이더리움과 스마트컨트랙트의 이해

 1. 이더리움의 이해

이더리움은 블록체인에 기초하여 스마트 계약 기능을 구현하는 분산 컴퓨팅 플랫폼으로, 다양한 앱 개발을 지원하는 플랫폼이자, 여기서 사용되는 디지털 자산의 이름입니다. 2015년 비탈릭 부테린이 C++과 Go 언어로 개발을 했으며, 가장 대표적인 알트코인으로 비트코인 2.0이라고 부르기도 합니다.

이더리움은 비트코인에 이어서 가장 큰 규모의 가치를 가지고 있는 메이저 코인입니다. 시가총액은 637조원에 이르며, 이더이움의 발행한도는 없으며, 1년에 발행할 수 있는 코인은 1,800만개입니다. 코인의 발행은 인플레이션을 고려해 채굴 난이도 알고리즘에 변화를 주고 있으며, 블록의 주기를 조정하고, 발행량을 유동적으로 조절하기도 합니다.

이더리움을 이해하기 위해서는 플랫폼과 이더리움 화폐의 기능을 알아두시면 좋은데요. 이더리움은 블록체인을 활용한 모든 것을 프로그래밍 할 수 있는 플랫폼으로, 거래 기록 뿐만 아니라 탈 중앙화 앱(dApp)들을 투명하게 운영할 수 있는 확장성을 제공하고, 이러한 플랫폼은 프로그램된 계약을 정확히 실행하도록 설계된 스마트 컨트랙트를 기반으로 운영됩니다. 또한 이더리움 플랫폼에서 이용되는 자산으로 이더리움 코인은 dApp 개발자와 스마트 컨트랙트를 이용하고자 하는 사용자들이 필요로하는 화폐의 기능을 하고 있습니다. 

이더리움은 비트코인이 화폐의 기능에 한정되어 있는 것을 벗어나, 블록체인을 기반으로 거래와 결제, 계약서, SNS, 전자투표등 다양한 애플리케이션을 투명하게 운영할 수 있는 확장성을 제공하고 있습니다. 이러한 이더리움은 dApp이라고 부르는 분산 애플리케이션을 만들고 사용할 수 있는 플랫폼입니다. 또한 이더리움의 높은 활용성은 이더리움을 기반으로 하는 토큰을 만들게 되기도 했는데요. 이더리움 초기 개발진이 만든 골렘, 예측 시장 플랫폼 어거등 상장되어 있는 코인부터 상장이 되어 있지 않은 코인들까지 다양하게 만들어지고 있습니다. 


2. 이더리움의 이해를 위한 용어들 

1) 스마스계약 (Smart contract , 스마트 컨트랙트)

스마트 계약은 블록체인을 기반으로 금융거래, 부동산 계약등 다양한 형태의 계약을 체결하고 이행하는 것으로, 계약 조건을 블록체인에 기록하고, 조건이 충족되었을 경우 자동으로 계약이 실행되게 하는 시스템입니다. 비탈릭 부테린은 비트코인의 블록체인 기술을 활용하여 대금결제, 송금등의 화폐의 기능을 넘어, 이더리움을 통해 모든 종류의 계약을 처리할 수 있도록 스마트 계약 기능을 확장하였습니다. 

 

2) DApp (디앱, Decentralized Application)

디앱은 탈중앙화 분산 애플리케이션으로, 블록체인을 기반으로 돌아가는 애플리케이션을 의미합니다. 디앱에서 상호작용하는 데이터들이 이더리움 블록체인에 기록되고 불러내어 지는 애플리케이션으로, 이더리움부터 이오스, 스팀등등 다양한 디앱들이 존재합니다. 이러한 디앱 중 자체 메인넷을 보유하고 있다면 디앱 생태계를 구축하고 있으며, 그 플랫폼내에서 활용되는 코인인 이오스, 네오, 스텔라등을 플랫폼 코인라고 합니다. 

 

3) ERC-20 (Ethereum Request For Comment 20)

ERC-20 은 이더리움 네트워크의 개선안을 제안하는 EIPs에서 관리하는 공식 프로토콜로 블록체인 네트워크에서 정한 표준 토큰 스펙입니다. ERC-20 토큰은 이더리움과 교환이 가능하며, 이더리움 지갑으로 전송이 가능합니다. 즉 ERC20은 이더리움 네트워크 상에서 유통할 수 있는 토큰의 호환성을 보장하기 위한 표준 사양으로, 스마트 계약의 속성을 지원해야 하는데요. 디앱에서 발행하는 토큰은 이더리움의 통화인 이더와 호환성을 충족시키기 위해서 규정하고 있는 프로그래밍의 기준이라고 할 수 있습니다. 

ERC-20 기반의 토큰은 펀디엑스, 오미세고, 비체인등이 있으며, 자체 메인넷을 출시하는 경우에는 이오스등과 같이 독립적인 코인으로 재탄생할 수 있습니다. 이외에도 ERC-223, ERC-777, ERC-721등 다양한 이더리움 표준들이 있습니다. 

 

4) 가스 (Gas) 수수료 

이더리움 블록체인에서 이루어지는 모든 작업에 대하여 수수료를 책정하기 위해 만들어진 단위를 가스라고 하는데요. 스마트 계약등 실행에 들어가는 수수료가 네트워크 작동을 위한 암호 연료의 역할을 한다는 점에서 가스라는 이름으로 만들어 졌다고 합니다. 

