저자: 칼레 로젠바움 & 린네아 로젠바움
이 장에서는 "탈중앙화"란 무엇이며 비트코인의 기능에 왜 그토록 중요한지 분석합니다. "채굴자 탈 탈중앙화"와 "풀 노드 탈중앙화"를 구분하고, 이들이 비트코인의 핵심 속성 중 하나인 "검열 저항성"에 어떤 영향을 미치는지 논의합니다. 이어서 "중립성", 즉 사용자, 채굴자, 개발자 모두에게 "허가 없는 접근"이 모든 탈중앙화 시스템의 필수 속성임을 살펴봅니다. 마지막으로 비트코인과 같은 탈중앙화 시스템을 이해하는 데 따르는 어려움을 언급하고, 개념 이해를 돕기 위한 몇 가지 모델을 제시합니다.
중앙 통제 지점이 없는 시스템을 " 탈중앙화 "라고 합니다. 비트코인은 중앙 통제 지점, 더 정확히 말하면 중앙 검열 지점을 피하도록 설계되었습니다. 탈중앙화검열 저항성을 확보하기 위한 도구입니다.
비트코인의 탈중앙화 크게 두 가지 측면으로 나눌 수 있습니다. 바로 채굴자 탈 탈중앙화 와 전체 노드 탈중앙화 입니다. "채굴자 탈 탈중앙화"란 거래 처리가 어떤 중앙 기관에 의해서도 실행되거나 조정되지 않는다는 것을 의미합니다. "전체 노드 탈중앙화"란 블록 검증(채굴자가 출력하는 데이터)이 소수의 신뢰할 수 있는 기관이 아닌, 네트워크의 가장자리, 즉 네트워크 사용자에 의해 완료된다는 것을 의미합니다.
1.1 채굴자의 탈중앙화
비트코인 이전에도 전자 화폐를 만들려는 시도가 있었지만, 대부분은 탈중앙화 거버넌스와 검열 저항력 부족으로 실패했습니다.
비트코인에서 탈중앙화 채굴이란 거래 순서 특정 단일 주체나 고정된 그룹에 의해 결정되는 것이 아니라, 순서 에 참여하고자 하는 모든 참여자들의 집합체에 의해 결정된다는 것을 의미합니다. 이러한 채굴 집단은 끊임없이 변화하는 사용자들의 집합이며, 누구든 자신의 의지에 따라 참여하거나 탈퇴할 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 비트코인은 검열에 저항력을 갖게 됩니다.
비트코인이 중앙 집중화되면 정부와 같이 비트코인을 검열하려는 세력의 감시에 취약해집니다. 이는 과거 전자 화폐를 만들려는 시도들이 겪었던 것과 같은 운명을 맞게 될 것입니다. "앵커드 사이드체인을 통한 블록체인 혁신의 잠금 해제"라는 논문 의 서문에서 저자는 이전의 전자 화폐들이 적대적인 환경에서 살아남지 못한 이유를 설명합니다(본서 6장 참조).
1983년, 데이비드 차움은 "이중 지출"을 방지하기 위해 중앙 서버를 신뢰한다는 전제 하에 디지털 화폐를 연구 주제로 제안했습니다[Cha83]. 개인이 이 신뢰할 수 있는 중앙 참여자에 의존함으로써 발생하는 개인정보 리스크 완화하고 대체 가능성을 강화하기 위해 차움은 블라인드 서명을 도입했습니다. 블라인드 서명은 중앙 서비스 제공자(그 자체로 화폐를 나타냄)의 서명이 서로 연결되지 않도록 하는 암호화 도구이면서도 중앙 서비스 제공자가 이중 지출을 방지할 수 있도록 했습니다. 이러한 중앙 서버에 대한 의존성은 디지털 화폐의 아킬레스건이 되었습니다[Gri99]. 단일 중앙 서비스 제공자의 서명을 여러 서명자의 임계값 서명으로 대체함으로써 이 단일 실패 지점을 분산화할 수 있지만, 서명자가 동일인이 아닌지 식별하고 확인하는 능력은 감사 위해 여전히 중요합니다. 이는 각 서명자가 차례로 오작동하거나 고의적으로 오작동하도록 만들 수 있기 때문에 전체 시스템이 여전히 실패에 취약하다는 것을 의미합니다.
