2008년 글로벌 금융위기는 전 세계 경제 시스템에 대한 근본적인 의문을 던졌습니다. 월가의 탐욕과 정부의 구제금융은 기존 금융 시스템에 대한 불신을 키웠고, 이러한 배경 속에서 비트코인이라는 혁명적인 개념이 등장했습니다. 사토시 나카모토가 제시한 비트코인은 단순한 디지털 화폐가 아니라, 중앙집중화된 권력 없이도 신뢰할 수 있는 거래 시스템을 구현하려는 철학적 시도였습니다. 이 글에서는 비트코인의 탄생 배경부터 블록체인 기술의 핵심 원리, 그리고 암호화폐 생태계의 작동 방식까지 상세히 살펴보겠습니다.
2008년 금융위기와 비트코인의 탄생 배경
2008년 10월, 전 세계를 공포에 떨게 한 글로벌 금융위기가 찾아왔습니다. 수많은 사람들이 일자리를 잃고 주가와 부동산 폭락 등 자산 폭락으로 인해 극심한 경제난을 겪게 되었습니다. 그런 반면 월가를 중심으로는 정부에 의해 구제금융으로 지원받은 돈으로 보너스 잔치를 하게 되고, 이러한 모순은 세상에 널리 알려졌습니다. 이를 기반으로 많은 사람들은 기관에 의해 움직이는 자본에 대한 불신과 함께 금융위기를 초래한 월가를 향한 분노로까지 이어져 '월스트리트를 점령하라'는 운동이 시작되었습니다.
바로 같은 해 10월 31일, 아직도 정체가 밝혀지지 않은 사토시 나카모토라는 인물이 등장합니다. 사토시 나카모토는 9장짜리 논문을 다운받을 수 있는 주소를 포함한 이메일을 암호학 전문가를 포함한 수백 명에게 보냈습니다. 이 논문이 바로 암호화폐의 시작인 '비트코인: 개인 대 개인 전자 화폐 시스템'인 것입니다. 논문은 이렇게 시작됩니다. "온전한 개인 대 개인 전자 화폐는 금융기관을 거치지 않고도 온라인 결제로 한쪽에서 다른 한쪽으로 직접 전달되는 온라인 결제를 실현한다." 첫 문장에서 볼 수 있듯이 기존의 통화 시스템을 부정하며 새로운 개념의 화폐를 설명하고 있습니다.
기존의 통화 시스템은 이중지불을 막기 위해 거래 시 신뢰할 수 있는 제3자인 금융기관을 통해서 거래를 하고 있습니다. 즉 비트코인은 신뢰할 수 있는 제3자가 없더라도 컴퓨터와 인터넷만 있다면 P2P 네트워크를 활용하여 이중지불 문제를 해결할 수 있는 새로운 개념의 화폐인 것입니다. 이는 은행과 정부의 통제에서 벗어나 분산형 화폐로, 개인 간 직접 거래를 가능하게 하려는 목적으로 만들어진 혁명적 발상이었습니다. 몇 달이 지나 2009년 1월, 사토시 나카모토는 50비트의 보상과 함께 최초의 블록을 발행했습니다. 이는 '제네시스 블록'이라고 명명되고 있으며, 이것이 바로 간략한 비트코인 탄생 배경입니다.
블록체인 기술의 핵심 원리와 작업증명
블록체인과 비트코인의 관계를 이해하는 것은 암호화폐 생태계를 파악하는 핵심입니다. 블록체인은 거래 기록을 여러 참여자가 함께 검증 및 저장하는 분산 원장 기술이며, 비트코인은 이러한 블록체인 기술을 최초로 실사용한 디지털 화폐입니다. 블록체인에서는 거래 내역이 적힌 장부 한 장을 '블록'이라고 부릅니다. 현장의 장부와 동일하게 하나의 블록에 여러 개의 거래내역이 담겨 있는 구조입니다. 이 블록들이 암호화되어 시간의 순서대로 연결되어 있는 것을 바로 블록체인이라고 부릅니다.
신뢰할 수 있는 제3자에 의존하지 않기 위해서는 어떤 방법이 있을까요? 쉽게 생각해보면 한 장의 장부를 복사해서 모든 사람들이 가지고 있는 것입니다. 그리고 장부에 어떤 거래내역을 기록하기 위해서는 이 장부를 가지고 있는 모두에게 관련 내용을 전달하고, 모든 사람들은 전달받은 이 거래내역을 장부에 작성하면 되는 것입니다. 하지만 여기서 문제가 발생합니다. 모르는 누군가에게 직접 전해 들은 정보를 정말 신뢰할 수 있을까요? 만약 모두에게 정보를 제공할 때 모두 다른 정보를 제공했다면, 어느 장부의 실제 거래와 동일한 거래내역이 기입된 장부인지 판단할 수 없습니다.
여기서 바로 누군가의 정보를 모두가 믿을 수 있도록 하는 블록체인 핵심기술인 합의 알고리즘 중 하나인 '작업증명'에 대해 설명해야 합니다. 비트코인 논문에서는 작업증명이라는 합의 알고리즘을 통해 제3자 없이도 신뢰할 수 있는 거래가 가능하다고 소개하고 있습니다. 작업증명이란 말 그대로 작업을 통해서 증명하는 것입니다. 블록을 연결하기 위해서 우리는 무엇을 해야 할까요? 종이로 된 장부 여러 장을 하나로 만들기 위해서는 클립으로 고정을 한다든가 파일철에 넣어 하나의 장부를 쉽게 만들 수 있습니다. 하지만 블록체인의 경우는 블록을 연결하기 위해서 블록마다 일종의 수학 문제와 같은 암호를 풀어내야 하는데, 바로 이 암호를 푸는 과정을 작업증명이라고 하는 것입니다.
