 다시 해야 하므로, 현실적으로 변조가 불가능하다고 여겨진다.[172] 해시 값은 데이터의 동일성과 관련성을 확인하는 기준이 되지만, 서로 다른 데이터에서 동일한 해시 값이 생성되는 충돌 빈도에 따라 신뢰성이 달라진다.

비트코인에서 '돈의 장부' 역할을 했던 블록체인은 이더리움에서 확장되어 임의의 프로그램을 장부로 기록하는 기능(스마트 계약)이 구현되었다.[173] 이에 따라 은행, 관공서, IoT 등의 분야에 블록체인 기술 적용이 가능해졌다.[174]

분산형 금융(DeFi)의 급성장으로 이더리움 거래량이 증가하면서 트랜잭션 처리 지연 및 거래 수수료(GAS 수수료) 급등 문제(확장성 문제)가 발생했다.[175] 이더리움은 합의 알고리즘을 PoW에서 PoS로 변경하고, 여러 단계를 거쳐 확장성 문제 해결을 시도하고 있지만, 2028년경에나 완료될 것으로 예상된다.[176]

한편, 이더리움의 문제점을 해결하면서 이더리움의 시장 점유율을 잠식하려는 Avalanche, Fantom, Harmony, Solana 등의 프로젝트도 등장하고 있다. 이더리움 공동 창립자이자 최고 기술 책임자였던 개빈 우드가 설립한 폴카닷 등의 프로젝트도 주목받고 있다.[177]

3. 1. 탈중앙화

블록체인은 중앙 집중형 데이터베이스를 필요로 하는 페이팔과 같은 시스템과 달리, 암호화폐 노드가 부분 또는 전체의 블록체인을 가지고 있어 중앙 서버가 필요 없다.[195] 이는 네트워크 참여자들의 합의를 통해 운영되므로, 단일 실패 지점(Single Point of Failure)이 없어 시스템의 안정성을 높인다. 또한 중앙 기관의 통제로부터 자유로운 서비스를 가능하게 한다.

3. 2. 합의 알고리즘

블록체인은 대규모 노드들 사이에서 각 노드에 분산 저장된 장부의 데이터를 항상 일치하도록 유지하는 합의 알고리즘으로 볼 수 있다. 이러한 특성은 노드가 익명으로 실행되거나, 연결 상태가 좋지 않거나, 심지어 신뢰할 수 없는 운영자가 참여하는 경우에도 작동하도록 한다.

암호화폐는 신뢰할 수 없는 제3자에 의한 시간 표시 거래가 블록체인에 추가되는 것을 방지하기 위해 작업 증명(PoW) 또는 지분 증명(PoS)과 같은 다양한 시간 표시 방법을 사용한다. 이를 통해 이중 지불 문제를 해결한다.

분산 시스템의 모든 노드는 블록체인의 사본을 가지고 있다. 데이터 품질은 대규모 데이터베이스 복제[28] 및 계산적 신뢰를 통해 유지된다. 중앙 집중식 "공식" 사본은 존재하지 않으며, 특정 사용자가 다른 사용자보다 더 "신뢰"를 받는 것은 아니다. 트랜잭션은 소프트웨어를 사용하여 네트워크에 브로드캐스트되며, 메시지는 최선을 다하는 방식으로 전달된다. 초기 블록체인은 에너지 집약적인 마이닝 노드에 의존하여 트랜잭션을 검증하고,[29] 생성 중인 블록에 추가한 다음 다른 노드에 완성된 블록을 브로드캐스트하는 방식을 사용했다. 블록체인은 작업 증명과 같은 다양한 타임스탬핑 방식을 사용하여 변경 사항을 직렬화하며, 이후에는 지분 증명과 같은 합의 방법도 사용되고 있다.[29]

4. 종류

블록체인은 참여 방식에 따라 여러 종류로 나뉜다. 크게 공개형(Public), 프라이빗(Private), 컨소시엄(Consortium) 블록체인 등으로 구분되며, 하이브리드(Hybrid) 블록체인은 중앙화 및 분산화 기능을 모두 갖추고 있다.[232]


  • 공개형 블록체인: 접근 제어 없이 누구나 참여 가능하다.[230]
  • 프라이빗 블록체인: 특정 권한이 부여된 사용자만 참여할 수 있다.[231]
  • 하이브리드 블록체인: 중앙화 및 분산화 기능을 모두 갖추고 있다.[52]


블록체인의 최종성(Finality)은 새로 추가된 블록이 미래에 변경되지 않을 것이라는 확신의 수준을 의미한다. 작업증명(proof of work)이나 지분증명(proof of stake) 방식을 사용하는 대부분의 분산형 블록체인은 "확률적 최종성"에 의존한다.[31] 반면, 비잔틴 장애 허용(Byzantine fault tolerance) 기반의 지분증명 프로토콜은 "절대적 최종성"을 제공한다고 주장한다.[31]

2016년 4월, 일본에서는 블록체인 기술의 보급과 확산을 목표로 하는 두 단체가 발족했다.

