3분 과학기술 용어 2편, [블록체인 노드]입니다.
⭐블록체인의 주요 혁신
지난 게시글에서 블록체인은 데이터의 신뢰성을 확보해주는 기술이라는 것과 기본 메커니즘에 대해 살펴봤습니다.
블록체인 기술의 혁신은 다양한 표현으로 특징되지만, 대표적으로 다음이 있습니다:
- 탈중앙화: P2P 네트워크를 사용하여 탈중앙화된 블록체인은 데이터 위·변조, 그리고 중앙 서버 장애로 인해 시스템 전체가 중단되는 '단일 실패 지점(SPOF)'의 위험성을 낮춤
- 분산원장: 네트워크 속 모든 사람이 동일한 블록체인의 사본을 갖고 있어 데이터의 투명성을 보장함
- 무결성: 각 블록은 이전 블록과 암호화된 형태로 연결되어 있어, 블록체인에 한번 저장된 데이터는 수정이나 삭제가 어려움
- 합의 메커니즘: 모든 참여자가 새 데이터에 대한 유효성을 검증하고, 과반(51%)이 승인해야 거래와 수정이 성사됨
- 스마트 계약: 이더리움과 같은 일부 블록체인은 중앙 기관의 심사 없이 당사자 간의 계약을 가능케 함
이중에서 탈중앙화, 분산원장, 무결성은 지난번 블록체인의 기초 편에서 다뤘었고, 나머지는 앞으로 다뤄야 할 개념입니다.
➲ 다양한 용도를 위한 블록체인 유형화
블록체인은 가상화폐, 상품(예: 의류)의 정품 인증, 디지털 증명서 발급, 기부금 사용 추적, 의료 기록 관리 등 다양하게 활용되고 있다는 것도 확인했었죠? 이처럼 블록체인의 활용은 참으로 무궁무진한데, 이토록 다양한 용도를 충족시키기 위해서 블록체인 기술 또한 목적에 맞춰 유형화가 필요했습니다.
그래서 이번 글은 블록체인을 유형화하는 여러 방식 중 가장 보편적인 '참여 노드의 제한'에 따른 분류에 대해 살펴보겠습니다.
참여 노드 제한에 따른 블록체인 유형
블록체인에서 노드(node)는 참여자 개인을 의미합니다.
블록체인의 P2P 네트워크 속 노드 간의 정보 교환(즉, 거래)을 트랜잭션(transaction)이라 부릅니다.
이분법적으로 모든 블록체인은 허가형(permissioned)과 비허가형(permissionless)으로 나눌 수 있는데,
블록체인에 대한 기본 거버넌스(관리의 구조와 프로세스)와 노드의 접근 방식을 기준으로 구분합니다.
- 허가형: 블록체인 노드로 참여할 때 네트워크 관리자의 허가가 필요한, 관리자에 의해 누가 정보를 열람하고 제어된 블록체인
- 비허가형: 블록체인 노드로 참여할 때 허가가 필요 없으며, 모두에게 열려 있는 블록체인 = 완전한 탈중앙화
이를 바탕으로, 블록체인은 현재 크게 4가지 유형으로 구분하여 많이 얘기합니다:
- 퍼블릭(개방형)
- 프라이빗
- 하이브리드
- 컨소시엄
우리가 보통 블록체인을 얘기할 때의 유형이 비허가형, 퍼블릭 블록체인입니다.
앞으로 기술이 더 발전하면 보다 많은 유형이 생길 수도 있겠죠?
▲퍼블릭(public) 블록체인은 누구든 참여할 수 있으며, 트랜잭션이 공개되어 있어 참여자 모두가 읽고 쓰고 같이 검증합니다. 완전한 탈중앙화의 유형이라 보시면 됩니다. 대표적인 예시로는 비트코인과 이더리움이 있습니다.
장점
- 투명성 및 접근 용이성: 모든 트랜잭션 내역이 공개되어 있고, 인터넷 접속가능한 컴퓨터가 있다면 누구든 참여 가능함
- 보안성: 대규모 참여자로 블록체인이 많이 분산되어 있어 데이터 변조가 매우 어려움
- 탈중앙화 및 검열 저항성: 중앙 권한이나 제3자의 네트워크 통제나 간섭 없이 참여자 간의 합의에 따라 정보를 변경할 수 있음
단점
- 느린 처리 속도: 대규모 참여자가 정보를 같이 검증해야 하여 트랜잭션 속도가 느림
- 높은 비용: 대규모 참여자로 인해, 네트워크에 참여하고 블록을 생성하려면 고성능 컴퓨터 하드웨어가 필요하고 많은 전력 소모가 발생함
- 제한된 확장성: 대규모 참여자로 인한 높은 트래픽을 지원할 네트워크 업그레이드 또한 합의를 거쳐야 함
- 과도한 투명성: 대부분의 정보를 누구나 확인할 수 있어 개인정보 보호 노출 등의 보안 문제가 발생할 수 있음
퍼블릭 블록체인의 이러한 제한점에 대응하여 등장한 것이 ▲ 프라이빗(private) 블록체인입니다.
프라이빗 블록체인은 미리 정해진 개인이나 조직(예: 기업 구성원)만 네트워크에 접근할 수 있는 폐쇄형 블록체인입니다.
