🔗 블록체인 기초
출처: 03강_홍원기교수.pdf · 업데이트: 2026-04-11
블록체인 기초
정의
블록체인 = 거래나 데이터를 중앙 기관 없이 참여자들이 공동으로 검증·기록·관리하는 시스템.
- 블록(Block): 일정 기간 거래를 모아둔 단위. 암호학적 해시값 보유.
- 체인(Chain): 블록이 시간 순서대로 연결. 이전 블록의 해시를 포함 → 위변조 사실상 불가.
- 분산성: 단일 서버가 아닌 여러 노드에 복제·저장.
- 합의 알고리즘: 거래 유효성 검증 + 블록 추가 합의 방법.
블록체인에 사용된 기술
| 기술 영역 | 기술 | 예시 |
|---|---|---|
| 암호학 | 해시 함수 | SHA-256 (비트코인), Keccak-256 (이더리움) |
| 암호학 | 공개키 암호화 | ECDSA, EdDSA |
| 암호학 | 디지털 서명 | 거래 무결성 보장 |
| 데이터 구조 | 블록 + 체인 구조 | 블록헤더 + 거래목록 |
| 데이터 구조 | 머클 트리 | 거래 해시 요약, 빠른 검증 |
| 분산 시스템 | P2P 네트워크 | 노드 간 직접 통신 |
| 분산 시스템 | 블록 전파 | Gossip Protocol |
| 합의 알고리즘 | PoW | 비트코인 |
| 합의 알고리즘 | PoS | 이더리움 2.0 |
| 합의 알고리즘 | PBFT/DPoS | Hyperledger, EOS |
| 스마트 계약 | 계약 언어 | Solidity, Rust, Move |
| 스마트 계약 | 가상 머신 | EVM, WASM |
| 확장성 | Layer 2 | Rollup, Plasma |
| 토크노믹스 | 토큰 표준 | ERC-20, ERC-721 |
블록체인의 핵심 특징
- 탈중앙화(Decentralized): 단일 통제 주체 없음
- 투명성(Transparent): 참여자들이 동일한 데이터 보유. 51% 공격 없으면 위변조 불가.
- 불변성(Immutable): 한번 기록된 데이터는 사실상 변경 불가
퍼블릭 vs 프라이빗 블록체인
| 구분 | 퍼블릭 | 프라이빗 |
|---|---|---|
| 참여 | 누구나 | 승인된 조직만 |
| 암호화폐 | 필수 (인센티브) | 선택적 |
| 대표 예 | 비트코인, 이더리움, 솔라나 | Hyperledger Fabric (IBM), R3 Corda, Quorum (JP Morgan), Nexledger (삼성SDS) |
블록체인 세대
| 세대 | 등장 | 특징 | 예시 |
|---|---|---|---|
| 1세대 | 2009 | 결제 전용 | 비트코인 |
| 2세대 | 2015 | 스마트 컨트랙트 | 이더리움 |
| 3세대 | ~2020 | 확장성·속도 개선 | EOS, Hyperledger, Ripple, Klaytn, Solana |
| 4세대 | 2020+ | 초고속·전문화 | NEAR, Avalanche, Arbitrum, Aptos, Sui |
합의 알고리즘 비교
| 알고리즘 | 방식 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|---|
| PoW | 연산 문제 해결 | 보안성 높음 | 전기 낭비, 느림 |
| PoS | 지분 보유량으로 선정 | 에너지 효율 | 부익부 우려 |
| DPoS | 위임 기반 | 빠른 합의 | 중앙화 위험 |
| PBFT | 노드 간 합의 | 빠름 | 소규모 네트워크만 |
Mainnet vs Testnet
- Mainnet: 실제 운영 네트워크. 트랜잭션이 실제 블록체인에 기록됨.
- Testnet: 개발·테스트 전용. 비용 발생 없음.