  • 블록체인추진협회(BCCC): 34개사가 발기 회원으로 참여했으며,[215] 2019년 1월 현재 270개사가 가입했다.[217]
  • 일본블록체인협회(JBA): 28개사가 참여하여 발족했으며,[225] 블록체인 기술의 정의를 제시하고 있다.[226][227][228]

4. 1. 공개형 블록체인 (Public blockchain)

공개형 블록체인은 누구나 참여할 수 있는 개방형 블록체인이다. 인터넷 연결만 되어 있다면 누구든지 거래를 전송하고 검증할 수 있다.[51] 이러한 네트워크는 보통 지분 증명 또는 작업 증명 알고리즘을 사용하여 네트워크 보안에 참여하는 사람들에게 경제적 인센티브를 제공한다.[51]

비허가형 공개 블록체인망은 접근 제어가 필요 없다는 장점이 있다.[230] 즉, 전송 계층으로서 블록체인을 사용하여 다른 곳의 신뢰나 승인 없이 애플리케이션을 네트워크에 추가할 수 있다.[230]

비트코인과 이더리움 블록체인이 가장 크고 잘 알려진 공개 블록체인 중 일부이다. 비트코인과 많은 다른 암호화폐는 개방형(공개) 블록체인을 사용하며, 비트코인은 가장 높은 시가총액을 보유하고 있다. 비트코인은 블록체인을 보호하기 위해 해시캐시 퍼즐을 사용하는데, 이는 1997년 애덤 백이 설계했지만, 원래 아이디어는 1992년 신시아 드워크와 모니 나오르 및 엘리 포냐토브스키가 발표한 논문 "처리 또는 정크 메일 방지"에서 처음 제안되었다.

2016년, 블록체인 관련 프로젝트에 대한 벤처 캐피털 투자는 미국에서는 약화되었지만 중국에서는 증가했다.[57]

한편, 2016년 4월 25일 일본에서는 34개 회사가 발기 회원으로 참여한 일반사단법인 블록체인추진협회(BCCC)가 발족했다.[215] 이 협회는 블록체인 기술을 금융업계뿐 아니라 다른 업계에도 보급, 확산시키겠다고 밝혔다.[215] 2019년 1월 현재, BCCC 가입 수는 270개사에 달하며, 2019년 말까지 350개사의 가입을 목표로 한다고 발표했다.[217]

4. 2. 프라이빗 블록체인 (Private blockchain)

프라이빗 블록체인은 허가형(permissioned) 블록체인으로, 네트워크 관리자의 초대 없이는 참여할 수 없으며 참여자와 검증자의 접근은 제한적이다.[34] 분산원장 기술(DLT)이라고도 불린다.[34] 허가형 블록체인은 접근 제어 계층을 사용하여 네트워크 접근자를 관리한다.[231]

블록체인은 비트코인보다 일반화된 개념으로, 다음과 같은 특징을 갖는다.

  • 관리자를 둘 수 있으며, 거래 내역을 비공개로 운영할 수 있다.
  • 설계에 따라 채굴자(마이너)나 암호화폐, 토큰은 반드시 필요하지 않다.
  • 기업 등에서 운영하는 기존의 결제·포인트 서비스 등의 시스템을 블록체인 시스템으로 대체함으로써 운영 비용을 절감하고 결제 수수료 등을 억제할 수 있을 것으로 기대된다.[220][221][222][223][224]


일본블록체인협회(JBA)는 블록체인 기술을 "전자 서명과 해시 포인터를 사용하여 위변조 감지가 용이한 데이터 구조를 가지며, 해당 데이터를 네트워크상에 분산시켜 다수의 노드에 보관함으로써 고가용성 및 데이터 동일성 등을 실현하는 기술"로 정의한다.

4. 3. 컨소시엄 블록체인 (Consortium blockchain)

컨소시엄 블록체인(Consortium blockchain)은 여러 기관이 컨소시엄을 구성하여 운영하는 블록체인으로, 참여 기관 간의 협력과 데이터 공유에 유용하다.

