(Fintech #5-6) 신 Blockchain

신 Blockchain

 

 

Web3의 Reality(2) - 철저질의응답 Mini

 

 

 

• 금융 Token은 "Financial Token"의 번역어로 사용하고 있습니다.
  • 요즘의 [Token]은 정말 다양한 의미를 가지고 있지만, 그중에서도 Finance계 Token(대체 화폐)이라는 의미
  • [문제는 반드시 있다] [겉으로 보기에 어떻게 보이든, 그것은 항상 사람의 문제이다]
    - G.M. 와인버그
    (↑ 이것은 진리라고 치고) (와인버그는 별로 Web3와는 관련이 없는데도 꺼내서 죄송합니다.)
  • 만약 사람이 제대로 구동할 수 있다면 어떤 문제도 해결할 수 있다고 생각한다면,
    Token은 사람을 구동하기 때문에, 그래서 해결할 수 있다고 생각하는 사람들이 있다는 뜻이겠죠

 

 

 

• Monetize라고 할까 . . . (어떤 의미에서는 Monetize 그 자체라고 할 수 있습니다만)
  
  • 돈은 찍어내면 된다는 발상이군요.
  • 공급이 수요에 반응하지 않게 만들어서 수요를 유발하면, 인쇄한 돈의 가격이 올라갑니다.
  • 모두가 Web3 Web3라고 떠들면 수요가 유발됩니다.
  • 그래서 소란을 피우지 않는 것이 중요하죠.
  • 창업이 크게 줄었다면, 건전화가 진행되고 있는 것이겠죠.

 

• Web3.0 이라는 것은 어느 것의 이야기입니까?
  • Wood/Dixon의 Web3.0(Web3)이라면, 뭐든지 Blockchain 상의 Token에 되면 좋은 것으로,
    중앙집권이 어떤지는 애초에 관계 없는지는
  • Berners-Lee의 Web 3.0과 NFT Game은 무론, 무관계이겠죠
    • 권한은 End(끝자락)이 가져야한다 라고 생각하고 있을 것
  • 권한이 중앙에 있는지, End에 있는지는, 조직화를 생각하는 위에서도 재밌으므로, 
    이후에는 그 점에서도 주목해봐주세요

 

 

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• 많은 사람들이 유언장을 Digital로 만들면 좋겠다고 생각합니다.
  • 자필(서명) 대신 [Digital 서명]을 사용하면, 증인에 의존하지 않고도,
    진짜인지 확인할 수 있지 않을까 라고 생각합니다.
• 하지만, 유언장은 기존의 사고방식으로는 Digital화할 수 없는 대표적인 사례 중 하나입니다.
  
  • Digital 서명은 비밀키를 통해 이루어집니다.
  • 비밀키는 그 이름에서 알 수 있듯이, 비밀로 해야 하는 것으로,
    서명을 하는 사람이 비밀키를 숨겨 가지고 있다는 것이 Digital 서명의 대전제
    
    • [개인키의 유출], [서명 Algorithm의 손상], [공개키 인증서의 유효기간 만료]가 Digital 서명의 3대 RISK
  • 하지만 유언장이 실제로 사용되는 것은, 서명한 본인이 사망한 후인데,
  • 비밀키를 비밀로 하고 있는 본인이 없다면, 혹시라도 비밀키에 Access할 수 있는 상속인 중
    누군가가 부정행위를 했을지도 모르기 때문에 변조나 조작이 의심될 수밖에 없습니다.
    
    • Time Stamp 등은 쉽게 다시 쓰거나 위조할 수 있습니다.
    • 설령 Digital 시대의 공증인이 유언장을 맡아준다고 해도, 상속인과의 공모 가능성도 의심해야 합니다.

예를들어, 유언서에 대해서 (1)

 

 

 

 

• 요구 사항을 정리해 보겠습니다.
  
