이더리움의 창시자, 그가 생각하는 탈중앙과 크립토의 미래 (Vitalik Buterin 비탈릭 부테린 founder of Ethereum)

• 한글 번역본
  • https://www.youtube.com/watch?v=bx497rxQlps

• 원본
  • https://www.youtube.com/watch?v=WSN5BaCzsbo

요약

왜 비트코인이 지향하는 탈 중앙화를 이루려면 , 컴퓨터 공학적으로는 이중 지불 문제를 해결하기 어려운가?

비트코인과 같은 디지털 화폐 시스템에서 탈 중앙화를 지향하는 것은 중앙 권위나 제3자 없이도 거래를 안전하게 진행할 수 있도록 하기 위함입니다. 그러나 이 과정에서 컴퓨터 공학적으로 "이중 지불 문제"를 해결하는 것은 큰 도전 과제입니다.

이중 지불 문제란?

이중 지불 문제는 디지털 화폐를 사용할 때 한 번 사용된 화폐를 다시 사용하려는 시도를 말합니다. 실제 현금과 달리 디지털 화폐는 파일 형태로 존재하므로, 같은 화폐를 복사하여 여러 번 사용할 수 있는 가능성이 있습니다. 이를 방지하기 위해서는 모든 거래 기록을 안전하게 저장하고 검증할 수 있는 시스템이 필요합니다.

왜 이중 지불 문제가 컴퓨터 공학적으로 어려운가?

1. 분산된 네트워크: 비트코인과 같은 탈 중앙화된 시스템에서는 중앙 서버가 없어 모든 거래 기록을 네트워크 참여자 모두가 공유합니다. 네트워크의 모든 참여자가 거래 기록의 정확성에 동의해야 하므로, 새로운 거래가 정당한지 검증하는 과정이 복잡해집니다.
2. 신뢰성 문제: 중앙 권위가 없는 상황에서 모든 참여자가 거래 기록에 대해 합의를 이루어야 하지만, 참여자 간에 신뢰를 구축하는 것이 쉽지 않습니다. 거래 기록의 진위를 판단하고, 모든 참여자가 이에 동의하게 만드는 메커니즘이 필요합니다.
3. 비동기적 네트워크: 인터넷과 같은 분산된 네트워크에서는 정보가 동시에 모든 참여자에게 도달하지 않습니다. 이로 인해 거래 기록의 순서에 대한 합의를 이루는 것이 어렵고, 이중 지불 문제를 해결하기 위한 추가적인 조치가 필요합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 비트코인은 블록체인 기술과 합의 알고리즘(예: 작업 증명 PoW)을 사용합니다.(공개된 합의!!)  블록체인은 모든 거래 기록을 연결된 블록 형태로 저장하여 누구나 거래 기록을 검증할 수 있게 하며, 작업 증명과 같은 합의 알고리즘은 네트워크 참여자들이 거래 기록에 대해 신뢰를 형성하고 합의를 이룰 수 있는 방법을 제공합니다. 이러한 기술적 해결책을 통해 이중 지불 문제를 해결하고, 탈 중앙화된 신뢰할 수 있는 거래 시스템을 구축할 수 있습니다.

배경 및 이더리움 소개:

• 비탈릭 부테린은 19세에 이더리움을 창시했습니다. 그는 비트코인 및 기타 암호화폐의 한계를 보고 더 다양한 기능을 수행할 수 있는 블록체인을 만들고자 했습니다. 이더리움은 블록체인에서 실행되는 분산 애플리케이션(DApps)을 지원하는 플랫폼으로 구상되었으며, 자동화되고 안전하며 신뢰할 수 없는 작업을 위해 스마트 계약을 활용합니다.

이더리움의 핵심 개념:

• 이더리움은 비트코인이 제공하는 기능을 확장한 고급 블록체인 플랫폼으로 설명됩니다.
• 코드에 직접 작성된 조건으로 자체 실행 계약인 스마트 계약의 개념을 도입합니다. 이 혁신은 암호화폐를 넘어 분산 금융(DeFi), 공급망 관리, 디지털 신원 확인과 같은 광범위한 애플리케이션을 지원할 수 있도록 이더리움을 가능하게 합니다.
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스마트 계약의 작동 방식 예시:

1. 계약 생성: 스마트 계약은 프로그래밍 언어로 작성되며, 이더리움 블록체인에 배포됩니다. 이 계약은 미리 정의된 규칙(조건)을 코드로 포함하고 있습니다.
2. 조건의 충족: 스마트 계약은 블록체인 상에서 자동으로 실행됩니다. 계약 조건이 충족되면 (예: 특정 날짜가 되었을 때, 또는 특정 금액이 지불되었을 때) 계약에 코딩된 대로 자동으로 작업이 실행됩니다.
3. 자동 실행: 계약 조건이 충족되면, 스마트 계약은 자동으로 해당 작업을 실행합니다. 예를 들어, 상품 판매 계약에서 구매자가 약속된 금액을 지불하면, 스마트 계약은 자동으로 소유권을 구매자에게 이전하고 판매자에게 지불을 처리합니다.

