비트 코인 원리 | 초등학생도 이해하는 비트코인 원리 125 개의 가장 정확한 답변

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비트코인은 공개키(public key)를 가진 공개된 암호화된 정보이며, 공개된 공개키와 공개되지 않은 비공개키(private key)의 매칭으로 거래자격을 획득한다. 즉 특정 비트코인블록에 관한 비공개키를 가진 사람만이 특정 비트코인블록을 소유하고 거래할 수 있다.

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초등학생도 이해하는 비트코인 원리
1. 비트코인이란 0:00
2. 비트코인 원리 0:52
3. 블록체인 기술 원리 2:38
4. 비트코인 전망 5:49
5. 비트코인 위험성 8:40
* Reference
(1) 블록체인 혁명 – 돈 탭스콧
(2) 혼돈의 시대 중앙은행 – EBS 다큐프라임
(3) 제4차 산업혁명시대, 비트코인에 투자하라 – 안혁
(4) 비트 코인이 금화가 된다 – 이시즈미 간지
* Music
Bright Future – Silent Partner
https://www.youtube.com/watch?v=j-eUXXW95Rg

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비트코인의 원리는 무엇입니까? – Bitcoin.org

비트코인 네트워크는 이 원장을 토대로 합니다. 확인된 모든 거래내역들이 이 블럭체인이 포함되어 있습니다. 이런 방식으로 비트코인 지갑들은 잔액을 계산할 수 있고 …

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Source: bitcoin.org

Date Published: 4/12/2021

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비트코인에 관심 생기셨나요?…쉽게 보는 10문 10답 [코인노트]

▷비트코인은 블록체인 기술이 적용된 최초의 가상화폐입니다. 사실상 비트코인의 작동 원리는 블록체인 기술의 일반적 적용 방식 그 자체라고 볼 수 …

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Source: www.mk.co.kr

Date Published: 2/9/2022

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비트코인 – 나무위키

채굴 과정 알고리즘의 원리는 종이와 연필로도 재현할 수 있다고 하나, 역시 채굴 과정 자체를 수동으로 하는 것은 전혀 효율적이지 않았다고한다. 채굴 …

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Source: namu.wiki

Date Published: 4/13/2021

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쉽게 설명하는 블록체인 : 비트코인 거래가 이루어지는 과정

누군가에게 돈을 보낼 때 우리는 카카오페이, TOSS등을 이용 스마트폰 앱에서 전송할 금액과 어디에 돈을 보낼지(입력값)를 입력한다.

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Source: www.banksalad.com

Date Published: 5/4/2022

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비트코인 블록체인 동작원리 – ITFIND

Không có thông tin nào cho trang này.

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Source: www.itfind.or.kr

Date Published: 3/18/2021

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비트코인 채굴 원리와 방법 – 소프트캠프 블로그

비트코인 채굴 원리와 방법. SoftCamp 2017. 7. 4. 09:31. 저번 보안이야기에서 소개한 <비트코인과 보안> 잘 읽어보셨나요? 일반 화폐와 달리 만질 수도 없고.

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Source: blog.softcamp.co.kr

Date Published: 6/2/2022

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외계어 없이 비트코인 블록체인 이해하기 – 브런치

문돌이 관점으로 쉽게 설명한 비트코인 Bitcoin의 원리 | 비트코인 가격이 폭등하면서 (17년 11월 28일 기준) 수많은 언론들이 관련 기사를 내고 있다 …

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Source: brunch.co.kr

Date Published: 12/28/2021

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비트코인 사례 연구 (1): 네트워크의 작동원리와 적용

비트코인에서는 내가 가진 지갑(Bitcoin wallet)으로부터 지갑을 가진 누구에게나 비트코인을 보내고 받을 수 있다. 이렇게 제3자가 빠지게되므로 거래비용이 거의 0에 …

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Source: organicbusiness.pressbooks.com

Date Published: 7/28/2022

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초등학생도 이해하는 비트코인 원리
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주제에 대한 기사 평가 비트 코인 원리

  • Author: 마크의 지식서재
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  • Date Published: 2021. 1. 15.
  • Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=5dkaMkcTgNA

비트코인의 원리는 무엇입니까?

프로세싱 – 채굴

‘채굴’은 대기중인 거래를 블럭 체인에 포함시킴으로써 거래를 승인하는 분산 합의 제도입니다. 블럭 체인에 시간적 나열을 강제하고, 네트워크의 중립성을 보호하며, 서로 다른 컴퓨터들이 시스템의 상태에 대해 동의하도록 합니다. 승인이 이루어지려면, 거래는 네트워크에 의해 검증되는 매우 엄격한 암호화 규칙을 만족하는 블럭에 반드시 포함되어야 합니다. 이 암호화 규칙은 이전의 블럭들이 변경되는 것을 방지하는데 이는 이러한 변경들이 나중에 연산되는 모든 블럭들을 무효화하기 때문입니다. 채굴은 또한 경쟁적 복권과 같은 것을 생성하여 어떤 개인도 연속하여 새 거래 블럭을 블럭 체인에 더할 수 없게 방지합니다. 이같이 어떤 개인도 블럭 체인에 포함된 것을 통제하거나 자신의 지출을 되돌리기 위해 블럭 체인의 일부를 대체할 수 없습니다.

비트코인에 관심 생기셨나요?…쉽게 보는 10문 10답 [코인노트]

‘코인노트’는 가상화폐에 관심을 가지기 시작한 초보 투자자들을 위해 다양한 상식을 전달하고, 코인 시장에서 벌어지고 있는 사기 수법 등 유의해야 할 점도 살펴보는 연재물입니다. 돈이 넘쳐흐를 때, 시장은 혼탁해지기 마련입니다. 독자 여러분의 소중한 자산을 지키는 데 도움이 될 수 있도록 노력하겠습니다. [ 기사 모아보기 ]