— 여러 저자, "앵커드 사이드체인을 활용한 블록체인 혁신 구현"(2014)
중앙 집중식 서버를 사용하여 거래를 순서 하는 것은 검열 리스크 매우 높기 때문에 실현 가능한 옵션이 아닙니다. 중앙 집중식 서비스 제공업체를 최소 M개의 승인 순서 필요한 N개의 서비스 제공업체로 구성된 고정 컨소시엄으로 대체하더라도 여전히 어려움이 있습니다. 핵심 문제는 사용자들이 이 N개의 서비스 제공업체 집합에 만장일치로 동의해야 한다는 점과, 악의적인 서비스 제공업체가 나타날 경우 중앙 기관에 의존하지 않고 사용자들이 어떻게 서비스 제공업체를 변경할 수 있는지에 대한 문제입니다.
비트코인이 검열 대상이 된다면 어떤 일이 벌어질지 상상해 봅시다. 검열 기관은 사용자들에게 신원, 자금 출처, 구매 내역 등을 신고하도록 강요할 것이고, 그렇지 않으면 거래 내역이 블록체인에 기록되지 않을 것입니다.
마찬가지로, 검열 저항력이 부족하면 검열관은 사용자들이 새로운 시스템 규칙을 받아들이도록 강요할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자들이 통화 공급량 늘려 부를 축적할 수 있도록 하는 변경 사항을 적용할 수 있습니다. 이러한 경우, 블록을 검증하는 사용자들은 세 가지 선택지를 갖게 됩니다.
- 수락: 변경 사항을 수락하고 전체 노드에 새 규칙을 적용합니다.
- 거부: 이 변경 사항을 거부합니다. 이렇게 하면 해당 사용자의 풀 노드에서 검열관의 블록이 유효하지 않은 것으로 간주되어 더 이상 거래를 처리할 수 없는 시스템에 남게 됩니다.
- 마이그레이션: 새로운 중앙 제어 지점을 지정해야 합니다. 모든 사용자는 이 새로운 중앙 제어 지점에 대해 협력하고 합의에 도달하는 방법을 찾아야 합니다. 이번에 성공하더라도 전체 시스템에 대한 감사가 여전히 가능하기 때문에 향후 동일한 문제가 재발할 수 있습니다.
어떤 선택지도 사용자에게 도움이 되지 않을 것입니다.
검열 저항성을 가능하게 하는 탈중앙화 비트코인을 다른 화폐 시스템과 구별짓는 특징이지만, " 이중 지출 문제 " 때문에 이를 달성하기 어렵습니다. 이중 지출 문제란 누구도 동일한 코인을 두 번 사용할 수 없도록 하는 것을 의미하며, 많은 이들이 탈중앙화 는 이 문제를 해결할 수 없다고 주장합니다. 사토시 나카모토 나카모토는 비트코인 백서 에서 이중 지출 문제를 해결하는 방법에 대해 논의했습니다.
본 논문에서는 이중 지출 문제를 해결하기 위한 방안으로, 거래의 시간적 순서에 대한 계산적 증거를 생성하기 위해 P2P 방식 탈중앙화 타임스탬프 서버를 사용하는 것을 제안합니다.
— 사토시 나카모토, 비트코인: P2P 전자 현금 시스템 (2008)
여기서 그는 특히 특이한 표현인 "피어 투 피어 방식 탈중앙화 타임스탬프 서버"를 사용했습니다. 핵심 단어는 바로 " 탈중앙화 "인데, 이 맥락에서 분산형이란 단일 제어 지점이 없다는 것을 의미합니다. 사토시 나카모토 이어서 작업증명이 해결책인 이유를 설명했습니다. 현재까지 레딧의 그레고리 맥스웰 보다 더 나은 설명을 제시한 사람은 없습니다. 당시 누군가는 잠재적인 51% 공격을 막기 위해 채굴자들의 해시레이트 제한하는 방안을 제안했습니다.