4. 4. 사이드체인

사이드체인은 메인 블록체인과 병렬로 실행되는 블록체인 원장을 지칭한다.[53][54] 주요 블록체인의 항목(일반적으로 디지털 자산을 나타냄)은 사이드체인과 연결될 수 있다. 이를 통해 사이드체인은 주요 블록체인과 독립적으로 작동할 수 있다(예: 다른 기록 보관 방식, 다른 합의 알고리즘 사용 등).[55]

5. 구조



블록체인은 '블록'이라고 불리는 기록들의 분산되고 공개적인 디지털 원장이다. 이 블록들은 여러 컴퓨터에 걸쳐 거래를 기록하는 데 사용된다. 따라서 관련된 블록은 모든 후속 블록을 변경하지 않고서는 소급하여 변경할 수 없다.[16] 이를 통해 참가자는 거래를 독립적이고 비교적 저렴하게 검증하고 감사할 수 있다.[17]

블록체인 데이터베이스는 피어 투 피어 네트워크와 분산 타임스탬핑 서버를 사용하여 자율적으로 관리된다. 이들은 집단적 자기 이익에 의해 지원되는 대규모 협업을 통해 인증된다.[18] 이러한 설계는 참가자의 데이터 보안에 대한 불확실성이 적은 강력한 워크플로우를 가능하게 한다. 블록체인을 사용하면 디지털 자산의 무한 복제 특성이 제거되어, 이중 지불 문제를 해결한다. 블록체인은 '가치 교환 프로토콜'로 설명되어 왔다.[19]

논리적으로 블록체인은 여러 계층으로 구성되어 있다고 볼 수 있다.[20]


  • 인프라(하드웨어)
  • 네트워크 계층(노드 검색, 정보 전파[21] 및 검증)
  • 합의 알고리즘(작업 증명, 지분 증명)
  • 데이터(블록, 거래)
  • 애플리케이션 계층(스마트 계약/탈중앙화 애플리케이션)

5. 1. 블록



블록은 유효한 트랜잭션 배치를 담고 있으며, 해시되어 머클 트리에 인코딩된다. 각 블록은 블록체인에서 이전 블록의 암호화 해시를 포함하여 두 블록을 연결한다. 연결된 블록들이 체인을 형성한다. 이러한 반복적인 과정은 최초 블록(제네시스 블록 또는 블록 0)까지 이전 블록의 무결성을 확인한다.[22][29] 블록과 그 안에 포함된 데이터의 무결성을 보장하기 위해, 블록은 일반적으로 디지털 서명된다.

때때로 별도의 블록이 동시에 생성되어 일시적인 포크를 만들 수 있다. 안전한 해시 기반 이력 외에도, 모든 블록체인은 이력의 여러 버전을 평가하는 특정 알고리즘을 가지고 있어 점수가 더 높은 버전을 선택할 수 있다. 체인에 포함되지 않은 블록은 오퍼블록(orphan block)이라고 한다.[29] 데이터베이스를 지원하는 피어들은 때때로 이력의 서로 다른 버전을 가지고 있다. 피어들은 자신이 알고 있는 가장 높은 점수의 데이터베이스 버전만 유지한다. 피어가 더 높은 점수의 버전(일반적으로 단일 새 블록이 추가된 이전 버전)을 받으면, 자신의 데이터베이스를 확장하거나 덮어쓰고 개선 사항을 피어들에게 재전송한다. 특정 항목이 영원히 최상의 이력 버전에 남아 있을 것이라는 절대적인 보장은 없다. 블록체인은 일반적으로 새 블록의 점수를 이전 블록에 추가하도록 구축되며, 이전 블록을 덮어쓰기보다는 새 블록으로 확장하도록 유인된다. 따라서 항목이 대체될 확률은[23] 더 많은 블록이 위에 쌓일수록 기하급수적으로 감소하여 결국 매우 낮아진다. 예를 들어, 비트코인은 작업 증명 시스템을 사용하며, 여기서 가장 많은 누적 작업 증명을 가진 체인이 네트워크에서 유효한 것으로 간주된다. 충분한 수준의 계산을 증명하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 방법이 있다. 블록체인 내에서 계산은 기존의 분리되고 병렬적인 방식이 아닌 중복적으로 수행된다.[24]

블록체인은 “블록”이라 불리는 데이터 단위를 생성하여 사슬(체인)처럼 연결함으로써 데이터를 저장하는 데이터베이스이다.[170] 여기서 블록은 노드이다. 주 체인(검정)의 동일성은 기원 블록(녹색)이 가지는 해시 값을 궁극적인 근거로 한다. 각 블록은 그 바로 앞 블록의 해시 값을 가지고 있으며, 그 해시 값을 거슬러 올라가면 블록이 어떻게 연결되어 있는지 추적할 수 있다. 주 체인은 기원 블록부터 현재 블록까지의 가장 긴 일련의 블록으로 정의된다. 포크는 어떤 블록을 하나 앞 블록으로 지정하는 블록이 여러 개 생성되어 블록체인이 분기되는 현상이다. 포크가 발생하더라도, 그중 긴 것이 주 체인으로 합의되고, 나머지는 고아 블록(보라색)으로 주 체인의 외부에 존재한다. 또한, 드물게 포크를 고의로 일으켜 주 체인이 아닌 블록체인을 다른 가상화폐의 블록체인으로 다루는 하드포크가 이루어지기도 한다.