사진=게티이미지뱅크

사진=게티이미지뱅크

멈추지 않을 것처럼 보이던 비트코인 가격 급등세가 최근 급격히 꺾였습니다. 그만큼 시장 불안감이 커졌다는 뜻이지만, 치솟는 가격 때문에 미처 비트코인에 투자하지 못했던 사람들은 이 시기를 매수 기회로 받아들이고 있기도 합니다. 제 주변에는 “뭔지는 잘 몰라도 주변에서 하도 난리라 조금 사볼까 한다”는 분들이 자주 눈에 띱니다.비트코인을 전혀 모르면서도 일단은 사두고 싶으신 분, 투자 생각은 없지만 대충 어떤 개념인지 정도는 알아두고 싶은 분들을 위해 주변에서 자주 듣는 비트코인 관련 질문과 이에 대한 답을 정리해봤습니다.▶비트코인은 ‘사토시 나카모토’라는 가명을 쓴 익명의 개발자에 의해 2008년 개발됐습니다. 처음으로 비트코인이 발행된 건 2009년 1월이고, 비트코인 관련 공식 소프트웨어인 ‘비트코인 코어’는 2월에 공개됐습니다.비트코인 공개 당시 나카모토는 “재래 통화의 뿌리 문제는 그것이 작동하게 하는 데 필요한 모든 신뢰”라며 “중앙은행은 통화 가치를 떨어뜨리지 않도록 신뢰할 수 있어야 하지만, 화폐 통화의 역사는 그 신뢰 위반으로 가득하다”고 기존 금융에 대한 비판적 견해를 밝혔다고 합니다.비트코인이 처음 등장한 시기가 2007년 서브프라임 모기지 사태로 촉발된 세계적 금융위기와 맞닿아 있다는 점은 기존의 금융 시스템에 대한 불신이 비트코인 개발에 영향을 미쳤을 것이라는 사실을 짐작케 합니다. 결국 비트코인은 정부와 같은 중앙 권력이나 금융사처럼 기존에 금융을 지탱해왔던 중재자들 없이도 ‘개인 간 지불거래’가 가능하도록 하기 위해 개발된 것입니다.개발자는 아직도 누구인지 밝혀지지 않았습니다. 2010년 말 비트코인 프로젝트를 떠난 그는 최대 110만개의 비트코인을 여전히 보유 중인 것으로 추정되고 있습니다. 이는 현재 가치로는 수십조 원에 해당하며, 나카모토가 개인이라면 세계에서 가장 많은 비트코인을 소유하고 있는 인물일겁니다. 그러나 그의 지갑에서는 비트코인이 빠져나간 적이 없어서 매각은 전혀 하지 않고 있는 것으로 전해집니다.▶비트코인을 포함한 모든 가상화폐(암호화폐)들은 확실한 투자 판단의 척도가 사실상 없습니다. 그래서 대부분 ‘백서’를 기반으로 개발한 기업과 관련 투자자 등 여러 조건을 따져 투자 여부를 결정하곤 합니다. 코인 시장에서 백서란 일종의 사업계획서를 의미합니다. 여기에 기술적인 설명과 더불어 코인의 활용도, 개발 계획 등 청사진이 담깁니다.비트코인이 세상에 처음 알려진 건 9장 분량의 간단한 논문을 통해서였는데요, 인터넷에서 공개된 ‘비트코인: 개인 대 개인 전자 화폐 시스템(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)’이라는 제목의 영어 논문은 이후 수많은 사람들이 비트코인에 관심을 갖게 되는 계기로 작용했습니다. 비트코인은 백서라고 부를 만한 게 없기 때문에 이 논문이 사실상 백서에 가깝습니다.’논문’이라고 하니 너무 어렵게 들려서일까요? 실제로 비트코인을 구매했다는 주변인들 중 이 논문을 읽어봤다는 사람은 거의 없었습니다. 그래서 직접 확인해보니 일반인들이 읽어볼 만한 부분은 1쪽 분량인 서론과 결론 정도에 불과했습니다. 나머지 내용은 모두 비트코인이 기술적으로 어떻게 작동하는지를 설명해둔 부분이어서, 사실상 ‘블록체인’ 기술의 원론적 설명에 가까웠기 때문입니다.이 논문의 핵심은 딱 한 줄로 요약할 수 있을 만큼 명료합니다. 논문에 따르면 비트코인은 ‘정부나 금융사 등 신뢰받는 제3자 없이도 두 당사자가 신뢰 대신 암호학적 증명에 기반해 직접 거래할 수 있게 해주는 전자 화폐 시스템’입니다.딱 잘라 말해서 비트코인은 내재가치가 없습니다. 내재 가치가 없는건 달러나 원화같은 법정 화폐도 마찬가지이지만 법정 화폐는 국가나 정부에 대한 믿음이 가치를 유지시키죠.비트코인이 정말 가치 있다고 생각하고 투자한 사람이라면 바로 이 특성에 주목했을 겁니다. 비트코인은 믿을만한 정부의 보증 없이도 참여자들의 믿음을 통해 가치를 오래도록 인정받고 있는 최초의 전자 화폐이니까요.▶창시자인 나카모토가 ‘화폐’를 만들고 싶어했음은 분명합니다. 그리고 그는 이 전자 화폐를 ‘디지털 서명의 체인’으로 정의했습니다. 이게 바로 우리가 ‘블록체인’이라고 부르는 것이겠죠. 논문을 보면 특히 나카모토는 ‘인터넷 기반 상거래’에서의 결제 용도를 강조했습니다. 쉽게 말하면 나카모토는 인터넷 쇼핑할 때 은행이나 카드사를 끼지 않고 쉽게 비트코인으로 결제하는 세상을 꿈꿨던 거라고 볼 수 있습니다.그러나 금융사와 기술 기업들조차 비트코인에 큰 관심을 두기 시작한 현재 시점에서는 ‘화폐’로 보기 어렵다는 의견이 지배적입니다. ‘전자화폐’ 용도로 개발됐지만 실제로는 ‘투자 상품’으로서의 가상 자산으로 평가받고 있는 겁니다.씨티은행이 글로벌 주요 고객들에게 발송하기 위해 지난달 발간한 월간 보고서는 최근 몇 달 간 비트코인 가격 변동성을 근거로 가치 저장 수단이나 화폐로서 역할을 수행하기에 문제가 있다고 평가했습니다. 나비드 술탄 씨티 기관고객그룹 회장은 “현 시점에서 비트코인은 대체투자 상품”이라며 “만약 대중이 비트코인 가격이 상승한다고 믿는다면 지불 수단으로서 비트코인을 사용할 개연성은 낮아질 것”이라고 봤습니다. 다른 주요 금융사도 유사한 진단을 내놓고 있습니다.▶비트코인은 블록체인 기술이 적용된 최초의 가상화폐입니다. 사실상 비트코인의 작동 원리는 블록체인 기술의 일반적 적용 방식 그 자체라고 볼 수 있습니다.블록체인 기술은 중앙 시스템 없이 분산된 공공의 장부를 계속해서 기록함으로써 위·변조가 사실상 불가능한 거래 기록을 남기는 방식입니다. 쉽게 말하자면 어떤 하나의 거래에 대한 정보를 모든 블록(장부)들이 기록하고 공유하도록 해 전 세계에 있는 장부를 모두 조작하지 않는 한 위·변조가 불가능하도록한 것입니다. 이 네트워크에 참여하는 이들에게는 인센티브가 주어지고, 결국 시스템을 통제하는 주체가 없으면서도 신뢰를 확보할 수 있게 됩니다.다만 사용자들은 이런 복잡한 시스템을 알지 못해도 쉽게 비트코인을 주고받거나 결제에 활용할 수 있습니다. 비트코인용 지갑 앱에 상대방 비트코인 지갑 주소를 계좌번호처럼 쓰고 보내기만 하면 됩니다. 사용자 입장에서는 은행이나 카드 결제 시스템과 크게 다르지 않습니다. 비트코인 거래를 최종 완료하는 데까지 수분 이상 소용될 만큼 속도가 느리다는 한계는 불편한 점으로 꼽힙니다.▶비트코인은 ‘채굴(mining)’이라고 불리는 과정을 통해 얻을 수 있습니다. 비트코인 채굴자들은 컴퓨팅 파워를 사용해서 네트워크의 거래들을 처리하고, 이에 대한 보상으로 새로 생성된 비트코인들을 보상받습니다. 채굴은 거래를 처리하고, 네트워크를 보호하며 시스템에 있는 모두의 일체 동기화를 유지하기 위해 컴퓨터의 연산능력을 사용하는 것이라고 보면 됩니다.이 작업은 초기에는 웬만한 컴퓨터의 CPU로도 참여할 수 있는 아주 쉬운 작업이었지만 비트코인 가격이 오르고 시간이 지날수록 점점 난도가 높아졌습니다. 이제는 전문화된 하드웨어를 활용해야 하기 때문에 전문업자들만이 채굴자로 남았습니다.▶네. 비트코인은 발행될 화폐량이 미리 정해져 있고, 2100만개까지만 발행됩니다. 현재는 1900만개 정도가 채굴된 상태입니다. 그래서 이러한 사실을 근거로 ‘비트코인은 총량이 정해져 있어 희소하다’며 가격이 오를 것이라고 주장하는 경우도 많습니다.하지만 ‘2100만개’라는 숫자가 큰 의미가 없을 수 있다는 전문가들의 지적도 최근 이어지고 있습니다. 블록체인 기반 금융 플랫폼 에이브(Aave)의 아지트 트리파티 국제본부장은 씨티은행의 보고서에서 “비트코인 커뮤니티는 비트코인 개수가 2100만개를 넘지 않는다는 강한 믿음을 가지고 있지만 나는 동의하지 않는다”며 “비트코인에는 매우 많은 실험과 수학이 적용됐고 이론적으로 바뀔 수 있는 소프트웨어이기 때문”이라고 주장했습니다.물론 그가 “비트코인의 총량을 늘리기 위해 소프트웨어를 바꾸는 일을 비트코인 보유자들이 받아들이고 싶어 하지는 않을 것”이라고 덧붙이기는 했지만 총량이 완전히 불변은 아니라는 설명입니다.또한 비트코인을 소수점 단위로 쪼개서 거래할 수 있고, 이 단위도 더 늘릴 수 있다는 점에서 2100만개라는 숫자는 무의미하다는 주장도 있습니다. 현재 1BTC(1비트코인)는 0.00000001BTC까지 분할이 가능한데, 필요시 이 제한을 더 늘리는 것도 충분히 기술적으로 가능하기 때문입니다. 결국 ‘2100만개’라는 고정된 발행량 자체만 믿고 비트코인을 구매해서는 안 된다는 겁니다.▶네. 은행 계좌나 인터넷 뱅킹 ID를 잊어버렸을 때와 달리 영영 찾을 수 없습니다. 중앙 관리자가 없기 때문에 만약 사용자가 비트코인 지갑을 잃어버리거나 개인 비밀번호를 잃어버린다면 이를 찾을 수 없게 됩니다. 이 경우 잃어버린 비트코인은 블록체인에 그대로 남아 있긴 하지만 찾아서 사용할 수 없는 상태가 되기 때문에 영원히 깊은 바다에 가라앉는 것과 같습니다. 결국 비트코인 유통량도 그만큼 줄어드는 효과가 나타나게 됩니다.가상화폐 거래소의 계정 비밀번호를 잃어버리는 것은 다른 경우입니다. 거래소 ID와 비밀번호는 잃어버리더라도 업체에 문의해 찾을 수 있습니다. 거래소를 통해 비트코인을 구매하고, 거래소 업체가 제공하는 지갑에 보관한 경우는 비트코인을 업체 측이 대신 보관하고 있는 상태이기 때문입니다. 그러나 거래소 지갑에 비트코인을 갖고 있더라도 잘못된 지갑 주소로 코인을 잘못 전송하는 등 실수는 아무도 책임져주지 않습니다.▶비트코인은 일반적인 인식과는 달리 익명성을 보장하지 않습니다. 개발 과정에서 익명성을 염두에 두고 만든 가상화폐가 아닌데다 비트코인 주소, 거래 내역 등이 공개되는 시스템을 갖추고 있기 때문입니다. 실제 어떤 거래자가 어떤 주소를 사용해 거래를 했는지를 찾는 게 어려울 뿐입니다. 이런 정보들만 알고 있다면 비트코인 거래 내역을 추적할 수 있습니다.다만 이러한 특징에도 불구하고 여러 비트코인 주소를 사용한 소액 거래를 통해 거래자와 비트코인 주소 사이의 연관성을 찾기 힘들게 하는 방식이 범죄에 활용된 경우가 알려지고 있습니다. 범죄조직들이 대량의 현금을 운반하지 않아도 된다는 점, 해외 반출이 상대적으로 쉽다는 점 등 암호화폐의 특성에 주목한 결과입니다.이외에 비트코인을 ‘돈 세탁’하는 기법도 속속 등장하고 있습니다. 결론적으로 ‘비트코인 자체는 익명성을 보장하지 않지만 암호화폐 특성을 노려 악용하는 경우도 많다’ 정도로 이해할 수 있겠습니다.▶모두 비트코인에서 파생된 가상화폐들입니다. 이 방식은 ‘하드 포크’로 불리는데, 기존 블록체인에서 다른 블록체인으로 넘어가려고 할 때 사용됩니다. 기술적 문제 등이 생겼을 때 활용할 수 있습니다. 하드 포크를 거치는 과정에서는 체인의 분리가 일어날 수도 있는데, 이때는 새로운 코인이 생겨나게 됩니다. 하드 포크가 일어날 시점에 비트코인을 가지고 있는 유저는 동일한 양의 새로운 코인을 받을 수 있습니다.이런 식으로 탄생한 암호화폐가 비트코인 캐시, 비트코인 SV, 비트코인 골드 등입니다. 비트코인 네트워크에 참여하는 개발자 세력들 갈등과 의견 차이로 인해 발생한 경우가 대부분입니다.▶비트코인은 탄생 이후 여러 문제를 겪었고 기술적으로도 보완돼 왔지만, 아직까지 해킹을 당하지 않고 잘 작동하고 있습니다. 가상화폐 거래소나 관련 사업체가 보안상 문제를 겪거나 해킹을 당한 경우들이 전해지기도 했는데, 이는 비트코인 자체가 해킹을 당한 것은 아니었습니다.많은 암호화폐 전문가는 현재 시점에서 비트코인이 해킹을 당할 가능성은 매우 낮으며, 이러한 특성이 비트코인을 가치 있게 만드는 하나의 요소라고 설명하고 있습니다. 이외에 비트코인의 기술을 모방해 등장한 수많은 암호화폐들 또한 보안 측면에서는 높은 수준을 확보하고 있다고 볼 수 있겠습니다.양자 컴퓨터 등 획기적으로 발전된 미래 컴퓨터 기술이 등장한 경우에도 여전히 보안상 안전할지는 장담할 수 없다는 게 전문가들의 평가이지만, 아직 양자 컴퓨터가 존재하지 않고, 한동안 등장하기 어려울 것이라는 점에서 보안상으로는 비교적 안전한 암호화폐라고 봐야하겠습니다.[임형준 기자][ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]

