[암호화폐] 채굴(Mining)

채굴(採掘, Mining)

정의 : PoW 등 합의 알고리즘을 사용하는 분산원장 시스템에서 원장 내의 새로운 기록(암호화폐의 거래내용을 기록한 블록)을 생성하고 그에 대한 보상으로 암호화폐를 얻는 행위. 분산원장 시스템이라는 광산에서 금(암호화폐)을 캐는 작업이라고 하여 채굴(Mining)이라고 한다.

 

 

중국의 비트코인 채굴기

 

PoW 등의 합의 알고리즘을 채택한 블록체인 시스템에서는 원장(Ledger)의 기록을 생성하기 위한 작업(블록을 생성하는 작업)에 높은 비용이 필요하다. 따라서 이러한 분산원장기술(DLT, Distributed Ledger Technology)은 원장 기록 생성(블록 생성)을 장려하기 위하여 원장 생성자(채굴자, 검증자)에게 생성에 대한 보상 및 이에 포함된 거래의 수수료를 받도록 설계하는 것이 일반적이다. 

 

다시 말해, 가장 많은 작업을 한 노드가 분산원장에 포함될 기록을 확정하는 권한을 가지게 되며, 그에 따른 보상을 받게 된다. 

 

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.

 

나카모토 사토시는 비트코인을 개발할 때 채굴에 성공한 보상으로 지급되는 비트코인의 양은 4년마다 절반으로 줄어드는 반감를 거치도록 설계하였다. 최초의 채굴이 이루어진 2009년에는 50 비트코인을 지급하다가, 2013년부터 25 비트코인으로 줄어들었고, 2017년부터 12.5 비트코인으로 감소했으며, 2021년에는 6.25개로 줄어들 예정이다. 비트코인은 최종적으로 (33번째 반감기인) 2140년에 채굴을 중지하도록 설계되어있으나, 채굴할 수 있는 비트코인의 수가 1% 아래로 떨어지는 (6번째 반감기인) 2032년에 사실상 모든 비트코인을 다 채굴한다고 본다.

 

 

비트코인 반감기

 

암호화폐를 채굴하려면 직접 채굴기(랜덤하게 생성되는 해시를 일일이 대입하는 방식에 능하도록 단순 반복 연산을 빠르게 처리할 수 있는 컴퓨터 장치)를 설치하여 채굴하거나 혹은 전문 채굴대행업체에 위탁하는 방법이 있다.

 

 

비트코인 채굴기

 

 

※ 해시(Hash)란?

정의 : 다양한 길이를 가진 데이터를 고정된 길이를 가진 데이터로 매핑(Mapping, 하나의 값을 다른 값으로 대응시킴)한 값이다. 다시 말해, 해시는 원래의 문장을 해시 함수에 넣어서 도출된 고정된 길이의 데이터값이다. 

해시 함수는 원래의 문장을 복호화할 수 없게 뭉개버린다는 장점과, 원문과 해시값 사이에 선형적 관계가 없다는 특성을 가지고 있어 보안 분야에서 널리 사용된다. 이 같은 특성으로 하나의 원 데이터는 하나의 해시값만 가지지만, 하나의 해시값을 만들어낼 수 있는 원본 데이터는 매우 많아서, 해시값만 가지고는 원문을 복원해내는 것이 불가하다. 

특성 : 무결성(원래의 데이터가 조금만 달라져도 상징 데이터가 확연하게 달라짐), 보안성(복호화 불가능), 비둘기집 원리(해시 충돌), 해시레이트(연산 처리능력, 해싱 속도)

 

※ 해시 충돌(Hash Collision)

해시함수가 서로 다른 두 개의 입력값에 대해 동일한 출력값을 내는 상황을 의미한다. 해시충돌은 해시함수를 이용한 자료구조나 알고리즘의 효율성을 떨어뜨리기 때문에 해시함수는 해시충돌이 자주 발생하지 않도록 구성되어야 한다. (원인 : 비둘기집 원리, 생일 패러독스) 충돌 예방법에는 체이닝, Open Addressing, 선형탐사, 제곱탐사, 이중해시 등이 있다.

 

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