블록체인 이해하기 : 그래픽카드 가격은 왜 올라가는 것일까?

블록체인 이해하기 : 그래픽카드 가격은 왜 올라가는 것일까?

 

 

암호화폐 채굴로 인하여 그래픽 카드 가격이 많이 올랐다는 뉴스를 본 적이 있을 것이다.

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다양한 뉴스들을 접하며 '가상화폐를 채굴할 때 그래픽카드가 필요하고 그래픽카드가 수요가 증가하여 시장경제에 따라 가격이 증가했겠지' 정도로만 생각하고 있었다. 하지만 블록체인 방식에 대해 공부하면서 그래픽카드와 어떤 연관이 있을까? 라는 생각에 대해 약간은 해소가 됐고 이 부분에 대해 조사하면서 알게 된 내용에 대해 정리하고 같은 의문이 생긴 사람들에게 어느 정도 해답이 될 수 있지 않을까? 라는 생각에 이 포스팅을 작성하게 되었다. 

 

그래픽 카드의 가격이 왜 올라가는거지?

암호화폐 채굴이 뭐지?

작업 증명이 뭐지?

 

다음과 같은 3가지 의문점에 대해 고민이 있었던 사람들에게 어느 정도 해답이 되길 바라며 이번 포스팅을 시작하도록 하겠다.

 

 

채굴? mining?

암호화폐는 중앙은행과 같은 발행기관이 없이 거래내역을 기록한 원장을 전 세계 네트워크에 분산 저장하게 되는데 이를 탈중앙화라고 한다. 이러한 블록체인을 유지하기 위해 해당 블록을 생성한 사람에게 일정한 보상을 지급하도록 설계되어 있다. 예를 들어 비트코인(bitcoin)의 경우 10분에 한 번씩 새로운 블록이 생성되는데, 이 블록의 이름을 16진수로 표시한 총 64자리의 해시(hash)를 찾아내는 사람에게 비트코인을 발행하여 지급한다. 즉, 채굴은 쉽게 얘기해서 암호화폐의 거래내역을 기록한 블록을 생성하고 그 대가로 암호화폐를 얻는 행위를 말한다.

 

 

해시 암호화?

해시 암호화란 무엇일까? 해시 함수는 데이터 길이가 어떠하든 간에 정해진 길이로 고정(mapping)되는 것을 의미한다. 해시의 특성으로는 일대일 대응이 있다. 일대일 대응은 해시화 하고 싶은 값이 있다면 동일한 해시 방식으로는 반드시 상응되는 해시값이 나와야 한다. 아래는 실제 SHA-256 암호화 방식으로 x라는 값을 해시화 한 값이다.

 

해시화 하고 싶은 값 : x

해시값 : 2D711642B726B04401627CA9FBAC32F5C8530FB1903CC4DB02258717921A4881

 

위 결과를 보고 나서 의문점이 들 것이다. 해시화 한 값을 알면 역으로 해시화 하고 싶은 값을 추적하기 너무 쉬운 거 아닌가? 암호화 알고리즘을 이렇게 쉽게 만들어도 되는 것인가? 결론부터 말하면 해시화 된 결과를 보고 처음 값을 추적하는 것은 불가능한 일이다. 이러한 해시의 특성을 역상 저항성, 단방향 암호화라고 하는데 해시할 때, 해시값은 크기와 알고리즘에 따라 암호문의 결과가 완전 상이하기 때문이다. 아래에 예시를 살펴보면 이해가 쉬울 것이다.

 

해시화 하고 싶은 값이 x가 아닌 dot(점)을 추가한 x. 이라는 값이라고 가정하면 해시화한 결과를 비교해보았을 때,

x -> 2D711642B726B04401627CA9FBAC32F5C8530FB1903CC4DB02258717921A4881
x. -> C92F00B196E2FB020317AFD79909F3894536D631A3366D77C9653176E12A5C4F

로 dot한개만 들어갔을 뿐인데 해시값은 아예 달라지는 것을 볼 수 있다. 이러한 해시의 특성을 눈사태 효과라고도 한다. 블록체인은 쉽게 설명하면 정보가 담겨있는 블록을 해시화를 통해 묶어 놓은 것이며 내가 참여자(노드)가 되어 작업증명을 통해 채굴에 성공하면 블록이 등록되게 되고 블록체인의 일부가 되는 것이다. 