비트코인 채굴 원리와 방법

저번 보안이야기에서 소개한 <비트코인과 보안> 잘 읽어보셨나요?

일반 화폐와 달리 만질 수도 없고

중앙 정부의 개입 없이 개인간 거래할 수 있는 독특한 화폐 인데요

화폐 발행이 되는 원리도 일반 화폐와는 조금 다르답니다!

금 캐는 과정과 비슷하기 때문에 채굴(mining) 이라고 하는데

어떤 원리로 이뤄지고 어떻게 채굴할 수 있는지 알려드리겠습니다~

평소 관심이 있었다면 오늘 포스트 꼭! 읽고

도전해보세요^^

비트코인 채굴 원리

일반적으로 금융거래 시 은행, 신용카드회사 등의 금융기관이 중개하여 거래가 이뤄지는데

비트코인은 이러한 중개기관 없이 안전한 거래가 이뤄지도록

모든 거래내역을 장부에 기록하여 모든 사용자들이 공유할 수 있는 방식을 선택했습니다.

비트코인 시스템은 전체 거래내용을 10분 단위로 모아 장부에 기록하는데

거래내용은 암호화 되어있기 때문에 누군가 암호를 풀어 장부에 기록해야 합니다.

암호는 수많은 계산과 검토가 필요한 어렵고 번거로운 일이기 때문에

암호를 풀어 장부에 기록하는 권리와 그 대가인 신규 발행된 비트코인을 한 사람에게 주는데요

이 과정은 마치 광부가 광산에서 곡괭이질을 거듭한 끝에 금을 캐내는 것과 비슷하다고 하여

채굴(mining) 이라고 합니다.

사용자들은 컴퓨터를 통해 비트코인을 얻기 위해 경쟁하면서 수학문제를 풀어야 하는데요

시간이 지나면 지날수록 암호의 난이도는 높아지고 발행량도 점점 줄어들게 됩니다.

이는 화폐 가치하락(인플레이션)을 방지하기 위함이라고 합니다.

비트코인은 앞으로 2040년이 되면 총 2,100만 비트코인을 끝으로 발행이 끝나며

이후에는 유통 시 발생되는 수수료를 이용하여 지급하도록 되어있습니다.

비트코인 채굴 방법

▲ 비트코인 지갑 만들기

비트코인 채굴 전 비트코인을 저장할 전자지갑을 만들어야 합니다.

비트코인 지갑은 외국 뿐만 아니라 국내에서도 지원하는데요

원하시는 사이트에 방문 후 만드시면 됩니다.

▲ 채굴 풀 가입하기

텅 빈 지갑을 채우기 위해 본격적으로 채굴 작업에 나서야 하는데요

비트코인 암호를 풀기 위해선 일반 PC 1대 기준으로 5년의 시간을 투자해야 풀 수 있습니다.

이런 고민을 다같이 해결하기 위해 채굴 풀(mining pool)이 생겼습니다.

본인 컴퓨터의 계산 성능 일부를 암호 해독 과정에 보태고

채굴이 완료되면 기여한 만큼 비트코인을 나눠 받는데요

컴퓨터의 성능이 좋을수록 더 많은 비트코인을 받을 수 있습니다.

채굴 풀도 많이 나타났기 때문에 원하는 채굴 풀에 가입 후

프로그램을 다운 받아 자기 계정에 연동합니다.

▲ 채굴하기

채굴 프로그램 실행 후 시작 버튼만 누르면 끝입니다.

계산은 컴퓨터가 알아서 하는데 다만 PC 전원이 꺼지지 않도록 잘 설정해주시기 바랍니다.

비트코인 채굴 시 주의사항

▲ CPU 사용량이 급격히 늘어나며 100%를 유지하는 시간이 길어지기도 합니다.

CPU가 과열되지 않도록 모니터링 해야 합니다.

▲ 컴퓨터를 24시간 풀가동 해야 하므로 전기세 지출이 늘어날 수 있습니다.

감안하여 채굴하시기 바랍니다.

▲ 외국거래소 사용 시 여권만료일을 확인해야 합니다.

만료일자가 지난 여권으로 인증 시 출금정지가 될 수 있습니다.

[참고] 비트코인 암호화 원리

그렇다면 비트코인의 거래내역은 어떻게 암호화가 될까요?

참고가 될 수 있는 비트코인 암호화 원리를 알려드리겠습니다.

비트코인은 주로 공개열쇠방식을 사용합니다.

▲ 공개열쇠방식

공개열쇠방식은 보내고자 하는 정보를 암호화 할 때

암호화하는 열쇠와 복호 하는 열쇠가 서로 대칭이 아니라는 특징이 있습니다.

즉, 정보를 보내는 쪽의 암호화 열쇠와 받는 쪽의 복호 열쇠가 다르기 때문에

암호화 열쇠를 공개하여도 암호화된 정보가 무엇인지 알기는 매우 어렵습니다.

송신자가 정보 a를 공개열쇠방식으로 수신자에게 보낼 경우를 예로 들어보겠습니다.

먼저 정보를 받을 수신자는 어떤 두 소수(1과 자기 자신만으로 나누어 떨어지는 1보다 큰 양의 정수)의 곱 4067351을 이용하여 송신자에게 정보를 암호화해서 보내달라고 요청한다. 그러면 송신자는 공개된 암호화 열쇠 4067351을 이용하여 정보 a를 b로 암호화하여 수신자에게 보낸다. 이 때 송신자는 공개된 수 4067351만을 이용하여 a를 b로 암호화한다. 수신자는 4067351의 두 소인수(어떤 정수를 소수만의 곱으로 나타낼 때의 각 인수)를 이용하여 받은 암호문 b를 a로 복호한다. 암호화된 정보가 송신자로부터 수신자로 전달되는 사이에 공격자가 암호 b를 탈취하더라도 4067351이 어떤 두 소수의 곱으로 이루어져 있는지 알 수 없기 때문에 b를 a로 바꿀 수 없다.

공개열쇠방식은 두 소수(1과 그 수 자신 이외의 자연수로는 똑 떨어지게 나눌 수 없는 자연수)

p, g가 주어졌을 때, 그 두 소수의 곱m(=pg)은 쉽게 구할 수 있지만

어떤 두 소수의 곱 m이 주어졌을 때 m이

어떤 두 소수의 곱인지 알기 어렵다는 것에서 착안한 방법입니다.

즉, 공개열쇠방식은 누구나 한쪽 방향으로 쉽게 들어갈 수 있어도

특정한 사용자 이외에는 되돌아올 수 없는 이른바 덫문과 같은 장치가 마련되어 있기 때문에

비트코인을 주고 받을 때 사용됩니다.