스마트 계약의 장점:

• 투명성: 계약 조건이 블록체인에 공개적으로 기록되므로, 모든 관련 당사자가 계약 내용을 검토하고 검증할 수 있습니다.
• 보안: 스마트 계약은 분산된 블록체인 네트워크에 저장되므로, 해킹이나 조작이 매우 어렵습니다.
• 효율성: 중개자가 없으므로 거래 처리 시간과 비용이 절감됩니다.
• 자동화: 계약 조건이 충족되면 계약이 자동으로 실행되므로, 수동으로 작업을 처리할 필요가 없습니다.

 

실생활에서의 스마트 계약 활용 사례:

• 부동산 거래: 부동산 구매 계약에 스마트 계약을 사용하여, 구매자의 지불이 확인되는 즉시 자동으로 소유권 이전을 처리할 수 있습니다.
• 공급망 관리: 상품이 특정 위치에 도달하면 자동으로 지불이 이루어지도록 설정하여 공급망 효율성을 높일 수 있습니다.
• 디지털 아이덴티티: 사용자가 특정 조건을 충족할 때만 개인 정보에 접근할 수 있도록 하는 디지털 신원 인증 시스템에 활용될 수 있습니다.

이더리움의 응용 프로그램 및 잠재력:

• 디지털 통화를 넘어서, 이더리움은 분산화와 공유 메모리 또는 데이터가 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:
  • 스마트 계약: 중개인 없이 계약을 자동화하고 이행하여 사기 위험 또는 제3자 실패를 줄입니다.
  • DAO (분산 자율 조직): 중앙 집중식 제어 없이 운영되는 엔티티로, 스마트 계약 및 조직 규칙이 블록체인에 코딩된 대로 관리됩니다.
  • 분산 금융 (DeFi): 전통적인 금융 기관 없이 대출, 대여 및 거래와 같은 금융 서비스입니다.
  • 신원 및 DNS 시스템: 개인 데이터에 대한 프라이버시와 제어를 향상시키는 안전하고 분산된 방식으로 디지털 신원과 도메인 이름을 관리합니다.

확장성 문제 및 혁신:

• 이더리움이 직면한 주요 문제 중 하나는 확장성입니다. 비탈릭은 현재 거래 처리 용량의 한계와 Plasma, 샤딩, 상태 채널과 같은 솔루션을 개발하기 위한 지속적인 노력에 대해 논의합니다. 이 솔루션은 분산화나 보안을 희생하지 않으면서 이더리움의 거래 및 애플리케이션 용량을 늘리려고 합니다.

철학 및 미래 방향:

• 이더리움의 개발 철학은 핵심 프로토콜의 단순성과 보안을 강조하여 너무 많은 특정 기능을 추가하는 복잡성을 피합니다. 이 접근 방식은 개발자들이 기본 계층의 기능에 구애받지 않고 다양한 애플리케이션과 솔루션을 구축할 수 있도록 유연성과 혁신을 허용합니다.

전통적인 권력 구조에 대한 영향:

• 논의는 이더리움이 전통적인 권력 구조를 어떻게 방해할 수 있는지와 다양한 부문에서의 반응에 대해 다룹니다. 일부 엔티티 내부의 사람들은 변화에 저항하는 반면, 다른 이들은 블록체인 기술의 가치와 혁신 잠재력을 보고 있습니다.

결론:

• 이더리움은 블록체인 기술에서 중요한 발전을 나타내며, 분산된 애플리케이션의 광범위한 범위를 지원하기 위한 유연하고 강력한 플랫폼을 제공합니다. 확장성과 같은 문제에 직면해 있음에도 불구하고, 이더리움 생태계 내의 지속적인 개발과 혁신은 이러한 문제를 해결하고 더 넓은 채택과 새로운 사용 사례를 위한 길을 닦고자 합니다. 이더리움의 영향은 기술을 넘어 기존의 거버넌스 모델과 경제 시스템에 도전하며, 더 분산되고 공평한 디지털 미래를 향한 잠재력을 강조합니다.

예시 추가:

• 스마트 계약을 이용한 자동 보험 청구: 이더리움을 활용해, 사용자가 자동차 사고 발생 시 스마트 계약이 자동으로 보험금을 청구하고 지급하는 시스템을 구현할 수 있습니다. 이는 보험 청구 과정을 간소화하고 처리 속도를 높여줍니다.
• DAO를 통한 분산 자금 관리: 투자 클럽이나 자선 단체가 DAO를 구성하여 구성원들의 투표를 통해 자금의 사용처를 결정하고, 스마트 계약을 통해 자금을 자동으로 할당하고 관리할 수 있습니다. 이는 투명성을 높이고 운영 비용을 줄입니다.

