블록체인 3강, 4강

3강 비트코인 네트워크 기초 | 4강 비트코인 전자 화폐 거래 개념

제3강 비트코인 네트워크 기초

기존 금융 네트워크
- 중앙 기관(금융결제원)에 의해 구축되고 운영
- 클라이언트 - 서버(client-server) 네트워크
비트코인 네트워트
- 참여자들에 자발적으로 구축되고 운영되는 네트워크
- 인터넷 상에서 비트코인 참여자들의 컴퓨터를 연결하는 네트워크 구축 - P2P 네트워크
- 인터넷 상에서 비트코인 참여자들 간에 자율적으로 구축되고, 운영되는 네트워크를 통해 모든 비트코인 거래 정보 교환
- 누구나 비트코인 프로토콜을 구현한 소프트웨어를 설치한 컴퓨터를 사용하여 비트코인 네트워크의 하나의 구성 단위인 노드(node)로 참여가능
비트코인 P2P네트워크
- 비트코인 네트워크를 운영하는 별도의 운영 주체 없음
- 자발적인 참여를 유도하는 인센티브 활용(기여도가 높을수록 참여자에게 이익이 되는 구조)
- 채굴자(miner) : 자발적으로 블록을 생성하고, 생성한 블록을 배포, 연결하면 그 해당하는 코인은 채굴자에게 줌(인센티브)
- 기존에 네트워크에 연결되어 있는 하나 이상의 이웃 노드(neighbor node)들과 연결함으로써 비트코인 네트워크에 가입
- 8개 이상의 이웃노드와 항상 연결되도록 권고(일부 비정상 노드 존개 가능성 고려)
비트코인 네트워크의 전송
- 방송(broadcasting)형태의 전송
  - 기본적으로 모든 참여자에게 정보(거래, 블록) flooding
  - 목적지 IP주소 지정 불필요(지불 상대방을 식별하는 비트코인 주소 정보만 필요)
비트코인 네트워크의 익명성
- 네트워크 참여자는 기본적으로 익명성을 보장
- 암호학적으로 생성되는 비트코인 주소(공개키를 해시값으로 만든)사용 (신원 정보와 결합 과정이 없다)
비트코인 네트워크의 불완전성
- 비정상적인 참여자 존재 가능
  - 불안정하고 속도가 느린 부실하 컴퓨터 노드
  - 악의적 사용자에 운영되는 악성 컴퓨터 노드

제4강 비트코인 전자화폐 거래의 개념

비트코인 전자 화폐 거래의 목표
- P2P 거래
  - 비트코인 발행, 비트코인 이전 등 모든 가치의 교환은 거래(transaction)을 통해 이루어지고
  - 모든 거래는 당사자간에 P2P방식으로 직접 이루어짐
- 안전하고 투명한 거래
  - 전자 화폐 발행을 포함한 모든 지불거래 내역이 안전하고 공개된 원장(public ledger)인 블록체인에 기록
  - 블록체인을 검색함으로써 발행되고 지불된 모든 전자화폐에 대한 존재와 소유 증명 가능
비트코인 전자 화폐 발행
- 화폐 발행 주체
  - 채굴자 : 블록을 생성하여 블록체인에 체인으로 연결하는 참여자
  - 채굴자의 결정 : 채굴자들 중에서 채굴 역량(해시 파워)에 비례하는 확률로 임의의 채굴자가 자동으로 선정됨(작업 증명 알고리즘) - Proof of Work(PoW)
- 발행 방식
  - 비트코인 시스템이 채굴자의 주소로 블록 보상(12.5BTC)를 송신하는 지불거래(코인베이서 거래- Coinbase Transaction)를 자동으로 생성
  - 채굴자가 생성한 블록의 첫 지불 거래로 기록되어 블록 체인에 포스팅
  - 모든 블록의 첫번째 거래는 송신자는 없고, 수신자만 있음 : 첫번째 거래는 네트워크가 채굴자에게 12.5 BTC를 채굴자의 주소로 보내기 때문에
- 존재 확인
  - 공개 원장인 블록체인상의 지불 거래 검색
  - 비트코인 금액 : 비트코인 지불 거래에서 지불된 금액
  - 금액의 소유자 : 비트코인 지불거래에서 기록된 수신자 주소
  - 예, (12.5BTC, 채굴자 주소)
- 소유자 증명 방식
  - 지불 거래 생성시 비트코인 소유자 증명 방식 명시(프로그램 형태로 지불 거래 정보의 일부로 삽입)
    - 주소에 대해 공개키에 대응되는 개인키 서명을 증명 할 수 있는 사람이 해당 주소에 대한 비트코인의 주인
  - 예, “비트코인 수신자 주소에 대응되는 서명 제시를 요구하는 프로그램(잠금 스크립트 - locking script)”
- 소유자 증명
  - 사용하고자 하는 비트코인이 기록된 거래의 수신자 주소에 대응되는 서명 제시
  - 요구된 소유자 증명 프로그램에 대한 입력 형태의 간단한 프로그램으로 제시(해제 스크립트- unlocking script)

