성재의 블로그

영지식 증명 : Completeness

이제 영지식 증명의 수학적인 정의도 알아보고자 한다. 우선 첫번째 조건인 Completeness 완정성을 충족해야 한다. 완전성 Completeness진짜로 비밀 번호, 정답을 알고 있는 사람이라면, 검증을 항상 통과해야 한다는 뜻이다. 수식으로 적으면 아래와 같다. Pr[V(x,π)=1]≈1 V: 검증자x: 공개된 문제π: 증명V(x,π)=1 : 검증자가 “맞다”고 판단≈1 거의 항상 통과 수식 1. PrProbability, 즉 확률이다. 확률이 나오는 이유는 영지식 증명에는 랜덤성이 들어가는 경우가 많기 때문이야. 예를 들어 증명 과정에서 검증자가 무작위 질문을 던지거나 증명자가 무작위 값을 섞어서 증명을 요구할 수 있다. 2. VVerifier, 즉 검증자다. 검증자는 증명자가 제출한 증명..

영지식 증명: 알리바바 동굴

우연히 영지식 증명에 대해 접하게 되었다. 이게 너무 흥미로운 주제라 아주 자세하게 알아보고자 한다. 제대로 이해할 때 까진 계속해서 이 주제에 대해서만 작성할 것이다. 영지식 증명이란 정말정말 쉽게 한 문장으로 말하면, "본인의 정보를 공개하지 않고도 거래를 검증할 수 있는 기술"이다. 이게 무슨 뚱단지 같은 소리일까? 우선 그 전에, 영지식 증명을 가장 직관적으로 설명하는 알리바바 동굴에 대해 알아보겠다. 알리바바 동굴동굴을 들어가면 A,B 두 갈래로 길이 나뉜다.이 두 길은 안쪽에서 다시 연결이 되는데,그 전에 잠겨진 문을 먼저 해제해야 한다.이 문은 비밀번호를 알아야지만 통과할 수 있다. 이 동굴에는 비밀번호를 아는 사람(증명자) 과 검증하는 사람(검증자)가 2명이 있다. 증명자가 먼저 동굴로 들..

실제로 코인을 소유하는 걸까?암호화폐를 처음 이용할 때 거래소 계정을 만들어야 한다. 계정을 만들면 업비트나 빗썸 같은 거래소에서 코인을 구매하고 그대로 보관하는 경우가 많다. 거래소에 코인을 거래소에만 보관하는 것은 그다지 좋은 방법이 아닐 수 있다. 거래소에서 코인을 구매하면 우리가 실제로 코인을 소유하고 있는 걸까?기술적으로는 그렇지 않다. 블록체인 자산을 진짜로 갖고 있다고 할 수 있는 사람은 해당 지갑의 개인키(Private Key)를 가진 사람이다. 개인키는 쉽게 말해 블록체인에 기록된 내 자산에 접근하기 위한 열쇠다.문제는 거래소에 코인을 보관할 경우 이 개인키를 사용자가 직접 가지고 있지 않다는 점이다. 거래소가 대신 보관하고 관리한다.근대 만약 거래소가 사라진다면? 거래소가 해킹당하거나 ..

업비트나 빗썸 같은 거래소 앱을 켜면 “코인 스테이킹하고 연 X% 이자 받으세요”라는 문구를 볼 수 있다. 돈만 맡기면 이자가 나온다니 편리하긴 한데 문득 이런 생각이 들었다. "블록체인에서 검증인이 되려면 실제로 거래를 검사하고 투표를 해야 한다던데, 내가 스테이킹을 하면 그 검증 역할은 거래소가 대신 해주는 구조일까?" 결론부터 말하자면 100% 맞다. 일반 개인이 거래소에 코인을 맡기는 행위는 진짜 검증인이 되는 것이 아니라 검증인 역할을 수행하는 거래소 서버에 내 투표권(지분)을 위임하는 대행 구조다. 이 복잡한 과정이 어떻게 앱 화면 속 '이자'로 변환되는지 적어보고자 한다.1. 검증인(Validator)이 되기 위한 조건지분 증명(PoS) 블록체인에서 진짜 검증인이 되어 장부를 적고 보상을 받..

검증인은 컴퓨터 앞에서 거래를 하나씩 승인하는건가블록체인 지분증명(PoS) 방식에서 검증인이 거래를 검증하고 블록을 승인한다는 개념이 이해가 잘 되지 않았다. 그래서 검증인이 실제로 컴퓨터 앞에 앉아서 수많은 거래를 직접 확인하고 승인 버튼을 누르는 걸까? 하는 의문이 들었다. 결론부터 말하면 아니었다. 거래 검증은 사람이 아니라 자동화된 프로그램이 처리한다. 검증인 컴퓨터에는 합의 알고리즘이 포함된 노드 프로그램이 계속 실행되고 있다. 이 프로그램이 새로운 거래를 받으면 정해진 규칙에 따라 빠르게 검사한다. 상식적으로 생각해도 초당 수천 건 이상 발생하는 거래를 사람이 직접 처리하는 것은 불가능하다! 프로그램은 무엇을 검사하는가새로운 거래가 들어오면 검증인 노드는 다음 내용을 확인한다.디지털 서명 검..