어떤 블록체인에 참여하는 사람들 중, 작업 증명(PoW)이라고 불리는, 계산에 시간이 걸리는 값을 가장 먼저 계산한 사람이 다음 블록을 생성할 수 있다.[171](지분 증명(PoS) 등 다른 방법도 있다.[171]) 어떤 블록의 내용은 그 블록의 해시 값이 바로 다음 블록에 기록됨으로써 증명된다. 따라서, 일단 체인에 추가된 블록을 변조하려면, 그 이후의 블록을 모두 삭제하고, 지금까지 시간을 들여 수행되어 온 각 블록의 PoW 연산을 모두 다시 해야 하기 때문에, 현실적으로는 변조할 수 없다고 여겨진다.[172] 요약값이라고도 불리는 해시 값은 데이터의 동일성·관련성을 인정할 때 기준이 되지만, 그 신뢰성은 서로 다른 데이터에서 동일한 해시 값이 생성되는 충돌의 빈도에 따른다. 블록체인에 적용한 경우, 변조가 아닌 데이터를 변조로 감지하지 않을지, 응용 자체의 시비에 들어간 검증이 필요하다.

5. 2. 블록 생성 시간 (Block time)

블록 시간은 암호화폐 네트워크가 블록체인에 새로운 블록을 생성하는 데 걸리는 평균 시간이다. 블록 생성이 완료되면 포함된 데이터가 검증 가능해진다. 암호화폐에서 이는 거래가 실제로 발생하는 시점과 같으므로, 블록 시간이 짧을수록 거래 속도가 빨라진다. 이더리움의 블록 시간은 14~15초로 설정되어 있으며, 비트코인의 경우 평균 10분이다.[25]

5. 3. 하드 포크 (Hard forks)

하드 포크는 블록체인 프로토콜에 대한 근본적인 변경으로, 이전 버전과의 호환성을 상실한다. 공개 블록체인은 인터넷 연결만 되어 있다면 누구든지 거래를 보내고 합의 프로토콜 실행에 참여하는 검증자가 될 수 있도록 접근 제한이 없다.[51] 이러한 네트워크는 일반적으로 네트워크 보안 참여자에게 경제적 인센티브를 제공하며, 지분 증명 또는 작업 증명 알고리즘을 사용한다. 가장 크고 잘 알려진 공개 블록체인으로는 비트코인 블록체인과 이더리움 블록체인이 있다.

6. 활용 사례

블록체인 기술은 분산 원장으로서 암호화폐에 사용되는 것 외에도 다양한 분야에 활용되고 있다. 2019년에는 약 29억달러가 블록체인 기술에 투자되었으며, 이는 전년 대비 89% 증가한 수치이다. 또한, 기업의 블록체인 기술 투자는 2022년까지 124억달러에 이를 것으로 추산되었다.[60]

블록체인 지갑의 수는 2016년부터 2020년까지 4배 증가하여 4천만 개에 달했다.[63]

블록체인 기반 스마트 계약은 인간의 개입 없이 부분적 또는 완전히 실행되거나 집행될 수 있는 계약이다.[68] 계약 당사자 간의 중개자 역할을 하는 제3자가 필요하지 않다는 것이 스마트 계약의 핵심 기능 중 하나이다. 블록체인 네트워크가 스스로 계약을 실행하며, 이는 가치 이전 시 당사자 간의 마찰을 줄이고 거래 자동화를 가능하게 한다.[69]

핀테크를 포함한 다양한 정보기술에 블록체인이 활용된다. 블록체인은 스마트 계약과의 결합을 통해 거래를 자동화하고,[182] 재화나 서비스의 거래 및 권리 기록에도 적용될 수 있다.[181]

블록체인은 뮤추얼 펀드에도 채택되고 있다.

이 외에도 블록체인 기술은 광업, 식품 공급, 패션 산업, 자동차, 게임, 도메인 이름 서비스, 에너지 거래, 위조품 탐지, 디지털 콘텐츠 유통, 보험 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

6. 1. 암호화폐

대부분의 암호화폐는 거래를 기록하기 위해 블록체인 기술을 사용한다. 예를 들어, 비트코인 네트워크와 이더리움 네트워크는 모두 블록체인 기반이다.[65]

암호화폐의 노드는 부분 또는 전체 블록체인을 가지고 있어서, 페이팔과 같은 시스템에서 필요로 하는 중앙 집중형 데이터베이스를 가질 필요가 없다.

일반적인 장부에는 수표나 영수증, 약속어음의 교환 내역이 기록되는 반면, 블록체인은 그 자체가 거래 장부인 동시에 거래 증서(수표, 영수증, 약속어음)이다. 비트코인에서는 거래들의 지불되지 않은 결과의 형태로 존재한다고 표현한다.