  • ↓ 아래의 각 요건이 충족되는 것을 본인이나 상속인이 증명할 수 있어야 합니다.
• (1) 유언장을 작성하거나 갱신하는 것이 본인임을 본인의 힘으로만 증명할 수 있어야 한다.
  
  • 자기주권성
• (2) 본인이 원하면 반드시 유언장은 작성되거나 갱신된다.(방해나 사고에 관계없이)
  
  • 검열 저항성, 내장애성
• (3) 유언장 내용의 기록은 번복되지 않는다.(말소하거나 과거로 거슬러 올라가서 조작할 수도 없다)
  
  • 변조 저항성
• Blockchain은 위와 같은 요구사항을 충족하는 것으로 설계되었습니다.
  
  • 유언장을 위해? 그런 이야기는 들어본 적이 없는데?
  • [유언장 작성·갱신]을 [Bitcoin 송금]으로 바꿔보세요.

예를들어, 유언서에 대해서 (2)

 

• Blockchain은 [신문]을 대신한다 (by Satoshi Nakamoto)
  
  • Satoshi 자신은 "분산형 Time Stamp Server"라고 불렀습니다.
• 개념을 표현하는 좋은 단어는 아니다 (Catchy하지만 인상 조작적)
  
  • Block (block; 덩어리, 방어)의 ← 실제로는 [Data의 집합]
  • Chain (chain; 사슬)에 의해 ← 실제로는 [Backward List]
    구현되는 무언가
  • 예를 들어 우리는 지금, TV를 '브라운관'이라고 부르지 않는다.
• 그렇다면, 그 개념은 무엇일까?

Blockchain을 이해하다

 

• 지금 Bitcoin이나 Blockchain을 설명하는 것은 [YouTuber가 되고 싶은 사람에게 진공관을 설명하는 것]과 비슷합니다.

기술의 이름	Television	Ledger(장부)
정말 하고 싶은 것	멀리서 영상을 보내는 것	기록의 진정성을 증명하는 것 (자신의 돈을 자유롭게 쓰기 위해서) (임상시험결과 및 카르테에서도 중요!)
최초의 요소기술	브라운관(진공관)	Blockchain
최초의 Business Model	Television	Bitcoin(암호자산의 Cost로 지키다)
진화형	YouTube, Zoom, etc.	???

• YouTube나 Zoom이 [멀리 영상을 보내는 것]을 민주화시킨 것처럼,
• 앞으로 만들어질 기술로 [기록의 진실성 증명](넓은 의미에서 검열할 수 없는)을 민주화하는 것이 중요

지금부터 Bitcoin의 설명을 하지만...

 

 

• Bitcoin의 [질문]
  • [내가 가지고 있는 돈을 언제든 원하는 대로 송금하는 것을 누구에게도 막히지 않게] 하려면?
    
    • Online Payment에서는 [결제 = 송금]
    • (중략) 은행 Money에 대한 불신
• Bitcoin의 [답]
  
  • 특정 Service 제공자가 있는 것처럼 할 수 없다
    ⇒ Digital Coin을 P2P로 주고받는다
    
    • Coin을 보낸 것을 부정당하면?
      ⇒ Digital 서명을 이용한다 (검증 가능성과 내용의 부인 불가능성 담보)

Bitcoin의 [질문]과 [답] (1)

 

 

 

• Digital 서명만으로는 해결할 수 없는 문제가 있다
  
  • 이중 소비 (Double Spending)를 방지할 필요가 있다 (존재의 부인 불가능성을 담보하고 싶다)
    ⇒ 거래의 증거를 신문에 게재하면 된다.
    
    • 게재 거부나 Discontinued 우려는?
      ⇒ 군중이 (사건의 증거로) 발행하는 [신문]에 거래의 증거를 싣는다.
• Blockchain은 마치 [공중에 약속을 고정한다]
  
  • [약속]의 형식을 가진 기록을 고정할 수 있다 → 화폐는 [약속](수량화된 의무)이며, 공공재
  • (넓은 의미의) 공공재를 공정하게 다룰 수 있다는 기대 (완전하지 않음)
• 이 사고방식에 기반한 Coin 도난은 Coin Check 사건과 같은 전철을 밟는다.
  