외계어 없이 비트코인 블록체인 이해하기

비트코인 가격이 폭등하면서 (17년 11월 28일 기준) 수많은 언론들이 관련 기사를 내고 있다.

5년 전에는 겨우 10만원이었고, 1년 전에는 70만원이었던 1비트코인이 1100만원을 찍었으니 사람들의 관심을 끄는 것도 당연하다. 비트코인을 알았던 사람들은 ‘비트코인을 샀었어야 했는데…’하는 후회를 하고, 동시에 전혀 관심이 없던 분들도 ‘비트코인이 대체 뭐지?’라고 궁금해하는 경우가 많다.

생각보다 비트코인이 무엇인지 잘 이해하고 있는 사람은 별로 없는 것 같다. (그래서 이렇게 가격이 널뛰는 것일 수도) 아무래도 생소하고 기술적인 개념이 많이 나오기 때문일 것이다.

그렇지만 비트코인 투자에 관심이 있다면 비트코인의 원리는 반드시 알아야 한다. 비트코인의 내재적 가치에 대해 알지 못하고, 시장 가격에 따라서 샀다 팔았다하다가는 순식간에 돈을 잃을 확률이 높다.

동작 그만, 이게 뭐신지 알고 하는 거야?

투자에 관심이 없더라도 비트코인이라는 새로운 화폐가 도대체 어떻게 화폐로 쓰일 수 있다는 것인지 궁금하다면 상식 선에서 원리를 알아두는 것도 나쁘지 않다고 생각한다.

인터넷에 비트코인을 설명한 글은 많지만, 어렵고 생소한 용어가 많은데다 비트코인이 해결하는 문제보다는 기술에 초점을 맞춰서 이야기하다보니 비전공자들이 이해하기가 상당히 어렵다. 나도 문돌이로써 비슷한 경험을 했다.

비트코인이 무엇인지 쉽게 이해하고 싶은 사람들을 위해, 이 글에서는 기술적 디테일을 최대한 배제하고 비유를 사용해 비트코인의 원리를 설명한다. (꼭 필요한 용어는 다른 자료를 읽을 때 도움이 되도록 [참고]라는 이름으로 첨부했다.)

<미리 밝힘>

1. 이미 비트코인의 기본 원리에 대해 이해하고 있거나, 다음의 단어들의 뜻을 정확히 알고 있다면 이 글을 읽지 않으셔도 좋습니다.

[POW / 해쉬 함수 / 논스값 / 51% 공격 / 마이닝 풀]

2. 이 글은 투자에 대한 조언이 아닙니다.

<가상화폐? 암호화폐?>

현재 국내에서 비트코인과 같은 화폐를 부를 때 가상화폐, 디지털화폐, 암호화폐 등 다양한 용어가 섞여서 쓰이고 있습니다. 그러나 전 세계적으로 공식적인 용어는 암호화폐(cryptocurrency)입니다. 디지털 화폐나 가상 화폐는 물리적 화폐와 대비되는 개념으로, 이전에 존재해왔던 사이버 머니, 포인트 등을 포함하는 용어입니다. 암호화폐는 물리적 실체가 없다는 점에서 디지털/가상화폐에 속하지만, 이전까지 존재해왔던 디지털/가상화폐와는 완전히 다른 특성을 지닙니다. 따라서 이 글에서는 비트코인과 같은 화폐를 부를 때 암호화폐라는 용어를 사용하도록 하겠습니다.

화폐란 무엇인가

비트코인의 원리를 이해하기 위해서 먼저 ‘화폐’에 대해 짧게 짚고 넘어가보자.

화폐는 신뢰다

TED에서 Neha Narulas는 화폐의 특징을 보여주는 재밌는 사례를 소개한다. 태평양에 위치한 Yap이라는 작은 섬이 있다. 이 섬이 특이한 이유는 Rai stone이라는 커다란 디스크 모양의 돌을 화폐로 사용하기 때문이다. 그렇지만 돌이 너무 크고 무겁기 때문에 사람들이 거래를 할 때 실제로 돌을 주고받지는 않는다.

Yap 사람들이 화폐로 썼던 Rai Stone

대신 Yap 사람들은 돌이 누구의 것인지 계속 기록을 해둔다. 내가 돈을 지불할 일이 있다면 그 기록에 ‘이 돌의 주인은 이제 누구임’이라고 적어놓기만 하면 된다.

그런데 어느 날 Yap 선원들이 돌을 옮기다가 문제가 생겨 돌이 바다에 빠지고 말았다. 그리고 섬에 돌아와서 돌을 잃어버렸다고 사람들에게 말하자, 사람들은 “어차피 그게 그게 당신들 거라는 걸 우리 모두가 알고 있다면, 육지에 있든 바다에 있는 무슨 상관이야?”라고 말하며 계속해서 그 가치를 인정해주었다고 한다.

오늘날 우리가 쓰는 돈도 이 Rai stone과 다를 바 없다. 생각해보자. 1만 원짜리 지폐는 왜 가치가 있는가? 그 종이에 그만한 가치가 있어서가 아니라, 모든 사람들이 그 종이에 1만 원의 가치가 있다고 ‘믿기’ 때문이다. 왜 멕시코 페소는 한국에서 가치가 없는가? 페소 동전 자체는 한국에서도 바뀌지 않지만, 하지만 한국에서는 아무도 그 가치를 인정해주지 않기 때문이다.

즉, 돈은 돈 그 자체로써 가치가 있는 것이 아니라, 내가 속한 공동체가 그것이 가치가 있다고 ‘신뢰’하고 ‘보증’해주기 때문에 가치가 있다. 따라서 신뢰할 수 있는 것이라면 그것이 조개껍질이든, 돌덩이든, 단지 종이 쪼가리든 상관없이 화폐가 될 수 있다.

화폐 진화의 최신 버전, 전자 화폐

그렇다면 어떤 것을 신뢰의 대상으로 삼을 것인가? 어떤 것을 화폐로 쓰느냐에 따라서 편의성, 안전성 등은 당연히 달라진다. 오늘날 아무도 Yap 사람들처럼 돌덩이를 화폐로 쓰지 않는 이유다.

고대로부터 화폐는 보리, 밀과 같은 식품 화폐도 있었고, 그 뒤로 조개껍데기와 같은 물품 화폐도 쓰였다. 그리고 현재까지도 쓰이고 있는 금속 화폐(동전)와 지폐도 있다. 이들은 각각 장단점이 있었고, 이 중 가장 장점이 많았던 금속 화폐와 지폐는 현재까지도 쓰이고 있다.

현대 화폐의 가장 최신판은 20세기에 등장한 전자화폐다. 전자화폐는 현대인들이 가장 많이 쓰는 화폐다. 사람들은 보통 돈이라고 하면 지폐나 동전을 떠올리지만, 사실 현재 사용되는 화폐의 13%만이 동전이나 지폐의 형태로 존재한다. 나머지 87%는 신용카드 잔고나 계좌 잔고처럼 물리적 실체가 없는 단순한 숫자에 지나지 않는다. 전자화폐가 널리 쓰이는 이유는 기존의 화폐들보다 많은 점에서 편리하기 때문이다. 귀찮게 동전이나 지폐를 들고 다닐 필요도 없고, 쉽게 쪼갤 수 있고, 시간에 따라 변질되지도 않는다.

전자화폐의 문제점과 제 3자의 등장

전자화폐가 가진 딱 하나의 문제점이 있다. 바로 복사하기가 쉽다는 것이다. 디지털화된 데이터라는 특성상 전자화폐는 쉽게 복사가 가능하고, 원본과 진본에 아무런 차이가 없다.

그런데 한 사람이 가진 돈을 계속 복사해서 여기서도 쓰고, 한 사람이 가진 돈을 계속 복사해서 여기서도 쓰고, 저기서도 쓴다면 화폐는 가장 중요한 신뢰를 잃게 된다.

[참고] 이를 ‘중복 지불 문제’라고 한다

우리가 발명한 해결책은, 믿을 수 있는 제 3자에게 관리를 맡기는 것이다. A와 B가 거래를 하고 싶다면 A, B가 전자 화폐에 해당하는 데이터를 주고받는 것이 아니다. 대신 A, B와 관련이 없는 C가 거래 내역을 기록/관리한다.

A가 B에게 송금을 하고 싶다면, A는 C에게 ‘B한테 돈을 얼마 보내주세요’라고 요청한다. 그럼 C는 A가 충분한 돈이 있는지 확인한 뒤, 그만큼의 돈을 A가 가진 잔액에서 빼고, B의 계좌의 잔액에 그만큼의 돈을 더해준다.

이 과정에서는 아무런 물리적 교환도 일어나지 않고, 단순히 C는 숫자만 바꿔주었을 뿐이다.

하지만 A와 B가 둘 다 C라는 사람을 신뢰하고 있기 때문에, 아무런 문제 없이 송금을 할 수 있다.

C 역할을 하는 것이 바로 오늘날의 은행이다.

은행은 디지털 데이터가 화폐가 될 수 있도록 신뢰를 보증한다

은행은 누가 누구에게 얼마를 보냈고 받았다는 내용을 모두 기록한 장부를 가지고 있다. 모든 사람들은 은행이 그 장부를 잘 관리하고 있을 것이라고 믿는다. 적어도 무슨 일이 생기면 은행이 정당한 책임을 진다고 생각한다. 그 신뢰가 있기 때문에 통장에 찍혀있는 숫자가 화폐로 쓰이는 것이다.