 

양자 컴퓨터가 개발되면 블록체인 다 풀수있는거 아닌가 ?

양자 컴퓨터의 발전은 블록체인 기술, 특히 암호화 방법에 중대한 영향을 줄 수 있습니다. 현재 블록체인의 보안은 대부분 고전적 컴퓨터로는 풀기 어려운 수학적 문제에 기반을 두고 있습니다. 예를 들어, 비트코인과 이더리움 같은 많은 암호화폐는 공개 키 암호화와 해시 함수를 사용하여 거래의 안전성을 보장합니다. 이러한 암호화 방식은 현재의 컴퓨터 기술로는 실용적인 시간 내에 해결하기 어렵기 때문에 안전하다고 간주됩니다.

그러나 양자 컴퓨터는 매우 강력한 계산 능력을 가지고 있으며, 특히 양자 컴퓨터에 적합한 알고리즘을 사용할 경우 현재의 암호화 방식을 무력화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 쇼어(Shor) 알고리즘은 양자 컴퓨터를 사용하여 큰 수의 소인수분해를 실질적으로 더 빠르게 해결할 수 있게 해줍니다. 이는 RSA 암호화와 같은 공개 키 암호화 방식의 보안을 위협할 수 있습니다.

또한, 그로버(Grover) 알고리즘은 해시 함수를 사용한 검색 문제를 더 효율적으로 해결할 수 있게 해주어, 블록체인의 또 다른 중요한 보안 메커니즘을 위협할 수 있습니다.

하지만, 양자 컴퓨터가 이러한 암호를 실제로 해독할 수 있는 단계에 이르렀을 때, 블록체인 기술도 이에 대응하여 발전할 것으로 예상됩니다. 이미 양자 컴퓨터에 대비한 양자 내성 암호화(Quantum-Resistant Cryptography) 방법들이 연구되고 있습니다. 이러한 방법들은 양자 컴퓨터의 공격에도 안전하도록 설계되었으며, 블록체인 기술에도 적용될 수 있습니다.

양자 내성 암호화(Quantum-Resistant Cryptography) 또는 양자 안전 암호화(Quantum-Safe Cryptography)는 양자 컴퓨터의 고급 계산 능력에도 불구하고 안전을 유지할 수 있는 암호화 방법입니다. 현재 널리 사용되는 공개키 암호화 방식(예: RSA, ECC)은 큰 수의 소인수분해 문제나 타원 곡선 위의 로그 문제와 같은 수학적 문제의 어려움에 기반을 두고 있으며, 이러한 문제들은 고전 컴퓨터로는 풀기 어렵지만, 양자 컴퓨터를 사용하면 효율적으로 해결할 수 있습니다. 따라서, 양자 컴퓨터가 실용화되면 현재의 암호화 방식은 더 이상 안전하지 않을 수 있습니다.

양자 내성 암호화는 이러한 양자 컴퓨터의 위협에 대응하기 위해 고안되었습니다. 이러한 암호화 방식은 양자 컴퓨터가 해결하기 어려운 수학적 문제에 기반을 두고 있거나, 양자 컴퓨터의 계산 능력을 넘어서는 복잡성을 가지고 있습니다. 양자 내성 암호화 방식에는 다음과 같은 방법들이 있습니다:

1. 격자 기반 암호화(Lattice-based Cryptography): 고차원 격자 위의 문제들을 활용하여 구성되며, 이러한 문제들은 양자 컴퓨터로도 풀기 어렵다고 여겨집니다. 격자 기반 암호화는 효율적이면서도 강력한 보안을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
2. 해시 기반 암호화(Hash-based Cryptography): 해시 함수의 단방향 특성을 활용하여 메시지의 무결성을 보장하는 디지털 서명 알고리즘입니다. 해시 기반 암호화는 양자 컴퓨터에 의한 공격에 대해 내성을 가지고 있습니다.
3. 코드 기반 암호화(Code-based Cryptography): 오류 정정 코드의 복잡성에 기반한 암호화 방식으로, 특정 종류의 오류 정정 코드를 해독하는 것은 양자 컴퓨터로도 어려운 작업입니다.
4. 멀티바리어트 다항식 암호화(Multivariate Polynomial Cryptography): 여러 변수를 가진 다항식의 방정식 시스템을 해결하는 것에 기반한 암호화 방식으로, 이는 양자 컴퓨터에 대해서도 어려운 문제로 남아 있습니다.

이와 같은 양자 내성 암호화 방식들은 현재 연구 및 개발 단계에 있으며, 앞으로 양자 컴퓨터의 발전에 따라 중요성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 양자 컴퓨터가 등장하더라도 이러한 양자 내성 암호화 방식을 통해 데이터의 안전성을 유지하고 보호할 수 있을 것입니다.