  • [내가 가지고 있는 돈을 언제든 내 마음대로 송금하는 것을 누구도 막지 못한다]
    ⇒ 본인임을 본인 스스로만 증명 → 비밀Key 소유의 영지식 증명 
    → 비밀Key를 사용할 수 있는 사람이라면 누구라도 본인
    ⇒ 거래는 누구나 검증 가능하지만 취소 불가 → 도난당한 Coin은 추적 가능하지만 되찾을 수 없다.

Bitcoin의 [질문]과 [답] (2)

 

 

 

 

• 기술 문명은 항상 새로운 사고를 발명한다.

새로운 기술은 새로운 사고를 낳는다 - 폴 비릴리오.

 

 

• Bitcoin의 Blockchain을 물리적 Model로 설명합니다.
• 인류에게 쓸모없는 2,100만 cm3 (cc)의 액체가 있음
  
  • Tank에 들어있음
• 1억분의 1cm3까지 계량할 수 있는 Beaker를 각자 몇 개라도 가질 수 있다.
  
  • 공공장소에 설치 가능
  • Beaker에는 열쇠가 달린 뚜껑이 있다.
• 평균 10분 간격으로 선택된 사람만 자신의 Beaker에서 6.25cm3를 추출할 수 있습니다.
  
  • 특별한 추첨으로 선택
  • 추첨권은 각자의 상자 안에 들어있으며, 각자가 최선을 다해 제비뽑기를 한다.
    ⇒ 빨리 뽑는 쪽이 유리
    ⇒ [시스템이 멈추지 않음(Liveness)] 성질을 충족시킬 수 있다.

Beaker / 신문 Model의 세계 (1)

 

 

 

 

• Beaker 간 비교적 자유롭게 액체를 주고받을 수 있음 (정당성 보장)
  
  • 열쇠를 가진 본인만 뚜껑을 열 수 있다.
  • 일단 뚜껑을 열면 다른 (여러) Beaker에 부어 넣는다.
• 앞의 [선택된 사람]은, 교환을 [감사]하고 신문 지면을 만들어 기록을 남기는 [기록자]이기도 하다 (존재성의 증명)
  
  • 거래의 대가(수수료)도 받을 수 있다.
• 같은 Page 번호가 겹치면 Page 열이 긴 쪽의 기록이 유효하다.(유일성 합의)
• 가끔 Beaker의 열쇠를 잃어버리는 사람이 있다.
  
  
• 그런 구조를 디지털로 만들어 화폐로 간주해 보았다.
  → Bitcoin
  (간주할 필요가 없는 화폐·통화는 법정화폐를 포함해서 존재하지 않는다.)

Beaker / 신문 Model의 세계 (2)

 

 

이전 페이지 Digest
(Target 이하이어야 한다)

튀어나온 Corner
(Digest가 Target 이하가 되도록 넣는 적당한 내용)

존재성의 증명 ∼ 작업 증명 Hash Chain

• Page의 Digest(암호학적 Hash 함수에 의한 출력)는 Target 이하이어야 한다.
  
  • 원본 Data를 어떻게 조작하면 어떤 Digest가 될지 미리 알 수 없음 → 엄청난 [작업과 그 증명]이 필요함
• 이것이 제비뽑기의 원리이며, 동일한 비용을 들이지 않으면 변조할 수 없다.