(실제로는 하나의 은행이 아니라 수많은 은행과 국가 기관이 복잡하게 얽힌 금융 인프라의 형태지만, 단순화를 위해 하나의 중앙은행만 있다고 생각하자.)

내가 통장에 있는 숫자를 지우고 다시 쓰더라도 내 실제 돈이 늘어나지 않는 이유이기도 하다. 왜냐하면 은행의 검증 시스템이 그것이 위조인 것을 알아내고 인정해주지 않기 때문이다. 신뢰의 기준은 은행이 가지고 있는 장부이며, 이 장부는 보안으로 겹겹이 보호되는 은행 내부 서버에 보관되어 있다.

제 3자가 개인 간 거래를 기록/검증해주고, 개인들이 이 제 3자를 모두 신뢰하기 때문에, 우리는 중복 지불 문제를 극복하고 편리하게 전자화폐를 쓸 수 있게 된 것이다.

여기까지가 우리가 비트코인에 대해 설명하기 전에 알아야 할 기본 지식이다.

두 줄로 요약해보자.

1. 화폐의 본질은 ‘상호 신뢰’이다.

2. 현대의 전자화폐는 ‘믿을 수 있는 제 3자’를 통해 중복 지불 문제를 해결한다.

중앙 집중화의 문제점

여기서 첫 번째 문제가 발생한다. 우리는 제 3자를 통해 전자화폐에 대한 신뢰를 확보한다. 그런데 제 3자를 통하는 경우 모든 거래가 중개자를 거쳐서 가야 한다. 따라서 화폐의 흐름과 통제권이 특정 기관에 집중되는 중앙집중적 구조가 된다.

1. 중개 비용

실제로 이 중개자들은 장부의 신뢰성을 보증하기 위해서 한 둘이 아닌 복잡한 프로세스를 거치게 되고, 필연적으로 중개 비용이 생긴다.

2. 중앙 기관의 무능이나 부패

정말 그 제 3자가 믿을만 한지도 문제가 된다. 대부분의 나라에서는 국가 기관이 화폐에 대한 통제권을 가지고 있다. 그래서 중앙은행이 금융위기를 타개하기 위해 화폐를 찍어내서 파산하는 기업들에게 돈을 지원할 수 있었던 것이다. 이에 반대하는 사람들은 많았지만, 국가가 화폐를 관리하기 때문에 개인들은 어쩔 수 없이 따를 수밖에 없었다.

그런데 국가 기관이 만약 무능하거나 부패했다면 더욱더 믿을 수가 없게 된다. 우리는 상상하기 어렵지만, 실제로 저개발 국가의 경우 중앙은행이 돈을 마구 찍어내 경제를 망가뜨린 사례가 있다.

3. 해킹의 타깃이 됨

장부가 한곳에 집중되어있으므로, 해커들이 노리기가 쉬워진다.

중앙 집중 구조에는 이런 문제점들이 있지만, 신뢰를 보증하고 안정성을 유지할 수 있다는 장점이 더 크다고 생각하기 때문에, 현대의 모든 금융 인프라는 중앙 집중 구조를 사용한다.

하지만 만약 중앙 기관이 없이도 데이터의 신뢰를 보증할 수 있다면 어떻게 될까?

장부를 모두에게 나눠주자

내가 귀중한 물건이 담긴 상자를 가지고 있다고 해보자. 어떻게 하면 이 상자를 안전하게 보호할 수 있을까?

방법은 2가지가 있다.

첫 번째, 상자를 금고에 꼭꼭 숨겨두고 비밀번호를 설정하는 것이다.

두 번째, 그 상자를 사람들이 가득한 시장 한복판에 갖다 놓은 뒤, 주변의 모든 사람에게 상자가 내 것이라고 알리는 것이다.

시장 한 가운데에 갖다놓으면?

그러면 시장에 지나다니는 모든 사람이 일종의 감시자가 되고, 누군가 그 상자의 물건을 훔쳐가려고 할 때 바로 알 수 있게 된다. 힘들게 보안 장치를 하지 않아도 집단의 힘을 이용해 상자를 보호할 수 있는 것이다.

비트코인은 바로 두 번째 방법을 이용해서 데이터의 신뢰성을 보증한다. 비트코인은 모든 거래 기록이 담긴 장부를 참가자들에게 나눠준다.

만약 A라는 사람이 자신의 장부에 있는 내용을 자신에게 유리하게 바꾼다고 해보자. 원래 기록은 ‘A가 B에게 5만 원을 보냈다’였는데, A가 자신의 장부 내용을 ‘A가 B에게 1만 원을 보냈다’로 바꿨다.

따라서 A는 4만 원이 아직 자신에게 있다고 주장한다. 그러나 B의 장부에는 분명히 ‘A가 B에게 5만 원을 보냈다’라고 적혀있다.

현재의 중앙 집중 시스템에서는 누구의 말이 진짜인지 알려면 은행에 가서 물어보면 된다. 하지만 관리자가 없는 비트코인과 같은 시스템에서는 다수의 참가자가 인정하는 쪽이 진짜가 된다.

모든 개인이 A와 B의 거래 기록을 가지고 있기 때문에, 만약 A가 절반이 넘는 참가자의 장부를 다 해킹해서 똑같이 바꿔놓지 않는 한, 자기 장부를 아무리 바꿔봐야 실제 거래로 인정되지 않는다. 비트코인을 사용하는 모든 참가자들이 서로서로의 감시자가 된 셈이다.

모든 사람들의 거래가 기록된 장부가 있다면, 한번 기록된 데이터는 진짜고 조작되지 않았음을 누구나 믿을 수 있다. 그 결과 실제로 현물이 오가지 않아도, 은행 같은 중개기관이 없어도, 사람들이 이 장부를 기준으로 ‘돈’을 교환할 수 있게 된다. 장부에 적힌 숫자가 ‘화폐’가 된 것이다.

우리가 앞에서 살펴봤듯이, 화폐는 종이든 동전이든, 컴퓨터에 기록된 숫자이든 상관없다. 중요한 것은 사람들이 그것을 믿느냐 안 믿느냐이다.

또한 이 장부는 어떤 사람이나 기관의 관리도 필요로 하지 않기 때문에, 우리는 중개자/관리자가 없는 화폐를 만들 수 있다. 이것이 암호화폐가 성립하는 기본적인 원리이다.

장부 만들기 1. 받아쓰기

그렇다면 이 장부는 어떻게 만드는 것일까?

여기서부터가 중요한데, 쉽게 이해하기 위해서 가상의 상황 속으로 한번 들어가 보도록 하자.

먼저, 10명의 사람들이 모여서 네트워크를 만든다.

(실제로 참가하는 사람은 훨씬 많겠지만, 설명을 위해서 10명이라고 하자)

[참고] 이 참가자들을 노드(node)라고 한다.

10명의 사람들은 각각 빈 종이 한 장, 펜, 특수 기계를 받게 된다.

준비물

10명의 사람들을 편의상 1번부터 10번이라고 이름을 붙이자. 10명의 사람들은 서로 돈을 주고받을 때마다, 그 내용을 다른 사람들에게 알린다.

예를 들어, ‘2번이 7번에게 만 원을 주었다라고 한다’면 2번 사람이 그 내용을 10명 모두에게 공지한다. 10명의 사람들은 모두 자신의 종이에 그 내용을 받아 적는다. 이런 식으로 종이 한 장이 꽉 찰 때까지 거래를 받아 적는다.

내용을 다 받아 적으면 종이를 파일철에 끼워야 하는데, 그러려면 먼저 ‘봉인’을 해야 한다.

장부 만들기 2. 봉인

요즘도 행정 처리를 하다 보면, 어떤 문서가 진본이며 수정되지 않았음을 확인하기 위해서 봉인 도장을 찍는 경우가 있다. 이와 비슷하게 우리도 이 거래 내역이 담긴 종이를 수정할 수 없게 봉인해야 한다.

여기서 아까 전에 종이, 펜과 함께 받았던 ‘특수 기계’가 사용된다.

이 기계는 한쪽에 입력값을 넣으면 다른 반대쪽에 출력 값이 나오는 아주 단순한 기계다.

예를 들어 내가 기계에 ‘30848’를 넣으면 출력 값으로 ‘93140’이 나온다.

그런데 이 입력값과 출력 값 사이에는 아무런 연관성이나 규칙이 없다. ‘30848’를 넣었을 때 ‘93140’이 나오지만 하나만 숫자를 바꿔서 ‘30849’를 넣으면, ‘11327’이 나온다. 다만 ‘30848’을 넣으면 몇 번을 반복해서 넣어도 반드시 ‘93140’이 나온다.

즉, 이 기계의 특징은

1) 입력값을 가지고는 출력 값을 쉽게 확인할 수 있다.

2) 출력 값을 가지고는 입력값을 알 수가 없다.

[참고] 이 기계를 ‘해쉬 함수’라고 한다.

이 기계를 사용해서 어떻게 봉인을 할 수 있는 걸까?