 

 

작업증명이 뭘까?

우선 우리는 블록체인에서 블록이라는 것에 대해 이해해야 한다. 블록 안에는 어떤 정보가 있을까? 블록은 블록의 헤더와 바디로 구성되어 있는데 블록의 헤더에는 다음과 같은 정보가 담겨 있다.

 

1. 비트코인 버전 : 소프트웨어 버전

2. 이전 블록의 해시 

3. 비츠(bits) : 난이도에 따른 목푯값 

4. 머클 해시 : 거래 정보 해시

5. 시간 : 블록 생성 시간

6. 논스(nonce) : 난수

 

자세한 내용은 추후에 다룰 예정이니 '블록 안에는 이런 것이 있구나' 정도만 이해하고 넘어가도 된다.

'A가 B에게 1 BTC를 전송하였습니다'

라는 내용을 블록이 인식하면 블록 안에서 논스(nonce)라는 무작위의 숫자가 SHA-256 암호화 방식에 대입된다.

논스값을 0부터 1씩 반복해서 증가시키며 그 결과로 여러 해시 값이 나오는데 논스는 블록이 설정해놓은 특정 해시 값보다 작은 숫자가 나올 때 까지 계속 대입된다. 비트코인의 경우 한 개의 블록이 10분마다 생성되도록 정해져 있다. 논스값을 구하는데 10분이라는 시간이 걸리도록 컴퓨터의 연산 속도에 맞춰서 자동적으로 '난이도'가 설정된다. 블록 안에서 논스값을 대입해 블록이 설정한 난이도보다 낮은 숫자를 찾았을 때, 'A가 B에게 1 BTC를 전송하였습니다.'는 cd465s4f6d54fd65f4w...로 암호화 되어 블록에 기록되고 작업이 완료된다. 이 과정을 작업증명이라고 한다.

 

작업증명 시스템에서는 블록 난이도가 설정한 숫자보다 작은 숫자를 더 빠르고 많이 찾을수록 블록체인에 기록하는 과정에서 더 많은 권한이 부여된다. 연산력(해시파워)이 좋은 컴퓨터를 가질수록 블록의 기록에 더 관여할 수 있게 된다.

 

논스, 해시파워, 블록헤더와 같은 어려운 단어들에 대해서 너무 고심하지 않아도 된다. 일단은 블록체인에 관심을 가지는 단계이고 단어에만 익숙해져도 성공이다. 블록 헤더 정보, 난이도에 따른 목표값, 난이도에 대한 내용은 앞으로도 계속해서 다룰 예정이다. 

 

그렇다면 그래픽 카드 가격은 왜 올라가는 것일까? 라는 물음에 대한 답은 간단하게 다음과 같이 할 수 있다. 채굴을 하는 과정에서 연산은 GPU(그래픽카드)가 하게 된다. 연산력(해시파워)이 좋으려면 그만큼 좋은 그래픽 카드가 필요하다. 암호화폐의 가치가 상승하고 관심을 가지고 채굴을 하려는 사람들이 점점 많아지면서 채굴 또한 기업화되기 시작했고 많은 그래픽 카드가 필요하다 보니 그만큼 가격이 상승된 것이다. 

 

 

Reference

쉽게 설명하는 블록체인 : 블록체인의 원리 - 채굴, 해시 그리고 작업증명 | 뱅크샐러드

왜 가상화폐 채굴에 그래픽카드가 쓰이나?

블록헤더 - 해시넷

Bitcoin#6: 난이도와 목푯값