 

 

 

 

유일성의 합의 ∼ 나카모토 Consensus

• 거의 동시에 서로 다른 누군가가 추첨에 당첨되어 Page 열이 분리되는 현상이 간혹 발생한다..
  • 누구도 막을 수 없는 자율분산적 동작으로 인해 불가피
• 추첨에 누적적으로 가장 큰 Cost가 드는 역사가 가장 변조하기 어려움
• 그것이 정사라고 모두가 동의한다.(엄격한 컨센서스(=변수 값의 일치)는 실현되지 않음)

 

 

Bitcoin System의 개요

 

Wallet(지갑)은 자신에게 할당된 용기의 위치를 파악하는 동시에,

용기 안의 [수량]을 다른 용기로 옮길 수 있는 [열쇠]를 가지고 있다.

Wallet은 무엇을 하고 있는가

 

 

(유일성) 가장 기록 및 재기록 비용이 높은 역사(가장 변조하기 어려운 역사)가 유효

• (정당성) Digital 서명된 [Transaction(거래)]
• (존재성) Transaction의 존재를 확인할 수 있는 효율적인 방법이 제공된다.
• 한 Block 앞의 Block 'Digest'
• Block을 만드는 사람은 그 안에 자신을 위한 가상화폐 보상을 기록할 수 있으며,
  그 Block이 유효한 역사 속에 있는 경우에만 보상도 유효하다.

Block을 만들기 위해서는 그 [Digest]가 일정 개수 이하라는 조건을 충족하거나 (Proof of Work)

가상화폐 보유량에 따른 권리를 이용한 투표에서 승리하거나(Proof of Stake) 할 필요가 있다 (Cost가 발생한다).

복습! Blockchain (Bitcoin에 밀리는 분위기)

• Proof of Work (작업증명)의 경우, 투입되는 전력 Cost은 가상화폐의 시장 가치와 균형을 이룬다.
• 모든 사람이 가상화폐의 비용으로 보호되는 기록 구조에 참여하여 위변조 방지를 증명한다 
  (Proof of Stake는 말할 것도 없다).
• 신문 Model . . . 일지도 모르지만, 공격이 성공하면 모두의 신문이 바뀌게 된다 → 매수 가능한 신문 모델

 

 

 

정당성의 보증 ~ 이른바 UTXO 구조

• 참조된 출력(=Coin)은 소비됨 → 이중으로 소비되지 않음
• UTXO : 미사용 출력(=Coin); Unspent TX(Transaction) Output

 

 

존재성의 증명 ∼ 작업 증명 Hash Chain

• Page의 (암호학적) Digest는 목표치 이하여야 한다.
  
  • 원본 Data를 어떻게 조작하면 어떤 Digest가 될지 미리 알 수 없음 → 엄청난 [작업과 그 증명]이 필요하다.
• 이것이 [뽑기]의 원리이며, 동일한 Cost을 들이지 않으면 변조할 수 없다.

 

 

 

• 거래 Data의 빈 공간에 Bitcoin과 무관한 Data를 삽입하기도 한다. 
• 첫 번째 Block, 첫 번째 Transaction에 삽입된 문자열 
  
  • "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on the brink of second bailout for banks" 
    
    • [Times지 2009년 1월 3일 재무장관, 은행에 대한 두 번째 공적자금 구제금융 위기에 처해있다] 
• 누구나 확인 가능
  • https://www.blockchain.com/explorer 의 검색 Field에 0을 지정하고, BTC Block으로 이동한다. 
  • 나온 Block의 유일한 거래의 입력을 확인한다. 
    • "Hex to ASCII Text Converter" 등을 사용하여 확인 

• 어떤 의도?

Block 0에 내장된 증명 and/or Message

 

 

 

• 주목받는 응용과 지금 할 수 있는 일
• 응용 관점에서의 가치 : 
  
  • [증명]이 Portable이 된다(원래 있던 Domain(영역)을 넘어 확인할 수 있다).
    