"지불인 갑이 00원을 수취인 을에게 보내다" 형식의 거래는 소프트웨어 앱(비트코인 지갑 앱 등)을 통해 블록체인 네트워크에 뿌려진다. 블록체인 네트워크의 노드들은 거래를 검증한 다음, 자신의 장부에 거래를 추가하고, 이 거래가 추가된 장부를 네트워크의 다른 노드들에 뿌린다. 암호화폐들은 신뢰할 수 없는 제3자에 의한 시간 표시 거래를 블록체인에 추가하는 것을 피하기 위해, 작업증명(proof-of-work) 또는 지분증명(proof-of-stake) 같은 다양한 시간 표시 방법들을 사용한다. 이것은 누구나 쉽게 이중지불되는 돈의 문제를 회피할 수 있게 한다.

블록체인의 대표적인 예로는 비트코인과 이더리움 등이 있다. 비트코인은 통화의 장부인 반면, 이더리움은 프로그램의 장부라고 할 수 있다. 이더리움에서는 임의의 컴퓨터 프로그램을 장부에 기록할 수 있으므로, 스마트 계약(자동 계약)이나 탈중앙화 금융(DeFi), 탈중앙화 거래소(DEX)가 가능해져 전 세계의 주목을 받고 있다.

블록체인에서 획기적인 것은 시장 참여의 메커니즘 장벽을 제거했다는 점이다. 인터넷에 연결된 컴퓨터라면 누구든지 채굴(마이닝) 등의 토큰 발행 프로세스 또는 어떤 토큰 생성이 정확한지, 트랜잭션이 정확한 순서로 기록되고 있는지 등 은행이 특권적으로 수행하는 검증 작업에 참여할 수 있게 되었다. 또한, 프로토콜 자체는 기존 은행 시스템보다 보안성이 높다. 기존 시스템과의 가치 교환 장소로 마련된 중앙 집중식 거래소에서 프로토콜과는 전혀 무관한 곳의 이야기에서 절도 사건 등이 다발하고 있지만, 이것은 참여자(특정 거래소)의 도덕성이 낮았기 때문이다.[174]

Zcash와 모네로 등의 암호화폐는 블록체인 기술에서 중요한 익명 암호화폐 범주에 속한다. 영지식 증명이라는 수학적으로 정확하게 보장된 이론을 배경으로 익명으로 거래(트랜잭션)할 수 있다. 비트코인 등 많은 블록체인에서는 거래가 어떤 주소에서 어떤 주소로 얼마를 보냈는지와 같은 정보가 공개되어 있으며, 주소가 누구의 것인지 알 수만 있다면 거래 기록은 공공연한 것이 된다. 이더리움 등에서 계약 정보나 프로그램을 기록한 트랜잭션에 대해서도 마찬가지이다. 이처럼 지나치게 투명한 거래 실태에 대해 개인 정보를 보호하는 것이 익명 암호화폐라고 불린다.[178]

Tor에서 운영되던 범죄 조직 실크로드는 결제에 암호화폐를 사용했으며, 그 중 일부는 미국 연방 정부가 블록체인 연구와 몰수를 통해 압수했다.[65]

정부들은 자국민이나 은행의 암호화폐 소유에 대해 엇갈린 정책을 시행하고 있다. 중국은 2020년에 출시된 국가 디지털 화폐를 포함하여 여러 산업 분야에 블록체인 기술을 구현하고 있다.[66] 유럽 연합과 미국을 포함한 서구 정부들은 자국 통화를 강화하기 위해 유사한 프로젝트를 시작했다.[67]

대체 불가능 토큰(NFT)은 블록체인을 활용하여 고유하고 대체 불가능한 데이터 단위를 만드는 기술이다. 암호화폐와 달리 대체성이 없는 유일한 데이터이다. 이미지, 비디오, 오디오 및 기타 종류의 디지털 파일과 연결할 수 있으며, "연결된 파일 등의 진정성과 소유권을 증명한다"고 주장되어 2022년부터 2023년에 걸쳐 큰 버블을 일으켰다.[179]

6. 2. 금융 서비스

은행 및 금융 기관은 블록체인을 활용하여 결제 시스템을 개선하고, 거래 비용을 절감하고 있다.[220][221][222][223][224] 기업 등에서 운영하는 기존의 결제·포인트 서비스 등의 시스템을 기록이 비공개로 운영되는 블록체인 시스템으로 대체함으로써 운영 비용을 절감하고 결제 수수료 등을 억제할 것으로 기대된다.[220][221][222][223][224]

블록체인은 뮤추얼 펀드에도 채택되고 있다.

6. 3. 공급망 관리

블록체인 기술은 공급망 관리에 활용하려는 여러 시도가 있었다.