예를 들어, 우리가 ‘20113’이라는 숫자를 봉인하고 싶다고 하자. 먼저 네트워크는 다음과 같은 규칙을 정한다.

봉인된 숫자 ’ 20113’에 어떤 숫자를 더해서 기계에 입력하면, 반드시 ‘000’으로 시작하는 출력 값이 나와야 한다.

[참고] 규칙으로 정해진 이 출력 값을 ‘논스값’이라고 한다.

다시 말하면, 20113을 봉인하기 위해서는 ‘20113에 더해서 000으로 시작하는 출력 값이 나오게 하는 특정 숫자’를 찾아야 한다.

그러나 아까도 말했듯이, 이 기계는 출력 값에서 입력값을 역산할 수 없다. 그러므로 맞는 숫자를 찾는 유일한 방법은 모든 값을 다 넣어보는 것밖에 없다.

모든 참가자들은 모든 값을 하나하나 넣어보기 시작한다. 열심히 노가다를 하던 끝에 누군가가 답을 찾아낸다. 20113에 40372를 더해서 입력하면 (즉, 60485를 넣으면) 출력 값이 ‘00087’이 나온다는 것을 알아냈다.

찾아낸 사람은 이 비밀번호를 모두에게 알리고, 모든 사람들은 40372가 맞는 숫자인지 확인한다. 확인하는 방법은 간단하다. 기계에 넣어보면 된다. 다수의 사람들이 40372를 맞는 숫자로 인정하면, 40372가 20113을 봉인하는 번호가 된다.

이제부터는 누구도 20113이라는 내용을 수정할 수가 없다. 만약 누군가가 20113을 20114로 바꾸면, 그 즉시 봉인 번호가 맞지 않게 되기 때문이다. 기계에 넣었을 때 더 이상 000으로 시작하는 출력 값이 나오지 않는다.

사람들이 이 숫자가 원래 쓰인 것과 다른지 아닌지 알고 싶다면, 20114와 40372를 더해서 기계에 넣어보면 된다. 결괏값이 규칙과 맞지 않으면 이 숫자는 수정되었다는 것을 바로 알 수 있다.

즉, 내용을 바꿀 수 있다 하더라도, 바꾸는 순간 모든 참가자들이 이 내용이 진짜가 아니라는 것을 알게 된다.

장부 만들기 3. 거래기록 봉인하기

자 그럼 다시 종이에 거래 기록이 꽉 찬 순간으로 돌아가 보자.

한 페이지를 꽉 채운 순간, 자동적으로 문제가 나온다.

문제 : A + B + C를 더해서 기계에 넣었을 때 ‘000으로 시작하는 출력 값’이 나오는 C를 알아내라

(물론 ‘000으로 시작하는 출력 값’은 예시일 뿐 실제 문제는 훨씬 복잡하다.)

여기서 첫 번째 변수 A는 거래기록이다. 변수 B는 이미 주어져 있는 특정 숫자/문자열이다. C는 봉인 번호다.

받아쓰기를 끝내고 문제를 본 10명의 사람들은 이제 이 봉인 번호 C를 알아내기 위해서 열심히 기계에 모든 숫자를 넣어본다.

다시 열심히 노가다를 한 끝에 한 명이 ‘4a37b’라는 봉인 번호를 찾았다. 가장 먼저 코드를 찾은 그 사람은 다른 사람들에게 코드를 알려준다. 코드를 들은 나머지 사람들은 거래기록과 주어진 코드를 기계에 집어넣어본다.

찾아낸 사람의 거래 기록이 모두의 거래 기록과 동일하다면, 기계는 ‘000으로 시작하는 값’을 출력할 것이다.

절반 이상의 사람이 이 봉인 번호가 맞다고 동의하면, 찾아낸 사람이 받아쓴 종이는 ‘진본’으로 인정된다.

장부 만들기 4. 종이를 파일철에 끼우기

이제 모든 사람은 봉인 번호가 적힌 진본 종이를 복사해서, 자신의 파일철에 넣는다.

10명의 사람들은 다시 새로운 종이를 받고 다음 거래 기록을 또 받아쓴다.

이 과정을 반복하면 모든 사람이 같은 내용의 파일철을 갖게 되고, 이 파일철의 내용은 ‘진본’임을 신뢰할 수 있다. 만약 누군가 거래 기록을 수정하더라도, 언제든지 기계에 넣어서 이 내용이 ‘진본’인지 확인해볼 수 있기 때문이다. ‘진본’이 아닌 것으로 판명되면 즉시 파일철에서 제거되고, 다른 사람의 종이를 복사해와서 다시 끼우도록 되어있다.

여기까지 하면 이제 앞서 말했던 다음과 같은 특징을 가지는 장부를 만드는데 성공한 것이다.

1) 이 장부에 한 번 쓰여진 내용은 수정되거나 지워지지 않으며 영구적으로 저장됨

2) 어떤 사람이나 기관도 이 장부에 대한 권한을 가지고 있지 않음.

3) 모든 사람은 이 장부의 사본을 가지고 있으며 언제든지 꺼내볼 수 있음.

거래 내역이 담긴 종이 한 장을 블록(Block)이라고 하고, 이 블록(Block)이 엮여서(chain) 하나의 파일을 구성하기 때문에, 이 파일을 ‘블록체인(Blockchain)’이라고 부른다.

종이 한 장을 블록이라고 하며, 이것이 엮여있는 파일이 블록체인이다

무임승차자의 문제

그런데 왜 모든 사람들은 그 시간과 돈을 써서 봉인하는 과정에 참여하는 걸까? 누군가가 봉인해주기를 기다렸다가, 봉인된 종이만 전달받으면 되지 않나?

무임승차자 문제(Free-rider problem)는 명확한 소유자나 중앙 권력이 없는 조직에서 가장 흔히 일어나는 문제다. 명확히 책임을 지는 주체나 중앙 권력이 없기 때문에, 각 개인들이 협력하도록 강제할 수가 없다.

만약 참여자들이 종이를 봉인해야 할 유인이 없을 경우, 문제를 풀기 위한 시간과 노력을 생각하면 봉인에 참여하려는 사람이 아무도 없을 것이다. 장부는 많은 사람들이 봉인 과정에 참여하는 것을 전제로 하고 있기 때문에, 장부에 대한 신뢰도 깨질 수밖에 없다.

봉인하느라 수고한 사람에게 상을 준다

비트코인은 경제적 인센티브를 통해 무임승차자 문제를 해결한다.

가장 먼저 봉인 코드를 찾아낸 1명의 참가자는 일정량의 코인을 지급받는다. 보낸 사람이 없고 받는 사람만 있는 거래가 자동으로 생긴다. 아무것도 없는 무에서 공짜로 돈이 생기는 것이다.

이것이 비트코인이 발행되는 순간이다. 새로 발행된 비트코인 외에도 그 안에 담겨있는 모든 거래들에서 수수료를 조금씩 떼어서 봉인한 사람에게 준다.

예를 들어 5번이 가장 먼저 봉인 코드를 찾아내고, 다수가 동의한다면 그 대가로 5번은 발행된 비트코인과 거래 수수료를 받고, 그 거래는 자동으로 종이 안에 기록된다.

비트코인 보상은 네트워크의 신뢰를 유지하는 데 노력한 그 대가라고 할 수 있다. 이 보상이 있기 때문에 무임승차자 문제없이 네트워크의 신뢰가 유지된다.

중요한 점은 보상이 비트코인으로 주어진다는 점인데, 이로써 봉인에 참여하는 사람들은 비트코인 네트워크의 가치를 더 높여야 할 유인이 생긴다.

참여자들은 많은 시간과 비용을 투자해서 봉인을 한다. (현재 비트코인 봉인에 참가하기 위해서는 막대한 전기료와 컴퓨팅 파워가 필요하다.)

그런데 결과로 받은 것은 현금이 아니라 비트코인이기 때문에, 비트코인의 가치가 올라야만 수익을 낼 수 있다. 따라서 비트코인 네트워크가 사람들에게 신뢰를 받을 수 있도록 더 봉인을 열심히 하게 된다.

즉, 비트코인은 이 보상을 통해 참가자와 네트워크의 이익을 일치시킨다.

이는 기업에서 직원에게 주는 스톡옵션과 같은 원리다. 일을 열심히 한 직원은 스톡옵션으로 보상을 받는다. 주식을 받은 직원들은 주식 가치를 높이기 위해 더 일을 열심히 하게 된다.

[참고] 봉인을 통해 네트워크를 채굴(mining)이라고 하며 이 보상을 노리고 채굴에 참여하는 사람들을 채굴자(miner)라고 한다. 예시로 들었던 네트워크의 참가자들은 채굴자가 가진 하나의 컴퓨터라고 보면 된다.

[참고] 봉인에 시간과 노력을 들여 작업(Work)한 사람에게 비트코인으로 보상해주는 시스템을 Proof of Work (PoW)라고 한다.

사후 조작의 문제점

여기서 잠깐, 이미 파일철에 50장에 봉인된 종이가 꽂혀있다고 하자. 그런데 한 사람이 나쁜 마음을 먹고 32번째 종이에 있는 거래기록을 바꿔 치면 어떻게 될까?