비트코인 전자 화폐 지불 거래

지불 거래

비트코인 소유자 이전
현재 소유자의 금액을 입력으로 다음 소유자와 소유금액을 출력하는 형식으로 지불 거래 구성
입력값과 출력값의 차이로 수수료 표시

거래 1 ( 코인베이스 거래 )
입력값 : 금액, 이전 거래 출력값에 대한 해시값(해시 포인트), 서명
출력값 : 거래금액(여러개의 출력값이 있을 수 있음), 서명

지불 거래의 성립
- (입력) 사용 대상 비트코인 지정 : 블록체인상에서 비트코인이 저장된 특정 지불 거래에 대한 해시 포인터
- (입력) 소유자 증명 : 지정된 거래로 지불된 비트코인의 수신자임을 증명
- (출력) 새로운 수신자 지정 : 지불될 비트코인의 금액, 새로운 소유자 주소와 소유자 증명 방식 지정
지불 거래의 일반적인 형식

블록체인상의 전자 화폐
- UTXO(Unspent Transction Output)
  - 지불거래(화폐 발행 포함)에 의해 송신된 후 사용되지 않은 화폐
  - 새로운 지불 거래에 의해 해시포인터(거래 ID)로 지정되지 않은 지불 거래의 수신자 주소에 기록된 비트코인
- STXO(Spent Transction Output)
  - 지불거래(발행 포함)에 의해 송신된 후 이미 사용된 화폐
  - 다음 지불 거래에 의해 해시포인터(거래 ID)로 지정된 지불 거래의 수신자 주소에 기록된 비트코인
- 비트코인의 발행 총액 == UTXO ?
  - 발행된 비트코인 총액 = 블록체인상의 UTXO의 총합
  - 내 지갑의 비트코인 총액
    - 내 지갑이 보유하고 있는 주소들에 대응되는 UTXO의 총합
비트코인 이중 지불 거래 방지
- 이중 지불(double speding)
  - 이미 사용된 비트코인(STXO)을 다시 사용하는 지불 거래
  - 지불한 비트코인의 복제본을 다시 사용하는 것과 동일
    - UTXO 전체 단위(지불 거래로 수신된 비트코인의 일부만 사용하는 것은 불가)

비트코인

3강 비트코인 네트워크 기초 | 4강 비트코인 전자 화폐 거래 개념

제3강 비트코인 네트워크 기초

기존 금융 네트워크

비트코인 네트워트

비트코인 P2P네트워크

비트코인 네트워크의 전송

비트코인 네트워크의 익명성

비트코인 네트워크의 불완전성

제4강 비트코인 전자화폐 거래의 개념

비트코인 전자 화폐 거래의 목표

비트코인 전자 화폐 발행

비트코인 전자 화폐 지불 거래

블록체인상의 전자 화폐

비트코인 이중 지불 거래 방지

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