  • '''귀금속 광업''' — 블록체인 기술은 원석 및 기타 귀금속의 기원을 추적하는 데 사용되었다. 2016년, ''월스트리트 저널''은 블록체인 기술 회사인 에버레저(Everledger)가 IBM의 블록체인 기반 추적 서비스와 파트너십을 맺어 다이아몬드의 기원을 추적하여 윤리적으로 채굴되었는지 확인하고 있다고 보도했다.[93] 2019년 현재, 다이아몬드 트레이딩 컴퍼니(DTC)는 Tracer라는 다이아몬드 거래 공급망 제품 개발에 참여하고 있다.[94]
  • '''식품 공급''' — 2018년 현재, 월마트와 IBM은 상추와 시금치의 공급망 모니터링을 위한 블록체인 기반 시스템을 시험 운영하고 있었다. 모든 블록체인 노드는 월마트가 관리했고 IBM 클라우드에 위치해 있었다.[95]
  • '''패션 산업''' — 패션 산업에서는 브랜드, 유통업체, 고객 간의 불투명한 관계로 인해 지속 가능하고 안정적인 산업 발전이 저해되고 있다. 블록체인은 이러한 정보를 투명하게 만들어 산업의 지속 가능한 발전에 기여할 수 있다.[96]
  • '''자동차''' — 메르세데스-벤츠와 파트너사인 아이서티스(Icertis)는 공급망을 따라 계약에 대한 일관된 문서화를 용이하게 하는 블록체인 프로토타입을 개발하여 직접 공급업체에 요구되는 윤리적 기준과 계약상 의무를 2차 공급업체 이상으로 전달할 수 있도록 했다.[97][98] 또 다른 프로젝트에서 이 회사는 블록체인 기술을 사용하여 배터리 셀 제조업체의 공급망을 따라 기후 관련 가스 배출량과 재활용 재료의 양을 추적한다.[99]

6. 4. 게임

대체 불가능 토큰(NFT)은 블록체인을 활용하여 고유하고 대체 불가능한 데이터 단위를 만드는 기술이다. 암호화폐와 달리 대체성이 없는 유일한 데이터이며, 이미지, 비디오, 오디오 및 기타 종류의 디지털 파일과 연결할 수 있다. NFT는 "연결된 파일 등의 진정성과 소유권을 증명한다"고 주장되어 2022년부터 2023년에 걸쳐 큰 버블을 일으켰다.[179]

6. 5. 도메인 이름

블록체인을 통해 도메인 이름 서비스를 제공하려는 여러 노력이 있다. 이러한 도메인 이름은 개인 키를 사용하여 제어할 수 있으며, 검열되지 않는 웹사이트를 허용하는 것으로 알려져 있다.[100] 이는 또한 등록기관이 사기, 남용 또는 불법 콘텐츠에 사용되는 도메인을 억제하는 기능을 우회할 수 있다.[100]

네임코인은 ".bit" 최상위 도메인(TLD)을 지원하는 암호화폐이다. 네임코인은 2011년 비트코인에서 분기되었다. .bit TLD는 ICANN의 승인을 받지 않았으며, 대신 대체 DNS 루트를 필요로 한다.[100] 2015년 기준으로, 등록된 12만 개의 이름 중 28개의 웹사이트에서 .bit를 사용했다.[101] 네임코인은 맬웨어 및 기타 잠재적인 법적 문제로 인해 2019년 OpenNIC에서 제외되었다.[102] ICANN의 다른 블록체인 대안으로는 '핸드셰이크 네트워크',[101] 'EmerDNS' 및 '언스톱러블 도메인즈'가 있다.[100]

특정 TLD에는 이더리움 이름 서비스(ENS)를 통해 이더리움 블록체인과 연관된 ".eth", ".luxe" 및 ".kred"가 있다. .kred TLD는 또한 암호화폐 전송을 편리하게 하기 위한 기존 암호화폐 지갑 주소의 대안으로도 기능한다.[103]

6. 6. 기타

블록체인 기술은 에너지 거래, 위조품 탐지 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 피어 투 피어 에너지 거래에 사용될 수 있으며,[120][121][122] 제품, 문서 및 화물에 고유 식별자를 연결하고 위조 또는 변경할 수 없는 거래 기록을 저장하여 위조품 탐지에도 사용될 수 있다.[125][126] EUIPO는 위조 방지 블록체인 포럼을 설립하여 유럽 차원에서 위조 방지 인프라를 구축하고 있으며,[129][130] 네덜란드 표준화 기구인 NEN은 인증서 인증을 위해 블록체인과 QR 코드를 함께 사용한다.[131]

이 외에도 블록체인 기술은 디지털 콘텐츠 제작자의 판매 데이터를 편집하고 지불을 추적하는 데 사용될 수 있다. IBM은 ASCAP 및 PRS for Music과 협력하여 음악 유통에 블록체인 기술을 도입했고,[107] 이모젠 힙의 Mycelia 서비스는 아티스트가 자신의 노래와 관련 데이터 유통을 통제할 수 있는 블록체인 기반 대안으로 제시되었다.[108][109]