장점
- 빠른 처리 속도 및 높은 확장성: 소수의 참여자가 블록체인을 검증하여 트랜잭션이 빠르고, 그만큼 시스템에 부담이 적어 확장 가능성이 높음
- 통제된 투명성: 허가된 블록체인 관리자가 사용 사례에 따라 적절한 투명도를 결정함
단점
- 보안 취약성: 중앙 기관의 보안 취약점이 전체 블록체인 시스템을 위협할 수 있으며, 검증인 수가 적어 합의 메커니즘이 공격에 대한 저항력이 약함
- 중앙화 및 검열 위험: 중앙 기관이나 허가된 소수의 검증인에 의해 트랜잭션이 검열당하는 등 통제될 수 있음
이 유형은 대중에게 노출되지 않게 정보를 유지·관리할 수 있도록 합니다. 따라서 회사들은 내부 감사, 공급망 관리, 투표 및 자산관리에 많이 사용합니다. 대표적인 예시로는 리눅스의 하이퍼레저(Hyperledger)가 있습니다.
앞선 두 유형의 단점을 완화하고 장점을 극대화하기 위해 등장한 것이 ▲하이브리드(hybrid) 블록체인입니다.
퍼블릭과 프라이빗을 결합하여, 일부 정보는 중앙 기관이 제어하여 접근이 제한되지만 나머지는 개방돼 있습니다.
장점
- 보안성과 투명성 조화: 중요한 정보는 보호하면서 분산 원장 기술로 신뢰성을 유지함
- 빠른 처리 속도 및 낮은 비용: 소수의 노드만 트랜잭션 검증에 참여하기 때문에 퍼블릭 블록체인보다 속도가 빠르며 전력 소모가 적고, 모든 트랜잭션을 퍼블릭 블록체인에 저장할 필요 없어 운영 비용이 절감됨
- 규제 및 데이터 보호 준수: 데이터 보호에 대한 법적 요구사항(예: 유럽연합의 GDPR과 같은 개인정보보호법)을 준수하며 블록체인 사용 가능함
단점
- 복잡한 설계: 퍼블릭과 프라이빗 기능을 조합해야 하여 구축과 운영이 어려울 수 있음
- 중앙화: 중앙 기관이 일부 트랜잭션에 대한 권한을 가질 수 있음
- 보안 취약성: 중요한 정보가 저장된 프라이빗 블록체인 부분이 해킹당할 수 있음
퍼블릭과 프라이빗 블록체인의 장점이 적절히 결합되어 있어 철저한 보안과 효율성을 동시에 원하는 기업이나 기관 - 특히 의료, 국가정부, 부동산, 금융 분야에서 많이 채택합니다. 대표적인 예시로 리플 네트워크와 엑스알피 토큰이 있는데, 허가받은 은행이나 금융기관이 트랜잭션을 검증하지만 원장 자체는 공개돼 있습니다.
▲컨소시엄(consortium) 블록체인은 여러 기관(예: 은행, 기업)이 컨소시엄을 구성하여 공동으로 관리합니다.
관리자와 일반인 모두 참여 가능한 하이브리드 블록체인과 달리, 승인받은 컨소시엄 구성원만 노드로 참여할 수 있습니다.
장점
- 높은 보안성: 허가된 참여자만 네트워크에 접속할 수 있어 정보 보안이 뛰어남
- 빠른 처리 비용 및 낮은 비용: 노드 수가 적어 거래 속도가 빠르고, 컨소시엄 구성 기관 간 운영비를 나눌 수 있음
- 완화된 중앙화: 단일 기관이 권력을 독점하지 않고 여러 기관이 운영에 참여함
- 규제 및 데이터 보호 준수: 데이터 보호에 대한 법적 요구사항에 맞춰 설계할 수 있음
단점
- 복잡한 설계: 여러 기관이 협력해야 하여 의사결정이 어렵고, 이에 따라 네트워크 운영과 관리가 어려움
- 부족한 중앙화: 참여 기관 간의 의견 충돌이 발생할 수 있으며, 일부 기관이 과도한 권한을 가질 수 있음
- 낮은 투명성: 컨소시엄을 구성하는 특정 기관만 정보를 검증할 수 있음
보안을 중시하면서 기관 간의 협업이 필요할 경우 많이 선택됩니다. 그래서 금융(은행 간 거래), 의료, 기업 간의 공급망 관리 등에 활용됩니다. 대표적인 예시로는 멀티체인과 텐더민트가 있습니다.
✓ 본 게시물 속 용어 정리
| 노드 | 블록체인 네트워크 속 참여자 개인 |
| 트랜잭션 | 블록체인 네트워크 속 노드 간의 거래 |
| 허가형 블록체인 | 블록체인 네트워크 관리자의 허가를 받은 노드만 참여할 수 있는 블록체인 |
| 비허가형 블록체인 | 블록체인 노드로 참여할 때 허가 필요 없이 모든 사람이 참여할 수 있는 블록체인 |
| 퍼블릭 블록체인 | 누구든 참여하고 트랜잭션을 검증할 수 있는 완전한 탈중앙화 블록체인 |
| 프라이빗 블록체인 | 특정 조직이 운영하고 허가 받은 노드만 접근할 수 있는 폐쇄형 블록체인 |
| 하이브리드 블록체인 | 일부 정보는 공개하고, 일부는 제한하여 퍼블릭과 프라이빗의 장점을 결합한 블록체인 |
| 컨소시엄 블록체인 | 여러 기관이 '컨소시엄'을 구성하여 공동으로 운영하며, 컨소시엄 구성원만 네트워크 참여가 가능한 블록체인 |
이번에는 블록체인을 참여노드의 관점에서 유형화해봤습니다.
블록체인의 용도에 따라 기술에 바리에이션이 있다는 것이 참으로 흥미로운데요, 앞으로도 여러 관련 개념을 차근히 다루도록 하겠습니다.
이상 중고딩, 문과, 비전공자도 이해가능한 과학기술 용어였습니다.
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