    • 예를 들어, 소멸된 국가의 Passport이 신원 증명에 영구적으로 사용 가능
    • (유언장 문제 응용)

Blockchain의 응용가능성

 

 

• 금융 Asset(자산)
  
  • 직접 Access(중개자 필요 없음), 합의된 실시간 결제, Business Rule 기술, 기밀성 통제
• 기업 행동(특히 재무와 관련된 조직 관리의 자동화)
  
  • 주식분할, 감자/합병, 주식이전/교환, 합병, 제3자배정 증자 등의 실시간 실행 및 비밀성 통제
• Supply Chain
  
  • 자재 Trace back 및 생산-저장부터 판매까지 기록 및 검색
    (물리적 실체와의 연결은 어떤 기술에서도 어려운 과제)
• Master Data 관리
  
  • 권한이 있는 사람만 업데이트할 수 있고, 지정된 검증자가 이를 승인한다.
• Sharing Economy와 IoT
  
  • 신용이 반드시 확립되지 않은 상황에서의 Smart City/Town, 교통, Healthcare/Fitness, Retail, 건축, 교육 등 (암묵적으로 실시간, 거대한 Scale)
• 적자는 Blockchain이 취약한 부분
  
  • 풀고 싶은 문제 중 현재 풀리지 않는 문제가 있다.

이슈가 되고 있는 응용 (Hyperledger (Linux Foundation) 정리)

 

 

 

• 통화 및 송금
  
  • 예 : Bitcoin, . . .
  • 은행 Network를 우회하는 송금
    
    • 이것만으로도 엄청난 영향력
• 존재 증명
  
  • 예 : Proof of Existence, Everledger, . . .
    
    • Blockchain에 임의의 Digest를 삽입하는 것
  • 이력 증명 (Traceability, Tracking, Accounting)
    
    • 원래의 설계 용도 범주([신문] 대신)
• 시작되고 있는 [ 인증서/토큰 × 보내기 = 권리이전 ](신뢰가 필요함)
  
  • 하지만 NFT(Non Fungible Token)에 대해서는 주의가 필요하다!
    
    • 일반적으로 권리를 이전하지 않고, 위조도 쉽게 할 수 있으며,
      나아가 Blockchain에 기록되어 있지도 않을수도!

현재까지의 실제의 응용

 

 

Merkle Tree(System에서 보관하고 각 User에게 부분적으로 전달)

※ Digest는 원본 Data가 1 bit라도 다르면 전혀 다른 값이 되며, Digest에서 원본 Data를 추측할 수 없다. 
※ 수천, 수만 개의 문서를 Merkle Tree로 만들어도 그 Tree의 높이는 고작 10~15개 정도

존재 증명 일반 Model([Block 내 Transaction의 존재 증명]도 사실 같은 방식)

• 문서 3을 획득한 Client는 동시에 증명 요소로 Blue로 표시된 Digest와 각각의 좌우 어딘가에 위치할지를 받는다
• Client는 문서 3의 Digest를 시작으로, 연결해야 할 일련의 Digest를 알게 되므로,
  Merkle Route에 이르는 계산을 재현할 수 있으며,
  얻어진 Merkle Route가 Blockchain에 기록된 값과 일치하는 것을 확인할 수 있다.
• 그 계산은 원리를 이해하고 필요한 정보만 있으면 누구나 재현할 수 있다 = 문서 3의 존재와 그 내용이 증명된다.

 

 

 

• Digital 확장이 초래하는 일반적인 변화는 장부나 장부에도 영향을 미친다.
• 예 : 우편⇒ Email이나 LINE 등의 Messaging의 경우
  
  • 우편은 공공성이 높아 [34번가의 기적]이나 [투표소 입장권'을 예로 들지 않더라도 본인 증명에 관여한다.
    → 우체국 같은 것은 스스로 세울 수 있다.
    → 편지를 우편으로 보내는 행위가 현저하게 번거로워진 반면,
    Email이나 Messaging은 과거 우편이 그랬던 것보다 훨씬 더 사람들에게 친숙하고 많이 사용됨
    (동거하는 가족 간에도 사용)
• (공적인) 장부, 장부⇒ Ledger (사적으로도 적용 가능) 의 경우
  → 공증사무소나 법무국, 감사기관 같은 것은 직접 세울 수 있다.
  → 기존 공증 Service를 이용하는 행위가 현저하게 번거로워진다.
  → 과거 공증 Service가 그랬던 것보다 훨씬 더 친숙하고 많이 이용된다.
  