보험 업계에서는 블록체인 기술을 통해 피어 투 피어 보험, 파라메트릭 보험, 마이크로보험과 같은 새로운 유통 방식이 제공되고 있다.[110][111]

7. 블록체인 분석

리즌에 따르면, 많은 은행들이 분산 원장을 뱅킹에 활용하기 위해 관심을 표명하고 있으며, 사설 블록체인을 만드는 기업들과 협력하고 있다.[72][73][74] 2016년 9월 IBM 연구에 따르면, 이러한 추세는 예상보다 빠르게 진행되고 있다.[75] 세계경제포럼은 2025년까지 세계 GDP의 10%가 블록체인 관련 기술에 저장될 것으로 추산했다.[59]

은행들은 블록체인 기술이 백오피스 결제 시스템을 가속화할 잠재력을 가지고 있기 때문에 이 기술에 관심을 가지고 있다.[76] 블록체인 산업이 초기 성숙기에 도달함에 따라, 새로운 금융 산업 인프라로서의 블록체인에 대한 기관들의 인식이 높아졌다.[77] 이 기술은 데이터 저장 기능 향상, 동시 거래 처리, 거래 비용 절감, 부채 및 자본 관리에 대한 자본 시장 투명성 개선을 통해 금융 거래를 변화시킬 것이다.[59]

UBS와 같은 은행들은 효율성 증대와 비용 절감을 위해 금융 서비스에서 블록체인을 어떻게 사용할 수 있는지 탐구하기 위해 블록체인 기술 전용 연구소를 개설하고 있다.[78][79]

독일 은행인 베렌베르크는 블록체인이 "과대평가된 기술"이며 많은 "개념 증명"을 가지고 있지만 여전히 큰 과제가 있으며 성공 사례는 매우 적다고 평가했다.[80]

블록체인은 또한 ICO(Initial Coin Offering)와 함께 보안 토큰 오퍼링(STO, Security Token Offering) 또는 디지털 증권 오퍼링(DSO, Digital Security Offering)이라고도 불리는 새로운 종류의 디지털 자산을 탄생시켰다.[81] STO/DSO는 비공개 또는 공개적으로 규제된 증권 거래소에서 진행될 수 있으며, 회사 주식과 같은 전통적인 자산뿐만 아니라 지적 재산권, 부동산,[82] 예술 작품 또는 개별 제품과 같은 더 혁신적인 자산을 토큰화하는 데 사용된다. 많은 기업들이 규정 준수 토큰화, 비공개 STO 및 공개 STO에 대한 서비스를 제공하는 이 분야에서 활동하고 있다.

8. 블록체인 상호운용성

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9. 표준화

호주표준협회(Standards Australia)는 2016년 4월 국제표준화기구(International Organization for Standardization)에 블록체인 기술 지원을 위한 표준 개발 제안서를 제출했다.[44] 이 제안으로 ISO 기술위원회 307, 블록체인 및 분산원장기술(Blockchain and Distributed Ledger Technologies)이 설립되었다.[44]

기술위원회에는 블록체인 용어, 참조 아키텍처, 보안 및 개인 정보 보호, 신원, 스마트 계약, 거버넌스 및 블록체인과 분산원장기술의 상호운용성, 산업 부문별 표준 및 일반적인 정부 요구 사항과 관련된 작업 그룹이 있다.[45] 국제은행간통신협회(Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication, SWIFT), 유럽연합 집행위원회(European Commission), 국제측량사연맹(International Federation of Surveyors), 국제전기통신연합(International Telecommunication Union, ITU), 유엔 유럽경제위원회(United Nations Economic Commission for Europe, UNECE) 등 외부 연락 기관과 함께 50개국 이상이 표준화 과정에 참여하고 있다.[45]

미국표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology, NIST)[47], 유럽전기표준화위원회(European Committee for Electrotechnical Standardization, CENELEC)[48], 전기전자기술자협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)[49], OASIS, 인터넷 엔지니어링 태스크포스(Internet Engineering Task Force, IETF)[50] 등 다른 많은 국가 표준 기관과 개방형 표준 기관도 블록체인 표준에 대한 작업을 진행하고 있다.[46]

10. 중앙화된 블록체인

오라클은 오라클 21c 데이터베이스에 중앙화된 블록체인 테이블 기능을 출시했다.[118][119] 오라클 21c 데이터베이스의 블록체인 테이블은 변경 불가능한 기능을 제공하는 중앙화된 블록체인이다. 분산형 블록체인과 비교하여 중앙화된 블록체인은 일반적으로 합의 기반 분산형 블록체인보다 더 높은 처리량과 더 낮은 트랜잭션 지연 시간을 제공할 수 있다.