암호화폐 채굴과 비트코인 반감기의 메커니즘
하나의 블록을 자세히 살펴보면 블록은 정보를 가지고 있는 헤더와 블록의 내용을 가지고 있는 바디로 구성되어 있습니다. 여기서 헤더는 장부의 페이지 번호와 같고, 블록의 내용은 장부의 거래내역과 같습니다. 간단하게 재구성하면 하나의 블록은 크게 나누어 이전 블록의 해시값, 거래내역, 그리고 가장 중요한 임시값으로 표현할 수 있습니다. 고정되어 있는 이전 블록의 해시값과 거래내역을 모두 포함하여 이 임시값을 변경해 가며 암호화 기술의 일종인 해시 함수를 통해 프로그램화되어 블록에 저장되어 있는 목표값보다 작거나 같은 결과값을 찾아내는 것을 작업증명이라고 하는 것입니다.
암호화 기술의 일종인 해시 함수의 결과값은 연속된 64개의 16진수로 구성되어 있습니다. 임시값을 변경해 가며 결국 목표값보다 작은 값을 찾기 위해서는 연속된 64개의 숫자 중 앞자리가 0으로 연속된 결과값을 찾아내는 것입니다. 16진수는 조금 더 많은 숫자의 표현을 위해 0부터 15까지의 10진수를 0부터 알파벳 F까지 표현하는 10진수의 확장된 숫자 개념입니다. SHA-256의 경우 글자 1개만 변경되어도 결과값이 완전히 다른 결과로 나오는 특성이 있기 때문에, 임의의 값을 넣어 역으로 얻어낸 결과값을 추정해서 결과값을 찾는 것은 아예 불가능합니다. 즉 연속된 0이 포함된 특정 결과값을 찾기 위해서는 임시값을 하나씩 변경해 가면서 찾을 수밖에 없습니다.
이렇게 구해진 결과값은 다음 블록의 이전 해시값에 기록되어, 결과적으로 모든 블록이 하나로 연결되어 있는 구조가 됩니다. 이것을 바로 블록체인이라고 부르는 것입니다. 만약 악의적으로 거래내역을 위조하려 한다면 이전 블록의 해시값을 가지고 있는 블록체인 구조상 연결되어 있는 모든 블록의 암호를 새로 찾아내야 합니다. 이것이 불가능한 이유는 위조된 거래내역을 유효한 값으로 인정받으려면 최고에 참여한 다른 참가자들보다 더 빠르게 암호를 찾고 블록을 기존의 블록보다 더 빠르고 길게 연결해야 하기 때문입니다. 비트코인은 더 긴 쪽의 블록체인을 유효한 것으로 인정하기 때문입니다.
그렇다면 도대체 누가 왜 이 어려운 암호를 풀기 위해 작업증명을 하며 블록을 연결시켜 블록체인을 유지하는 걸까요? 사토시 나카모토는 블록체인을 유지하기 위해 바로 작업증명을 한 참여자, 다시 말해 암호를 푼 참여자에게 보상을 하도록 프로그래밍했습니다.
보상을 통해 블록을 연결하려는 참여자에게 동기부여를 제공함에 따라 블록체인 네트워크에 연결된 모두가 단순 거래 내용만 기록하고 확인하는 것이 아니라 직접 블록을 생성하고 연결하여 블록체인을 유지하는 것입니다. 이때 나오는 보상이 바로 우리가 알고 있는 최초의 암호화폐인 비트코인입니다. 즉 암호를 찾아내는 참여자가 보상으로 비트코인을 받기 때문에 이를 암호화폐라고 부르는 것입니다. 이는 마치 광부가 금을 캐는 모습과 비슷하다고 하여 채굴 또는 마이닝한다고 표현하기도 하며, 채굴을 하는 사람을 채굴자라고 부릅니다.
블록체인 네트워크에 연결된 모두는 동일한 거래내역을 접수하고, 이를 모아 블록을 만들어 이전 블록과 연결하기 위한 특정 해시값, 즉 암호를 찾아내는 작업증명을 합니다. 이 과정에서 올바른 해시값을 먼저 찾은 참여자는 다른 참여자들에게 이 값을 알리고, 다음 블록의 연결을 위해 참여자들은 새로운 작업증명을 합니다. 이 과정을 무한으로 반복하며 블록체인 네트워크는 자율적인 참여에 의해 멈추지 않고 돌아가는 것입니다. 비트코인은 총 2,100만 개까지 발행될 수 있도록 프로그래밍되어 있으며, 4년마다 반감기를 통해 채굴량이 줄어들게 됩니다. 2009년부터 발행된 비트코인은 최초에 1블록당 50개의 보상이 주어졌으며, 2022년 현재는 6.25개로 보상이 줄어들었습니다. 2024년에는 또 한 번의 반감기가 올 예정입니다. 사토시 나카모토는 블록이 10분마다 생성되기를 원했기에 블록의 생성 시간에 따라 목표값이 변경되도록 프로그래밍하여 암호를 푸는 난이도를 조절했으며, 이에 따라 비트코인의 채굴은 2140년에 종료될 예정입니다.
비트코인 탄생 배경을 살펴보면 단순히 새로운 화폐의 등장이 아니라 기존 금융 시스템에 대한 근본적인 도전이었음을 알 수 있습니다. 블록체인 기술은 중앙집중식 권력 없이도 신뢰를 구축할 수 있는 혁신적인 방법을 제시해주었습니다.