남들이 51번째 봉인 문제를 풀고 있는 동안에, 나는 32번째 종이의 내용을 수정하고, 그 수정된 내용에 맞는 봉인 번호를 새로 계산하는 것이다. 그런 다음 마치 그것이 원래 봉인인 것처럼 바꿔놓으면, 다른 참가자들이 계산해봤을 때 둘 다 주어진 출력 값이 나오기 때문에 어떤 것이 진짜인지 구별할 수가 없다.

모든 블록은 연결되어있다

여기서 아까 말했던 B값의 정체가 드러난다.

봉인된 각 페이지는 거래기록인 A값, 시스템에서 주어지는 B값, 봉인 번호인 C값이 합쳐져서 요구되는 값이 나와야 한다고 했었다.

여기서 B값은 사실 이전 페이지의 출력 값(논스값)의 일부이다. 따라서 누군가 블록체인의 뒤로 돌아가서 새로운 내용과 봉인 번호를 찾는다면, 출력 값은 ‘000으로 시작하지만 그 뒤의 내용은 다른 값’이 나온다. 그러면 다음 블록의 B값도 자동으로 바뀐다. 한 페이지만 수정해도 다음 페이지의 출력 값이 연쇄적으로 바뀌는 것이다.

그러므로 중간에 하나의 페이지를 바꾼다 하더라도, 뒤에 있는 체인들이 연쇄적으로 바뀌어 모두 봉인이 깨진다.

유일한 위조 방법은 다른 사람보다 엄청나게 빠른 속도로 봉인 코드를 풀어서, 다른 사람들이 51번째 문제를 풀기 전에, 32번부터 50번까지의 페이지를 모두 바꿔놓는 것이다.

하지만 봉인 문제는 순수한 노가다의 영역이고, 이미 많은 사람들이 가장 최근 페이지에서 봉인 코드를 찾고 있기 때문에, 사기꾼이 문제를 푸는 속도는 다른 사람들이 봉인 코드를 찾는 속도보다 느릴 수밖에 없다. 사기꾼이 다른 사람들보다 더 긴 체인을 만드는 것은 불가능하다.

비트코인은 항상 가장 페이지가 많은 파일철을 진본으로 인식한다. 다음 페이지가 봉인되는 순간 그 외에 변형된 내용은 모두 무시된다. 따라서 봉인에 참가하는 사람들이 충분히 많을 경우 내용을 수정하는 것은 원칙적으로 불가능하다.

비트코인 네트워크는 가장 긴 파일만을 진본으로 인식해서 사후 위조가 불가능하다

다수가 거짓말을 하면 어떻게 하지?

비트코인 네트워크는 다수의 합의에 따라서 이 내용이 진짜인지 아닌지를 판단한다.

만약 10명이 있는 네트워크에서 1번 사람이 다른 5명을 매수해서, 1번이 위조한 블록이 맞다고 동의하게 만든다면 어떻게 될까? 과반수 이상이 동의했으므로 비트코인은 그 블록을 진짜로 인정한다.

그렇다면 나머지 4명은 다른 사람들이 담합했음을 알게 되고 네트워크에서 이탈할 것이다. 네트워크는 신뢰를 잃고 무너진다.

이를 ‘51% 공격’이라고 부른다.

51% 공격은 비트코인의 가장 큰 약점이며, 이론적으로 블록체인의 신뢰가 무너질 수 있는 유일한 상황이다.

네트워크에 독립된 개인이 충분히 많으면 담합이 어렵다

흔히 3-4개 기업이 과점하고 있는 시장에서는 가격 담합 논란이 불거진다. 그 이유는 시장에 플레이어가 적을 경우 담합이 쉽기 때문이다.

하지만 우리는 수백 개의 플레이어들이 있는 시장에서는 가격 담합을 이야기하지 않는다. 한 시장에 기업이 수백 개 수천 개가 존재한다면 그 기업들이 모두 하나의 합의를 이루기는 매우 어렵기 때문이다.

51% 공격에 대한 비트코인의 해결책은 네트워크에 독립된 참가자들이 많아지는 것이다. 비트코인 네트워크는 독립된 개인들의 네트워크를 지향하며, 참가자들이 수만, 수십만 명 단위로 많아지는 것을 가정하고 있기 때문에 다수가 담합하는 일은 발생하기 어려울 것으로 본다.

안타깝게도 나름 잘 해결해낸 앞의 문제들과 다르게, 51% 공격은 여전히 비트코인 네트워크의 가장 큰 위협으로 남아있다. 그 이유는 바로 채굴자들이 거대한 집단을 형성했기 때문이다.

비트코인 채굴자들이 대형화되는 이유

비트코인은 현재 어마어마한 숫자의 컴퓨터들이 채굴에 참여하고 있다. 말했듯이 비트코인은 봉인 번호를 가장 먼저 찾는 1명에게만 보상을 준다.

따라서 채굴로 수익을 얻기 위해서는 컴퓨팅 파워가 좋아야 한다. 남들보다 먼저 문제를 풀어야 하기 때문이다. 운이 좋으면 한번 정도는 봉인 코드를 1등으로 찾을 수도 있겠지만, 너무 리스크가 크다.

그래서 채굴자들은 연합을 만들고, 서로 풀어야 할 문제 양을 나눈다. 그리고 그중 1명이 답을 찾으면 나머지 구성원과 보상을 나눠갖는 형식이다. 채굴 품앗이라고 해야 할까?

이렇게 되면 한 번에 갖는 양은 줄어들지만, 보상을 얻을 확률은 훨씬 높아지면서 안정적으로 채굴 수익을 올릴 수 있다.

[참고] 이 연합을 마이닝 풀이라고 한다.

비유하자면 혼자서 하는 채굴은 자영업이고, 마이닝 풀은 안정적으로 월급을 받을 수 있는 대기업이라고 할 수 있겠다.

비트코인 네트워크가 커질수록 블록을 봉인해서 보상을 받기가 힘들어지기 때문에(문제의 난이도가 올라간다), 대형화된 마이닝 풀이 유리해진다. 규모가 주는 이점을 활용하여 마이닝 풀들은 더욱 대형화했고 이제는 어마어마한 양의 컴퓨팅 파워를 소유한 집단이 되었다. 특히 채굴에 들어가는 비용(전기료)이 싼 중국에서 거대 채굴업체들이 집중적으로 생겨났는데, 현재 비트코인 채굴의 대부분은 중국계 마이닝 풀이 점유하고 있다.

출처: Blockchain.info

그래프를 보면 상위 6개의 마이닝 풀이 전체의 77%가 넘는 블록을 처리하고 있다는 것을 알 수 있다. 모두 중국계이다. 게다가 1위인 AntPool과 2위인 BTC.com은 비트메인이라는 한 회사가 운영하고 있다.

채굴자가 대형화되는 것에는 여러 가지 문제가 있지만, 가장 중요한 것 중 하나가 51% 공격 가능성이 높아진다는 점이다. 몇몇 마이닝 풀이 손을 잡고 과반수 이상의 점유율을 확보해 비트코인을 무너뜨리려 할 경우 충분히 가능하다.

물론 이 마이닝 풀들은 비트코인을 통해 돈을 벌고 있기 때문에, 그런 상황을 바라지는 않겠지만, 어찌 됐든 마음만 먹으면 비트코인의 운명을 좌우할 수도 있는 힘을 지니고 있는 것은 확실하다.

요약

비트코인이 해결하고자 하는 문제와 해결책을 짧게 요약해보았다.

비트코인에서 사용하고 있는 블록체인은 블록체인의 시초라고 할 수 있지만, 가장 기능이 뛰어나거나 보안상 완벽한 블록체인이라고는 할 수 없다.

그래서 비트코인 블록체인이 가진 문제점을 해결하기 위해서 그 후로 수많은 파생 코인들이 생겨나게 된다. 블록체인은 코드가 완전히 공개된 프로그램이기 때문에 규칙을 바꿔서 수많은 방식의 암호화폐와 블록체인 기반 프로그램을 만들 수 있다.

하지만 근본적으로는 모두 이 비트코인 블록체인에서 파생되어 나왔기 때문에, 이번 글을 잘 이해했다면 복잡한 암호화폐의 세계를 이해하기 위한 큰 걸음을 내디딘 것이라고 할 수 있다.

참고 자료

– 사용한 비유는 Mohit Mamoria가 쓴 글의 내용을 재구성했습니다.

– 이 글을 쓰던 중에 발견한 초딩도 이해하는 블록체인

– 조금 더 전문적인 내용이 담긴 비트코인 블록체인 개론

비트코인 사례 연구 (1): 네트워크의 작동원리와 적용 – Organic Business

비트코인 사례 연구 (1): 네트워크의 작동원리와 적용 Bitcoin as Disruptive Innovation

비트코인이 무엇인지, 비트코인이 화폐로서의 역할을 할 것인지, 비트코인을 어떻게 얻을 수 있는지, 비트코인의 미래는 어떻게 될 것인지 등 수많은 글이 넘쳐난다. 하지만 대부분의 글이 비트코인에 대한 정확한 이해 없이 피상적으로 다루거나 너무 기술적이다 보니 여전히 의문만 남는다.

이 글에서는 비트코인을 조금 더 근본적인 관점에서 살펴보고 비트코인의 작동원리를 네트워크 관점에서 살펴봄으로써 금융 서비스가 어떻게 네트워크화되고 있는지 좀 더 명시적으로 이해하는 시간을 가진다.