비트코인과 같은 탈중앙화 시스템은 공개 선거를 이용합니다. 하지만 탈중앙화 시스템에서는 "사람"이 투표권을 행사할 수 없습니다. 왜냐하면 그러려면 중앙 기관이 투표를 허용해야 하기 때문입니다. 대신 비트코인은 컴퓨팅 파워를 투표 수단으로 사용합니다. 컴퓨팅 파워는 중앙 기관의 도움 없이도 검증할 수 있기 때문입니다.
—그레고리 맥스웰, r/Bitcoin 서브레딧 (2019)
이 글은 또한 탈중앙화 비트코인 네트워크가 작업증명 방식을 통해 거래 순서 에 대한 합의에 도달할 수 있는 이유를 설명합니다. 그리고 51% 공격은 비트코인의 탈중앙화 특성을 이해하지 못하거나 신경 쓰지 않는 사람들에 비하면 그다지 심각한 문제가 아니라는 결론을 내립니다.
비트코인에 있어 훨씬 더 큰 리스크 대중이 비트코인 탈중앙화 특성을 이해하지 못하거나, 관심을 갖지 않거나, 보호하지 않는다는 점입니다. 탈중앙화 에 있으며, 이는 중앙 집중식 대안들과 차별화되는 지점입니다.
—그레고리 맥스웰, r/Bitcoin 서브레딧 (2019)
이 결론은 중요합니다. 사람들이 비트코인의 탈중앙화, 즉 검열 저항의 수단인 탈중앙화를 보호하지 않으면 비트코인은 중앙 집중화된 권력의 희생양이 되어 결국 고도로 중앙집중화되고 검열이 가능해질 수 있습니다. 그 시점이 되면 비트코인 가치의 대부분(혹은 전부)이 사라질 것입니다. 이는 다음 주제인 풀 노드의 탈중앙화 로 이어집니다.
1.2 탈중앙화 풀 노드
위 글에서는 주로 채굴자의 탈중앙화 와 중앙 집중식 채굴자가 검열을 가능하게 하는 방식에 대해 논의했습니다. 하지만 탈중앙화" 완전 노드 탈 탈중앙화 "라는 또 다른 측면이 있습니다.
풀 노드 탈중앙화 의 중요성은 "신뢰할 수 없는 환경"(본서 2장 참조)과 관련이 있습니다. 예를 들어 운영 비용이 급격히 증가하여 사용자가 풀 노드 운영을 중단한다고 가정해 보겠습니다. 그러면 사용자는 웹 지갑이나 경량 지갑과 같은 다른 방법을 사용하여 비트코인 네트워크와 상호 작용해야 하는데, 이러한 방법들은 모두 사용자가 서비스 제공자를 어느 정도 신뢰해야 합니다. 사용자들은 또한 네트워크 규칙을 직접 시행하는 것에서 다른 주체가 시행하도록 신뢰하는 방향으로 전환하게 됩니다. 이제 대다수의 사용자가 합의 규칙 시행을 신뢰할 수 있는 주체에게 위임한다고 가정해 보겠습니다. 이 시점에서 네트워크는 빠르게 중앙 집중화될 수 있으며, 악의적인 의도를 가진 행위자들이 규칙을 변경할 수 있게 됩니다.
비트코인 매거진에 실린 한 기사 에서 아론 반 위르둠은 여러 비트코인 개발자들을 인터뷰하며 탈중앙화 와 비트코인 블록 크기 제한 증가의 리스크 에 대한 그들의 견해를 물었습니다. 이러한 논의는 2014년에서 2017년 사이에 이슈 이루어졌으며, 많은 개발자들이 거래 처리량 향상을 위해 블록 크기 제한을 늘려야 한다고 주장했습니다.
블록 크기 증가에 대한 강력한 반대 논거는 블록 검증 비용이 증가한다는 점입니다(이 책의 확장성 장 참조). 검증 비용이 증가하면 일부 사용자는 풀 노드 운영을 중단하게 될 것입니다. 이는 결국 더 많은 사람들이 신뢰할 수 없는 방식으로 비트코인을 사용하는 것을 막게 됩니다. 이 글에서는 풀 노드 중앙 집중화 의 리스크 설명하기 위해 피터 윌레의 말을 인용합니다.
