비트코인 네트워크 기술 소개 - 임석의, 윤석주
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NDC14때 비트코인에 사용된 기술, 사례 연구에 대해 발표했던 슬라이드 입니다.
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비트코인 네트워크 기술 소개 - 임석의, 윤석주
- 1. Incourage Inc. 비트코인 네트워크 기술 소개 분산된 개방형 P2P 동기화 기술 소개 게임 응용연구 소개 인커리지 임석의 / 윤석주
- 2. Incourage Inc. 이 발표에서 다루는 것 • 비트코인 동기화 기술 • 비트코인 동기화 기술 응용 사례
- 3. Incourage Inc. 이 발표에서 다루지 않는 것 • 비트코인을 사도 되나요? • 마이닝은 어떻게 하나요? • 사토시의 정체는?
- 4. Incourage Inc. 발표자 소개 • 임석의 • 현 인커리지 CTO • 넥슨 • 윤석주 • 현 인커리지 • 넥슨 • 게임하이
- 6. Incourage Inc. 비트코인은 가장 성공한 가상 화폐
- 7. Incourage Inc. Peer to Peer 분산형 데이터베이스 공개 키 암호 방식
- 9. Incourage Inc. Fred wilson 비트코인은 근본적이고 강력하다. 매수력을 전달할 수 있는 분산된 개방형 p2p 인터넷 프로토콜이다. 그 설계와 개방성은 SMTP, HTTP, RSS, 비트토렌트 를 연상케 한다. 비트토렌트와 비슷하네? 제 3자 검증
- 10. Incourage Inc. 제 3자 검증? [스타크래프트1 검증 시스템] P1 P2 P3 P4 어? P4 저글링이 이상해 진짜 이상한데? 정말이네 너 아웃! 추방!
- 11. Incourage Inc. 분산 데이터베이스는 해킹에 취약해! 제 3자 검증, 말은 좋아 하지만 사용자들은 자발적으로 참여 하지 않을꺼야 [사토시] 제 3자 검증 보상 (25BTC) 헠!
- 12. Incourage Inc.
- 13. Incourage Inc. 정리하자면 지속적으로 데이터(거래)를 주고 받으며, 이 데이터의 흐름을 지속적으로 감시하며, 감시자에게 보상을 주는 시스템
- 16. Incourage Inc. Hunter coin • 세계최초 P2P Massively Multiplayer Online Game • 유저는 캐릭터를 조종하여 필드의 코인을 수확하는 게임 • 수확한 코인은 비트코인으로 전환 가능
- 18. Incourage Inc. 더 게임스러울 수 없을까? 게임을 데이터 관점에서 보자 게임은 데이터의 흐름을 시각적으로 표현한 것 mmog 를 예시로 생각해보자
- 19. Incourage Inc. 더 게임스러울 수 없을까? 영구데이터 (레벨, 아이템) 임시데이터 (위치, 상태) 비트코인 프로토콜 P2P, 심리스
- 20. Incourage Inc. Q. 근데 게임은 국소적인 데이터 흐름이 빈번하자나? A. 국소적인 지역에서 제 3자 검증을 한 뒤, 그 지역을 상위 지역에서 제 3자 검증을 하는 방법에 대해 논의 중 [Bitcoin node]
- 21. Incourage Inc. 아직 넘어야 하는 산이 있다.
- 23. Incourage Inc. 계좌 • 공개키를 encode해서 사용 • 17MtVo3JTvyAQdZoapdSyFnSScu3D3s5LQ • 소유권 인증 개념 • Offline으로 계좌 생성 가능 • 없는 계좌에도 돈을 보낼 수 있음
- 24. Incourage Inc. 거래 (Transaction) 비밀키로 서명하여 소유권 변경
- 26. Incourage Inc. • Peer 끼리 연결 • 노드 검색 방법 • AddNode ( 수동 추가 ) • IRC • Cache P2P Block Chain
- 27. Incourage Inc. • 뒤에 Block은 이전 Block을 참조 P2P Block Chain Block Block Block Block Block
- 28. Incourage Inc. 블록에는 거래(Transaction) 데이터들을 담고 있음 Block Block header Transaction Transaction
- 29. Incourage Inc. Block chain을 정리하면 Block Block Block Block Block Transaction Transaction Transaction Transaction Transaction Transaction Transaction Transaction의 모임
- 31. Incourage Inc. Block 생성 (제 3자 검증) • P2P로 받은 Transaction을 포함하여 생성 • 올바른 거래 인지 검증 • Transaction을 포함해서 Hash값 찾기(연산 필요) • i5 CPU로 8년 걸림!