혼자 채굴하지 않고 힘을 합치는 이유 비트코인과 같은 작업증명에서는 채굴자들이 복잡한 계산 문제를 풀어 새로운 블록을 생성한다. 문제를 가장 먼저 푼 채굴자는 블록 보상과 거래 수수료를 받을 수 있지만 개인이 혼자 경쟁해 보상을 얻기는 쉽지 않다. 전체 네트워크의 연산 능력이 매우 크기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 마이닝 풀(Mining Pool)이다.마이닝 풀마이닝 풀은 여러 채굴자가 자신의 컴퓨팅 연산 능력 즉 해시 파워를 하나로 모아 공동으로 채굴하는 집단이다. 쉽게 말하면 혼자서 복권을 한 장 사는 대신 여러 사람이 돈을 모아 복권을 많이 구매한 뒤 당첨금을 나누는 것과 비슷하다. 마이닝 풀이 블록 채굴에 성공하면 보상은 각 채굴자가 사용한 해시 파워와 작업 기여도에 따라 ..

문득 궁금한 점이 생겼다. 블록체인은 거래가 발생할 때마다 새로운 블록을 생성하고 이전 기록 위에 계속 데이터를 쌓아 나간다. 그래서 비트코인이 10분에 한번씩 블록을 생성한다고 하면 이를 전세계 모든 노드에 동기화해야 하는데, 그러면 늘어나는 저장 용량을 대체 어떻게 감당하는걸까? 싶었다. 그래서 이에 대한 내용을 찾아서 한번 정리해보려고 한다. 굉장히 작은 블록 용량 제한블록체인은 데이터가 폭발적으로 늘어나는 것을 구조적으로 막기 위해, 블록 1개의 크기를 최대 1MB ~ 4MB 수준으로 아주 작게 제한해 두었다. 이를 하루 기준으로 계산해 보면,10분에 1개씩, 하루에 약 144개의 블록이 생성된다.블록 1개당 크기를 평균 2MB라고 넉넉하게 잡아도, 하루에 늘어나는 데이터는 고작 288MB 정도다..

블록체인 채굴에 대해 공부하다 해시 파워(Hash Power) 라는 단어를 보게 되어 궁금증이 생겼다. 특히 비트코인 같은 작업 증명, 즉 PoW(Proof of Work) 방식의 블록체인에서 매우 중요한 개념이다.해시 파워란해시 파워란 쉽게 말해, 채굴 장비가 일정 시간 동안 얼마나 많은 해시 계산을 수행할 수 있는지를 나타내는 능력이다. 여기서 해시 계산이란 블록체인 네트워크가 요구하는 조건을 만족하는 값을 찾기 위해 수많은 숫자를 반복해서 대입하고 계산하는 과정을 말한다. 비트코인 채굴자는 새로운 블록을 만들기 위해 특정 조건을 만족하는 해시값을 찾아야 한다. 이때 더 많은 계산을 빠르게 할 수 있는 채굴자일수록 정답을 찾을 가능성이 높아진다.즉, 해시 파워가 높다는 것은 채굴 경쟁에서 더 많은 시..

PBFT란? PBFT는 처음부터 하나의 결과에 충분히 합의한 뒤 다음 단계로 넘어가는 방식이다. 쉽게 말해 "일단 블록 만들고 나중에 고르자"가 아닌, "충분히 합의가 되지 않았다면 다음 단계로 넘어가지 않는다" 이다. 그래서 Safety를 우선시하는 방식이다. PBFT의 약자는 Practical Byzantine Fault Tolerance로 번역하면 "실용적 비잔틴 장애 허용"이다. 여기서 비잔틴 이란 뭘까? 우선 비잔틴 노드에 대해 알고 있어야 한다.비잔틴 노드분산 네트워크 환경에서 오작동이나 악의적인 행위 수행하는 노드(컴퓨터/서버)를 의미한다. 단순 전원이 꺼지거나 네트워크 단절 같은 오작동이 아닌, 시스템 자체를 교란하기 위해 적극적으로 거짓 정보를 유포하거나 위조된 메시지를 전송하는 행위까..

비트코인과 피어코인은 왜 포크를 허용할까?지난 글에서는 Safety와 Liveness에 대해 정리했다. Safety는 정상적인 노드들이 서로 같은 결과를 바라보는 성질이다. 반대로 Liveness는 시스템이 멈추지 않고 계속 다음 단계로 진행되는 성질이다. 블록체인에서는 새로운 블록이 계속 만들어져야 하고 사용자의 거래도 결국 처리되어야 한다. 문제는 비동기 네트워크 환경에서는 Safety와 Liveness를 동시에 완벽하게 만족시키기 어렵다는 점이다. 래서 어떤 합의 알고리즘은 Safety를 더 중요하게 보고, 어떤 합의 알고리즘은 Liveness를 더 중요하게 본다. 이번 글에서는 그중에서 Liveness를 우선시하는 방식에 가까운 비트코인의 나카모토 컨센서스와 피어코인의 체인 기반 지분증명을 정리해..