만약 대량 기업이 자체 풀 노드를 운영한다면, 비트코인 네트워크에 다른 규칙을 적용하려면 이들을 모두 설득해야 할 것입니다. 다시 말해, 블록 검증의 탈중앙화 특성 때문에 합의 규칙에 무게가 실리는 것입니다. 하지만 모든 사용자가 동일한 웹 지갑, 거래소, SPV 지갑 또는 모바일 지갑을 사용하는 등 풀 노드의 수가 매우 적어지면 규제가 가능해집니다. 더욱이, 권위 있는 기관이 합의 규칙을 규제할 수 있게 되면, 2,100만 BTC의 총 공급량 제한을 포함하여 비트코인을 비트코인답게 만드는 모든 것을 바꿀 수 있다는 의미이기도 합니다.
— 피터 윌레, 『탈중앙화 관점』(2015)
그게 전부입니다. 비트코인 사용자들은 규제 기관과 대기업들이 비트코인의 합의 규칙을 변경하려는 시도를 막기 위해 자체적으로 풀 노드를 운영해야 합니다.
1.3 중립성
비트코인은 중립적이며, 더 쉽게 말하면 허가가 필요 없는(permissionless) 방식입니다. 즉, 비트코인은 사용자가 누구인지, 무엇에 사용하는지 신경 쓰지 않습니다.
비트코인은 중립적이라는 점이 장점이자 비트코인이 제대로 작동할 수 있는 유일한 이유입니다. 만약 특정 조직에 의해 통제된다면, 비트코인은 그저 또 다른 가상 자산에 불과할 것이고, 저는 아무런 관심도 없을 겁니다.
— FreeNode 온라인 채팅의 wumpus(구두점 추가), #bitcoin-core-dev 2012-04-04T17:34:04 UTC
규칙만 준수한다면 누구의 허락도 없이 자유롭게 비트코인을 사용할 수 있습니다. 여기에는 채굴 , 거래 , 그리고 비트코인 기반 프로토콜 및 서비스 개발이 포함됩니다.
- 채굴에 허가가 필요하다면, 누가 채굴 할 수 있는지를 결정하는 중앙 기관이 필요합니다. 이는 채굴자들이 중앙 기관의 재량에 따라 거래 내역을 검토받는 데 동의하는 법적 계약에 서명하도록 강요할 수 있으며, 이는 애초에 채굴 의 목적을 무색하게 만듭니다.
- 만약 사람들이 비트코인을 사용할 때 개인 정보를 제공하거나, 거래 목적을 밝히거나, 또는 거래 가치를 증명해야 한다면, 사용자와 거래를 승인할 중앙 기관이 필요하게 됩니다. 이는 결국 검열과 배제로 이어질 것입니다.
- 개발자들이 비트코인 프로토콜을 개발하기 위해 허가를 받아야 한다면, 중앙 개발자 위원회의 승인을 받은 프로토콜만 개발될 것입니다. 정부의 개입으로 인해 이는 필연적으로 개인정보 보호 프로토콜과 탈중앙화 개선하려는 모든 시도를 배제하게 될 것입니다.
어떤 수준에서든 비트코인 사용 자격과 사용 목적을 제한하려는 시도는 비트코인에 해를 끼치고 비트코인의 가치 제안과 더 이상 부합하지 않게 만들 것입니다.
Pieter Wuille은 Stack Exchange에서 블록체인과 일반 데이터베이스의 관계에 대한 질문에 답변했습니다. 그는 작업증명(Proof-of-Work)과 경제적 인센티브를 통해 허가 없는 접근이 가능하다고 설명했습니다. 그의 결론은 다음과 같습니다.
작업증명(PoW)과 같은 신뢰할 수 없는 합의 알고리즘은 다른 알고리즘이 제공할 수 없는 장점(즉, 어떤 참여자 그룹도 변경 사항을 검증할 수 없음)을 제공하지만, 비용이 매우 높고 경제적 가정이 복잡하여 자체 암호화폐를 정의하는 데에만 거의 적합합니다. 실제로 이러한 알고리즘이 사용된 사례는 극히 드물 것입니다.