- 32. Incourage Inc. Block Chain • Block 한 개만으로는 위조된 거래 내역이 포함 될 수 있음 • 이전에 유효한 블록을 기반으로 새로운 Block 추가 • 가장 길이가 긴 체인이 유효한 Block으로 인정 됨
- 33. Incourage Inc. Block Chain Block Block Block Block Block Block Block Block Block • 가장 긴 체인에 속한 Block만 올바른 Block • 올바른 Block안에 있는 Transaction만 유효함
- 34. Incourage Inc. 동기화 기술 정리하면 • 거래는 공개키 기반으로 소유권을 인증 • 올바른 거래인지 3자가 블록에 포함하 여 인증 • 블록 자체가 유효한 것은 블록체인을 통해 인증
Notes de l'éditeur
- 안녕하세요
- 비트코인에 대해 대표적인 표현을 살펴보면…
- 그리고 p2p, 분산형 데이터베이스, 공개키등이 대표적인 비트코인 기술적 특징이지요. 공개 키를 이용해 익명성을 보장 받을 수 있고, p2p 와 분산형 데이터베이스를 이용해 중앙 장치가 필요없는 시스템을 만들었죠. 여기까지 누구나 쉽게 알 수 있는거구요 다음은 검증하는 부분에 대해 이야기 하겠습니다.
- 데이터의 일관성, 이 부분이 사토시가 가장 고민을 많이한 부분입니다. 비트코인이 화폐로서 기능을 할려면, 위조, 변조를 막아, 화폐의 안전성을 높이는게 중요합니다. 그리고 이 일관성을 지키기 위해 많은 기법들이 사용됩니다. 그 기법들은 뒤에서 차근차근 설명하겠습니다.
- 저 문장은 뉴욕 벤처투자자 ‘Fred Wilson(프레드 윌슨)’이 한 말이자, 저희 강연소개란에도 적혀있는 문장인데요. 프레드 윌슨이 ‘비트토렌트＇를 언급하는데요. P2p, 데이터, 분산, 이렇게 보면 비트코인과 ‘비트토렌트’의 공통점이 많습니다. 그럼 여기서 비트코인과 비트토렌트가 머가 다르냐? 고 하면, 제 3자 검증이 다르다라고 간단하게 말할 수 있습니다. 비트코인은 proof of work 라는 방법으로 데이터의 일관성을 유지힙니다. 그럼 제 3자 검증이 무엇인지 알아보겠습니다
- 제 3자 검증은 스타크래프트에서 사용한 예가 있는데요. [클릭] 보면 p4 가 이상한 짓을 합니다. 그럼 다른 노드들이 p4 가 이상하네. 알아차리고 추방 투표를 합니다 과반수 이상이 찬성하면, p4 는 이 시스템에서 추방당하게 됩니다. 이것처럼 서로가 서로를 지속적으로 감시하는 방법을 제 3자 검증이라고 부릅니다. 근데 여기에도 문제가 있습니다. 일반적으로 지속적인 감시는 리소스를 소모하므로, 자발적인 참여를 유도하기 힘들죠. 다음 일화를 보겠습니다.
- 이 일화는 사토시가 처음 비트코인을 소개할 때, 다른 사람들부터 공격을 받았는데요. 의도대로 작동하지 않을 것이다. 취약점이 있을 것이다라고 공격을 받던 부분입니다. 자 그럼 살표 보겠습니다 중앙 장치가 없으므로 해킹에 취약하다는 점. 변조가 가능할 거라고 하는거죠. [클릭] 이에 사토시는 3자 검증을 하겠다고 합니다. [클릭] 제 3자 검증은 이론적으로는 좋지만, 자발적으로 참여를 하지 않는다는 점. [클릭] 여기서 사토시는 새로운 개념을 제안합니다. 바로 자발적 검증에 보상을 주는 것, 실제로 비트코인은 거래내역을 검증한 보상으로 25 BTC 를 줍니다. (1500만) 그렇기 때문에 사람들이 자발적으로 참여를 하죠 일반적으로 마이닝을 한다는 행위는, 비트코인을 찾는게 아니라, 기존 거래내역을 검토한 보상으로 비트코인을 받는 것을 말합니다. 검증에 보상을 주므로써, 자발적 참여를 유도합니다.