11. 에너지 소비 문제

작업 증명(PoW)이나 지분 증명(PoS)과 같은 방식은 신뢰할 수 없는 제3자가 거래를 블록체인에 추가하는 것을 막고, 이중 지불 문제를 해결하기 위해 사용된다.[181][182][203][204][205][206][207][208][209][210][211][212][213]

12. 학술 연구

2017년 첫 IEEE 컴퓨터 학회 TechIgnite 컨퍼런스에서 열린 블록체인 패널 토론


2014년 10월, MIT 동문들의 자금 지원을 받은 MIT 비트코인 동아리는 매사추세츠 공과대학교(Massachusetts Institute of Technology) 학부생들에게 100달러 상당의 비트코인을 제공했다. 카탈리니와 터커(2016)의 연구에 따르면, 기술을 조기에 채택하는 사람들에게 접근이 지연될 경우 해당 기술을 거부하는 경향이 있었다.[150]

2017년에는 매사추세츠 공과대학교(MIT)를 포함한 많은 대학들이 암호화폐 및 블록체인에 중점을 둔 학과를 설립했다. 같은 해, 에든버러 대학교는 ''파이낸셜 타임스''에 따르면 "블록체인 과정을 개설한 최초의 유럽 대학 중 하나"가 되었다.[151]

블록체인 기술 채택 동기(혁신 채택의 한 측면)는 연구자들에 의해 조사되었다. Janssen 등은 분석 프레임워크를 제공했고,[152] Koens & Poll은 채택이 비기술적인 요인에 의해 크게 주도될 수 있다고 지적했다.[153] Li는 행동 모델을 바탕으로 개인 및 조직 수준에서의 채택 차이점에 대해 논의했다.[154]

경영학 분야 학자들은 블록체인이 협업을 지원하는 역할에 대한 연구를 시작했다.[155][156] 블록체인은 협력(기회주의적 행동 방지)과 조정(의사소통 및 정보 공유) 모두를 촉진할 수 있다는 주장이 제기되었다. 신뢰성, 투명성, 기록의 추적 가능성 및 정보 불변성 덕분에 블록체인은 기존 계약의 사용과 관계적 규범 모두와 다른 방식으로 협업을 용이하게 한다. 계약과 달리 블록체인은 계약 집행을 위해 법적 시스템에 직접 의존하지 않으며, 관계적 규범과 달리 협력자 간의 신뢰나 직접적인 연결을 필요로 하지 않는다.

조직 효율성에 대한 효과적인 감시를 제공하기 위한 내부 감사의 필요성은 새로운 형식으로 정보에 접근하는 방식의 변화를 요구한다.[159] 블록체인 채택에는 블록체인을 사용하는 거래와 관련된 노출 위험을 식별하기 위한 프레임워크가 필요하다. 내부 감사관 협회(Institute of Internal Auditors)는 내부 감사관이 이러한 혁신적인 기술을 다루어야 할 필요성을 확인했다. 위협과 위험을 식별하는 감사 계획을 개발하기 위해 새로운 방법이 필요하다. 내부 감사 재단 연구 "블록체인과 내부 감사"는 이러한 요소들을 평가한다.[160] 미국 공인회계사협회(American Institute of Certified Public Accountants)는 블록체인의 결과로 감사관의 새로운 역할을 제시했다.[161]

12. 1. 학술지

2015년 9월, 암호화폐 및 블록체인 기술 연구에 전념하는 최초의 동료 심사 학술지인 ''레저''(Ledger)가 발표되었다. 창간호는 2016년 12월에 출판되었다.[162] 본 학술지는 암호화폐와 관련된 수학, 컴퓨터 과학, 공학, 법학, 경제학 및 철학의 여러 측면을 다룬다.[163][164] 저자들에게 제출된 논문의 파일 해시에 디지털 서명을 하도록 권장하며, 이는 비트코인 블록체인에 타임스탬핑된다. 또한, 저자는 부인 방지를 위해 논문 첫 페이지에 개인 비트코인 주소를 포함하도록 요청받는다.[165]

13. 한국의 블록체인 산업

2023년 국민의힘 윤창현 의원은 가상자산 시장의 불공정거래 행위를 규제하고 투자자를 보호하기 위한 '디지털자산시장 기본법' 제정안을 대표 발의했다.[189] 이는 투자자 보호에 초점을 맞춘 법안으로, 더불어민주당의 디지털자산 관련 법안과는 차이가 있다. 더불어민주당은 블록체인 기술을 활용한 디지털 경제 활성화와 일자리 창출을 주요 정책 목표로 제시하고 있으나, 구체적인 정책 방안에 대해서는 국민의힘과 입장 차이가 존재한다.

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