비트코인은 왜, 어떻게 네트워크로 작동하는가?

비트코인은 암호화에 기반을 둔 가상화폐(cryptocurrency)이다. 비트코인과 그 아류(예를 들어 라이트코인, 피어코인, 네임코인 등) 를 이해하기 위해서는 이러한 화폐·지불시스템이 해결하고자 하는 문제를 이해하여야 한다.

첫 번째, 비트코인은 완전히 분산된(distributed and decentralized) 지불시스템이다.

현재의 지불시스템은 신용을 기반으로 제3자가 매개하는 시스템이다. 대표적으로 신용카드를 생각할 수 있다. 구매자가 판매자에게 지불하는 것을 신용카드 회사가 중개하는 것이다. 이러한 시스템은 대부분의 경우는 잘 작동하나 취소, 분쟁, 사기 등의 문제가 발생할 수밖에 없다. 예를 들어 남의 신용카드 번호를 도용하여 물건을 사는 경우 전체 시스템에 많은 비용을 발생시킨다. 게다가 모든 정보가 한곳에 모여 있으므로 해킹이나 다운 등의 위험이 따른다. 따라서 신용카드 회사는 이러한 위험을 관리하는 데 많은 비용을 지불하고 이를 우리들에게 전가하는 것이다.

비트코인은 신용카드 회사와 같은 제3자(trusted third party)를 배제하고 구매자와 판매자 간에 직접(peer-to-peer) 결제를 하는 방식이다. 어떻게 보면 우리 모두가 은행이 되는 것 이라 볼 수 있다. 비트코인에서는 내가 가진 지갑(Bitcoin wallet)으로부터 지갑을 가진 누구에게나 비트코인을 보내고 받을 수 있다. 이렇게 제3자가 빠지게되므로 거래비용이 거의 0에 가까워지고 기존의 지불 서비스에 비해 매우 저렴하고 다양한 형태의 비트코인 기반 지불 서비스(예를 들어 비트페이(Bitpay))가 가능하다. 또한 완전히 분산된 시스템이기 때문에 해킹, 다운, 규제로 인해 시스템이 정지되거나 붕괴될 가능성이 거의 없다.

두 번째, 비트코인은 사기가 현실적으로 불가능한 지불시스템이다.

예를 들어 현금도 위조지폐의 문제가 있듯이 가상화폐가 가진 가장 큰 문제는 진짜와 똑같은 위폐를 만들 수 있다는 것이다. 즉 같은 돈을 복사해서 여러 군데에 사용할 수 있다는 것이다(이전의 가상화폐들이 이 문제를 해결하지 못해 사라져 갔다). 비트코인에서는 모든 거래를 기록에 남기고 공유함으로써 같은 돈을 여러 번 사용하는 것이 현실적으로 불가능하다.

비트코인 창시자인 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)에 의하면 비트코인은 신용(trust)에 기반한 것이 아니라 수학적 증거(cryptographic proof)에 기반한 지불시스템이다. 비트코인으로 일어나는 모든 거래는 10분 단위로 하나의 블록(block)에 기록되고 이 블록을 이전의 블록에 이어감으로써 블록체인(block chain)을 형성한다. 이때 비트코인 시스템에 참여하는 모든 노드들이 블록체인에 서명하고 이를 공유함으로써 같은 돈을 복사해 여러 군데 사용하는 등의 사기가 불가능한 것이다. 비트코인 결제가 약 15분에서 한 시간 정도 걸리는 것은 기존의 블록체인에 하나의 새로운 블록이 덧붙여지고 이를 서명하는 데 10분 정도 걸리고, 안전을 위해서 6개의 블록이 추가되는 것을 확인할 때까지 기다리기 때문이다.

또한 비트코인을 받는 주소는 모두에게 공개되지만 비트코인을 보내기 위한 비밀번호(개인키)는 비트코인 지갑을 떠나지 않기 때문에 신용카드나 은행 계좌번호에 비해 매우 안전하다 하겠다.

세 번째, 자생적이고 내재적인 가치를 가진 화폐 시스템이다.

중앙은행이 발행하지 않은 가상화폐의 가장 큰 문제는 발행 권한을 누가 가지느냐와 화폐의 가치를 어떻게 결정하는 가이다. 비트코인이 가치를 가질 수 있는가는 가장 논란이 많은 이슈이다. 노벨상을 받은 경제학자인 폴 크루그먼은 최근에 “비트코인은 사악하다”라는 글을 올려 이슈에 불을 붙였다. 대부분의 경제학자들은 화폐가 되려면 가치를 저장할 수 있어야 하는데 비트코인은 그렇지 못하다고 한다. 하지만 비트코인을 옹호하는 사람들은 비트코인은 효용성(utility)과 희소성(scarcity)을 가지고 있으므로 가치가 있다고 주장한다.

비트코인 시스템의 핵심은 시스템을 유지하는데 기여한 만큼 비트코인을 얻을 수 있도록 함으로써 자생적이면서도 내재적인 가치를 지니도록 했다는 데에 있다. 소위 말하는 비트코인 채굴(mining)이 위에서 언급한 모든 거래에 대한 기록(블록체인)을 유지하고 해커로부터 안전하게 지키는 일이다. 기록 유지 및 보안 책임을 채굴 권한과 일치시킴으로써 자생적으로 시스템이 유지되는 것이다.

비트코인을 채굴하기 위해서는 어려운(정확히는 시간이 오래 걸리는) 수학 문제를 풀어야 하는데 이에는 비용(컴퓨팅 파워와 전기)이 든다. 그리고 이미 발행된 화폐의 양이 많아지고 채굴 수요가 높아짐에 따라 비트코인을 얻기가 더욱 어려워지기 때문에 갈수록 더 많은 비용이 든다. 이는 금을 채굴하는 것과 유사하다. 어떻게 보면 비트코인은 가상의 금이라 생각할 수 있다. 따라서 최소한 중앙은행에서 발행한 화폐보다는 내재적인 가치가 있다 하겠다.

그리고 비트코인의 가치는 화폐 자체에 있다기보다는 전체적인 지불시스템에 있다 하겠다. 이는 중앙은행이 발행하는 화폐가 가치를 가진 것이 한 국가의 화폐·금융 시스템에 있는 것과 마찬가지이다. 다른 각도에서 보면 비트코인은 비트코인 에코시스템(또는 회사)의 가치를 반영하는 주식이라고 생각할 수도 있다.

비트코인은 금융의 네트워크화를 보여주는 실증적 사례

그렇다면 비트코인이 앞으로 버블로 끝날 것인지 대안 화폐로써 자리를 잡을 것인지가 궁금할 것이다. 나는 지금이 90년대 후반 인터넷 버블 시기와 유사하다고 생각한다.

현재 비트코인의 가격(2014년 1월 5일 현재 USD 920)에는 분명히 버블이 있다고 생각한다. 하지만 그렇다고 비트코인과 같은 화폐·지불시스템이 (페이스북이 그렇지 않았듯이) 일부 사람들의 놀이가 되지는 않을 것이라고 생각한다. 현재 비트코인의 가격이 급등락을 거듭하고, 비트코인으로 할 수 있는 것이 별로 없는 것은 아직 비트코인이 태어난 지 5년 밖에 되지 않았기 때문이다. 새로운 지불시스템이 자리를 잡기 위해서는 충분한 시간이 필요할 것이다. 그렇다면 어떤 곳에서 비트코인이 먼저 사용될 것인가 살펴보자.

우선 외환 거래에 비트코인이 사용 될 것이다. 국가 간의 지불시스템은 매우 비효율적이다. 해외에서 물건을 사거나 해외로 송금할 때 우리는 비싼 수수료를 지불한다. 하지만 비트코인을 이용하는 경우 매우 적은 수수료만 내면 되기 때문에 사람들은 원화를 비트코인으로 바꿔서 물건을 사거나 송금할 것이다. 물론 받은 사람은 비트코인을 자국 화폐로 바꾸어 사용하게 될 것이다.

두 번째로는 아르헨티나와 같이 자국의 정치, 경제적인 시스템이 불안하여 인플레이션이 매우 높거나 은행·신용카드 사를 포함한 금융 시스템이 갖춰지지 않은 케냐와 같은 나라 에서는 비트코인은 매우 적절한 결제 시스템이다.

세 번째로는 콘텐츠의 구매나 기부 등과 같이 매우 적은 금액의 거래 에 사용될 것이다. 신용카드나 계좌이체는 수수료 체계 때문에 소위 소규모 결제(micropayment)에는 적합하지 않다. 하지만 비트코인으로는 아주 적은 금액의 거래를 매우 쉽고 저렴하게 할 수 있다. 예를 들어, Bitcoin Mining in Plain English 의 저자는 자신의 포스트가 도움되었다고 생각하는 사람들이 비트코인으로 팁을 줄 수 있도록 하였다.

비트코인은 위와 같은 분야에서 자리를 잡으며 중장기적으로는 기존의 화폐와 공존하면서 비효율적인 지불시스템을 대체할 것으로 생각된다. 앞으로 비트코인과 그 아류들이 어떻게 성장하고 자리를 잡는지 지켜보는 것은 마치 롤러코스터를 타듯 매우 흥미로울 것이다.

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