- 사토시의 시나리오는 예상대로 적중합니다. 시스템에 사람들이 몰리는거죠. 마치 캘리포니아의 골드러쉬 처럼요 사람들은 보상을 받기위해, 경쟁적으로 검증을 합니다. 누가누가 변조를 하는지 그리고 보상(25BTC)의 화폐가치가 높아질수록, 그 보상을 노리고 마이닝하는 유저는 늘어납니다. 유저가 많아질수록 감시자가 많아지므로, 전체적인 시스템의 안정성(보안)도 같이 높아지는 선순환 구조를 띄게되죠. 이로써, 분산 데이터베이스에 안정적인 장치가 생긴겁니다.
- 정리하자면 비트코인 프로토콜은 아래와 같습니다. (읽는다) 이런 방법을 통해, 비트코인은 중앙장치를 두지 않고도 데이터의 일관성을 지킬 수 있었죠 여기까지 비트코인 프로토콜에 대한 설명이였고요
- 게임에 적용한 사례로써 헌터코인이라고 비트코인 프로토콜을 게임화 시킨 사례입니다. 유저는 캐릭터를 조종하여, 필드에 떨어진 코인을 수확하는 시스템입니다.
- 이 부분은 마이닝과 비슷합니다. 이것을 보면 비트코인을 그냥 가시화 시킨거라고 할 수 있습니다.
- 우리는 헌터코인의 사례로 비트코인 프로토콜을 이용하여, 게임스럽게 만들 수 있구나를 봤습니다. 근데 머가 좀 부족해보입니다. 머가 더 필요할까요? 생동감이 부족해보입니다 이 논의에 대해서는 해외쪽 포럼에서 활발이 이야기중입니다. 게임을 데이터 관점에서 바라보면 결국 남는건 데이터의 흐름만 남습니다. 그 데이터의 흐름을 모니터에 표현해주는것 뿐이죠. Mmorpg 는 아직 복잡하니 mmog 로 살펴보겠습니다.
- 그 데이터흐름을 좀더 자세히 분류하면 크게 2가지, 영구, 임시로 나뉠수 있습니다. [클릭] 영구는 레벨, 아이템 데이터로 볼 수 있고. 임시는 위치, 상태처럼 사라져도 되는 데이터 입니다. 그럼 이 둘을 어떻게 관리하면될까요? [클릭] 영구데이터는 비트코인 프로토콜을 이용하면 될것 같습니다. 헌터코인이 보여줬죠 [클릭] 그럼 남은건 임시데이터인데, 이건 좋은 예시들이 많습니다 p2p 와 심리스 기술을 이용하면 해결 할 수 있습니다. 동적으로 가까이 있는 플레이어들의 상태를 갱신하고 상호교류를 할 수 있겠죠. 앞에서 헌터코인이 비트코인 프로토콜을 이용하여 영구데이터를 관리하여 게임처럼 보여줬습니다. 거기에 p2p와 심리스를 이용하면 다이나믹한 게임처럼 보여줄 수 있을거라 생각합니다.
- 하지만 아직 문제점들이 많습니다. 최근에 제기된 문제중, 게임이란 특성상 국소적인 데이터 흐름이 비번하다는 문제점이 있었습니다. 이 부분의 해결책은 비트코인 노드들을 작은 논리그룹들로 묶어 그 안에서 제 3자 검증을 하는 겁니다. 그리고 작은 그룹에서는 위조가 쉬우므로 다른 그룹들이 그룹들을 다시 검증을 하는겁니다. 그리고 그보다 더 큰 상위 그룹이 또 다른 상위그룹을 검증하고요. 이런 모형은 프렉탈 모형을 닮았는데, 실제로 bitcoin node 들을 가시화 시키면 아래그림처럼 프렉탈 모형의 형태를 뛰고있습니다. 이런 방법을 통해, 위와 같은 문제를 해결 할 수 있을 겁니다.
- 이와 같이 아직 비트코인 프로토콜이 넘어야하는 산은 많지만, 2~3년안에 기념비적인 제품이 나오지 않을까 기대합니다. 여기까지 응용소개였습니다, 이제부터 윤석주씨가 비트코인 기술에 대해 설명해주실 것 입니다.
- 안녕하세요. 비트코인에서 쓰인 기술에 대해서 얘기할 윤석주라고 합니다. 우선 비트코인에서 내부 구현 부터 살펴보자면.
- 계좌의 경우 저희가 은행에서 계좌를 발급 받는것처럼 서버에 알려서 계좌를 만드는것이 아닌 공개키 생성과정입니다. 공개키를 생성하여 특정방식으로 인코딩 한것이 비트코인에서 계좌가 되고요. 계좌의 생성같은것을 다른곳에 알리지 않아도 되기 때문에 인터넷에 연결되있지 않더라도 계좌를 만들 수 있습니다. 물론 그러다보니 생성되지 않은 계좌에도 비트코인을 보낼 수 있습니다.