—— 피터 윌레, 스택 익스체인지(2019)
그는 신뢰할 수 없는 참여를 실현하려면 시스템 자체에 화폐가 필요할 가능성이 높으며, 따라서 "거의 전적으로 암호화폐에만 사용이 제한될 것"이라고 설명했습니다. 이는 신뢰할 수 없는 참여, 즉 채굴 시스템에 내재된 경제적 인센티브가 필요하기 때문입니다.
1.4 탈중앙화 이해하기
비트코인의 놀라운 점 중 하나는 왜 누구의 통제도 받지 않는지 이해하기 어렵다는 것입니다. 비트코인에는 위원회나 경영진이 없습니다. 그레고리 맥스웰은 다른 포럼 게시물 에서 이를 영어에 비유하며 재치 있게 표현했습니다.
많은 사람들이 자율 시스템을 이해하는 데 오랜 시간을 허비하지만, 영어처럼 일상생활에서 당연하게 여기고 시스템으로 이해하지 못하는 것들도 있습니다. 그들은 자신이 생각하는 모든 "사물"에는 자신을 통제하는 권위가 있다고 가정하는 사고방식에 갇혀 있습니다.
비트코인에는 목적이 없습니다. 비트코인을 사용하는 많은 사람들은 자발적으로 그렇게 하며, 그 이유는 전적으로 그들의 사생활입니다. 권위라는 개념에 집착하는 사람들은 비트코인이 어떤 권력 기관에 의해 조종된다고 생각할 수도 있지만, 그러한 권력 기관은 존재하지 않습니다.
—그레고리 맥스웰, r/Bitcoin 서브레딧 (2022)
비트코인이 탈중앙화를 통해 생존할 수 있었던 능력은 자연계의 많은 종들이 발달시켜 온 놀라운 집단 지능과 유사합니다. 컴퓨터 과학자 라디카 나그팔은 TED 강연 에서 물고기 떼의 집단 행동과 과학자들이 로봇을 이용해 이를 모방하는 방법에 대해 이야기한 적이 있습니다.
그림 1. 물고기 떼에는 우두머리가 없다.
둘째로, 그리고 이것이 제가 가장 놀랍다고 생각하는 점인데, 우리는 물고기 떼에 리더가 없다는 것을 알고 있습니다. 오히려 이 놀라운 집단적 사고는 전적으로 물고기들 사이의 상호작용에서 비롯됩니다. 어느 정도는, 이웃한 물고기들 사이의 상호작용, 또는 더 정확히 말하면 그들의 배열 규칙이 그들의 집단 활동을 가능하게 하는 것입니다.
—라디카 나그팔, 지능형 기계가 물고기 떼에서 배울 수 있는 것 (2017)
그녀는 자연적이든 인공적이든 많은 시스템이 리더 없이도 작동할 수 있으며, 그러한 시스템은 강력하고 회복력이 뛰어나다고 지적합니다. 각 개체는 오직 인접한 개체와만 상호 작용하며, 이러한 방식으로 서로 결합하여 거대한 무언가를 형성합니다.
비트코인에 대한 이해도와 관계없이, 비트코인의 탈중앙화 특성 때문에 통제하기 어렵다는 것은 분명합니다. 비트코인은 존재하며, 당신이 할 수 있는 일은 아무것도 없습니다. 비트코인은 무시할 대상이 아니라, 배워볼 가치가 있는 대상입니다.
1.5 결론
우리는 풀노드 탈 탈중앙화 와 마이너 탈 탈중앙화 구분합니다. 마이너 탈 탈중앙화 는 검열 저항성을 확보하기 위한 도구인 반면, 풀노드 탈 탈중앙화 사용자들의 광범위한 지지 없이는 네트워크의 합의 규칙을 변경하기 어렵게 만듭니다.
비트코인의 탈중앙화 특성은 개발자, 사용자, 채굴자 모두에게 중립성을 보장합니다. 누구든 허가 없이 자유롭게 참여할 수 있습니다.
탈중앙화 시스템은 이해하기 어려울 수 있지만, 영어나 물고기 떼와 같은 개념을 통해 이해를 도울 수 있습니다.