  • 예를 들어 영화 Ticker이나 Restaurant 예약, 혹은 회의실 예약에 사용해도 전혀 이상하지 않다.
  • [종량제]인 동안은 그렇지 않겠지만 . . .
  • 현재 [장부]에 기록하는 모든 것에 적용될 수 있는 가능성

예상되는 사회적 변화

 

 

 

Hash Rate의 추이 (2009년 1월 ~ 2023년 6월)

• 악의가 Hash Rate의 절반을 차지하게 되면, 정확성을 보장할 수 없게 된다.
• 급격하게 2배 이상이 될 수 있다면 원칙적으로 위험하다 → 그리고 급격하게 2배 이상으로 진행 중이다.
• 반대로 급격하게 2배 이상이 되지 않는다면? → 악의에 진입의 여지를 주는 딜레마
• 급격하게 반으로 줄어들면? → 원칙적으로 매우 위험하다

 

 

 

• 질문
  
  • 항상 10명이 줄을 서 있는 ATM이 1대가 있습니다.
  • 여기에 ATM 1대를 새로 추가하면 대기 인원은 어떻게 될까요?
• 참고 : 야마자키 다이스케 씨 [Scale Out 재고]
  http://www.slideshare.net/yamaz2/ss-58813038
• Server를 추가함으로써 성능상의 문제를 해결할 수 있다.
  ⇒ System이 Scale Out된다
• Blockchain은 기본 상태로는 Scale Out이 되지 않는다.
  
  • 참여자 전원이 각각 모든 Transaction을 처리해야 한다.
    (Sharding(수평적 분산)은 이를 해결하기 위한 시도)

Scale Out

 

 

Scale Out과 Blockchain

• Blockchain은 거래의 증가함에 따라, Data 구조를 유지하기 위한 Cost가 선형적으로 증가한다.

 

 

 

• Ethereum 상에서 만들어진 자율 분산투자 FUND The DAO
• Split (FUND 분할) 재귀 호출에 의한 360만 ETH (50∼60억 원) 도난 (2016/6/17)
• 선택지
  
  • 아무것도 하지 않음
  • Soft Fork (호환성을 유지한 Address 동결)
    
    • 자금은 돌아오지 않는다
  • Hard Fork (역사 다시 쓰기; 현재를 지배하는 자는 과거를 지배한다)
    
    • [유일성의 함정(Oneness Trap)]의 가장 나쁜 표현
• 커뮤니티는 [Hard Fork]를 선택했다! (2016/7/20 실행)

The DAO 사건 (드러난 거버넌스의 과제)

 

 

 

• 비실시간성 (확률적 동작)
• 비밀성의 어려움 (만인에 대한 검증가능성 담보)
• Oneness 유일성 (분산 vs. 복제)
  
  • Scalability가 없음 (모든 참여자에게 복제되면 Scale되지 않음)
  • 진화의 Governance 어려움 (모두가 하나가 되어야만 변화할 수 있다면 변화할 수 없음)
• Incentive 불일치
  
  • Native 통화의 가치에 의해 지탱되고 있음 (폭락하면 모든 응용이 멈춤)
• ⇒ Zero Base 에서 다시 설계하면 해결 가능
  
  • 실제로 진행 중입니다 (예 : BBc-1, BBc-2)
  • 제안된 많은 원장 기술들은 Zero Base에서 생각하지 않는 것이 문제
    
    • 예 : 작업증명이 없는 Hash Chain은 얼마든지 변조할 수 있다.
    • 예 : 신문 Model로 업계 신문이나 사내보에 실리는 것과 같은 일을 해도 존재 증명이 되지 않는다.

기술적인 과제의 정리