- 그리고 거래에 대해 설명하겠습니다. 기본적으로 거래는 데이터를 넘겨준다고 생각 할 수 있는데요. 사실 비트코인은 데이터를 넘겨주는 것이 아니라, 소유권만 상대에게 이전하는 형식입니다. 그리고 이런 소유권 이전을 할때, A의 비밀키로 B에 공개키에 비트코인에 소유권을 부여하고 다른 노드들에게 알리게 됩니다. 이게 비트코인의 거래입니다.
- 내부적으로 사용된 동기화 기술에 대해서 말씀드리자면요.
- 비트코인은 내부적으로 P2P기반 네트워크에서 BlockChain을 동기화 하는 형태를 띄고 있는데요 (클릭) 우선 P2P의 경우 Peer끼리 연결하고 주위 노드들을 검색해서 접속합니다. 여기서 중앙 서버 없이 노드를 찾다보니 인터넷에 노드 IP를 공개한것들을 보고 AddNode로 수동으로 추가하던가 이런게 없을경우 특정 IRC서버 채널에 접속해서 유저를 검색해서 접속하게 됩니다. 또한 이전에 접속한 노드가 있다면 캐시해두었다가 접속을 시도하게 됩니다.
- 그리고 Block Chain이란게 무엇이냐면. 이런식으로 다음블록들이 이전 블록을 참조하는 형태입니다. 어떻게 보면 단방향 링크드리스트와 비슷한 형태인데요. 블록에 대해서 좀더 알아보자면.
- 이런식으로 Transaction들을 담고 있는 어떤 구조 입니다 그래서 다시 정리하면..
- BlockChain 이라는것은 이렇게 블록들이 꼬리를 물고 참조하는 형태이며 이 각각 블록에 Transaction들이 있어 어떻게 보면 (클릭) Transaction 들의 모임입니다.
- 왜 이런 구조를 만들었는지 자세히 얘기하자면요..
- 블록을 생성하는 과정 자체가 3자 검증입니다. 아까 거래가 일어나면 공개키로 서명해서 주위 Node들에게 알린다고 말씀 드렸는데요. 이 시점에서는 다른 클라이언트들이 거래가 일어났다고 인정해주지 않습니다. Block을 생성 하는 클라이언트가 있다면 이 계좌에 돈이 있고 소유권이 올바른지 검증을 하고 맞다면 Block에 Transaction을 포함시키게 됩니다. 이때 올바른 Block으로 인정받으려면 특정 조건을 만족하는 Hash값을 찾아야 하는데요. 이 Hash값을 찾는 과정을 보통 마이닝 이라고 부르고 있고 저희가 보통 사용하는 i5 CPU의 성능으로 대략 8년정도 걸립니다.
- 그리고 Block 을 검증하기 위한 방법으로 Block Chain을 구성하는데. 이유는 Block 한 개의 경우 좋은 컴퓨팅 파워만으로 위조가 가능합니다. 그래서 이 Block 생성시점에 마지막으로 생성된 정상적인 Block을 참조하여 Block을 생성하게 되는데요. 가장 긴 참조 길이를 가진 Block만이 정상적인 Block으로 인정받게 됩니다. 이런 경우 네트워크를 공격하려는 사람이 전체 네트워크 컴퓨팅 파워에 51%를 점유하지 못하면 정상적인 Block이 생성되는 속도를 따라가지 못해서 네트워크에 유효한 Block으로 인정받지 못하게 됩니다. 지금 비트코인에 사용되는 컴퓨팅 파워는 전세계 슈퍼컴퓨터 상위 500대를 합친것보다 256배가 높기때문에 현실적으로 51%를 점유하기는 매우 힘듭니다. BlockChain에 대한 예시를 이미지로 보여드리겠습니다.
- 이런식으로 참조가 제일 긴 녹색 블록만 (클릭) 올바른 블록으로 인정받게 되고 (클릭) 이 블록안에 있는 Transaction만 유효한 Transaction으로 인정받게 됩니다.
- 앞에서 말씀드린 내용을 다시 한번 정리하자면 거래는 공개키 기반으로 비트코인의 소유권을 인증하는 형식 이고 올바른 거래인지는 제 3자가 블록을 생성하면서 거래를 포함하여 인증을 받습니다. 블록이 올바른지 인증은 Block Chain구조로 가장 긴 블록을 올바른 블록으로 인증해줍니다. 이런 과정을 통해, 네트워크 안정성을 보장 받게 됩니다.
- 저희 발표는 여기까지 이고요. 질문 시간을 가지도록 하겠습니다. 감사합니다.