코드를 실행하는 채굴자로부터 이더로 사용할 가스가 구입되고, 채굴자에게 가스를 더 많이 지불하면 먼저 거래를 수행할 수 있게됩니다. 가스는 스마트 계약의 코드가 복잡할 수록, 저장 공간을 많이 사용할수록 더 많이 지불해야 하는데요. 이렇게 가스는 네트워크의 과부하를 막고, 이더리움 플랫폼이 계속 운영되도록 하는 인센티브의 역할을 합니다. 

 

5) 이더해시(Ethash) 작업증명

이더리움은 이더해시 작업증명 알고리즘을 통해 채굴이 가능합니다. 이더리움은 PoW(작업증명) 방식의 합의 알고리즘을 사용하고 있지만, Hashimoto/Dagger hybrid 인 이더해시(Ethash) 방식을 사용합니다. 이 방식은 기존의 AISC 채굴방식과 마이닝풀 구성을 통한 영향력행사등 기존 블록체인의 단점을 개선하는 방식을 통해서 채굴을 이루어지는데요. 

채굴 하기 전 컴퓨터에서 DAG 작성이라는 프로세스를 수행하도록 하고, 대그 알고리즘을 통해서 가정용 컴퓨터와 노트북등으로 채굴을 참여하도록 하였습니다. 이러한 방식 때문에 ASIC 채굴의 경우 이더리움의 채굴이 매우 어렵게 되었는데요. 이러한 이유로 GPU를 병렬로 연결하는 GPU 채굴기가 등장하면서 GPU 가격폭등의 주범이 되기도 했습니다.

 

6)  하드포크 (Hard Fork)

하드포크는 블록체인이 두 갈래로 쪼개지는 소프트웨어 업데이트를 의미합니다. 개발자들은 이전 버전의 프로토콜에서 보안상 취약점 발견하거나 스프트웨어 업그레이드등을 하는 경우 하드포크를 합니다. 하드포크를 하는 경우에는 새로운 암호화폐가 만들어지는 경우도 있습니다. 

이더리움의 경우에는 보안상 취약점이 발견되어 해커들이 해킹에 성공한 사건이 있었으며, 이로 인해서 이더리움 하드포크가 발생된 사례가 있습니다. 이더리움 재단은 이에 대하여 프로토콜 업그레이드를 진행하였으며, 새로운 이더리움 블록체인이 현재의 공식 이더리움이며, 하드포크에 동의하지 않는 개발자 그룹들은 기존의 이더리움을 그대로 유지하며 이더리움클래식이라는 이름으로 남아있으며, 암호화폐 거래소에 상장을 통해서 현재 이더리움 클래식(ETC)이 거래가 되고 있습니다. 

3. 이더리움 전망 : 이더리움 2.0으로 전환 작업증명 방식을 지분 증명 방식으로 변경 예정

이더리움은 현재의 합의 알고리즘인 작업증명(PoW) 방식에서 지분증명 (PoS) 방식으로 변경이 예정되어 있는데요. 지분증명방식은 암호화폐를 보유하고 있는 지분율에 비례하여 의사결정 권하는 주는 합의 알고리즘으로 기존 작업증명 방식에 비해서 채굴이 필요하지 않다는 점이 특징입니다. 

이더리움 2.0의 핵심은 알테어 업그레이드등을 최근 진행하였으며, 로드맵에 맞춰 단계별로 지분증명으로 전환을 하고 있는데요. 2022년 1분기 또는 2분기 쯤 완전한 전환을 위해서 계속되는 업그레이드를 진행하고 있습니다. 

기존의 작업증명 방식은 블록체인의 안전성등 강점을 가지고 있지만, 최근 채굴등 과도한 전기 에너지를 사용하는등 문제점을 드러내고 있었는데요. 이더리움이 지분증명 방식으로 전환을 하게된다면, 채굴에 필요한 에너지를 감소시킬 수 있으므로 친환경적이며, 기존의 채굴에 대한 큰 전환이 이루어질 것으로 보입니다. 

이러한 이유로 최근 이더리움은 큰 상승세를 기록하기도 했는데요. 많은 지분을 가질수록 보상을 많이 주는 방식으로 전환을 통해서 이더리움을 보유하고자 하는 수요가 늘어나는 것을 원인으로 꼽기도 합니다. 이더리움의 지분 증명 방식으로의 전환은 이더리움 생태계에 큰 변화를 가져오는 데요. 앞으로 계속해서 업데이트가 진행이 되면서 이더리움의 가격은 매우 크게 움직일 가능성이 있습니다. 

특히 지분증명방식으로 변경 이후에는 이더리움 네트워크 투자자들은 이더를 예치하고 그에 따른 보상을 받는 스테이킹 시스템에 이더리움을 예치하여 이자를 받는등 변화를 보여주게될 예정인데요. 스테이킹 시스템하에서는 이더리움 유동성이 감소하고, 이러한 점 때문에 파생상품으로 다양한 상품들이 등장하게 될 것을 예측하는 곳도 많습니다. 

스마트컨트랙트의 이해


4. 스마트 컨트랙트의 이해

스마트 컨트랙트 (smart contract) 는 계약조건을 블록체인에 기록하고, 조건이 충족되었을 경우 자동으로 계약이 실행되게 하는 프로그램입니다. 블록체인 기술을 통해서 스마트 컨트랙트는 금융거래 및 부동산 계약등 다양한 계약에 이 기술을 활용할 수 있는데요. 비탈릭 부테린이 비트코인을 포크해 이더리움이라는 새로운 암호화폐를 만든 후 스마트 계약 기능을 구현했는데요. 개발자가 계약의 조건, 내용을 코딩할 수 있어 어떤 종류의 계약에도 활용할 수 있습니다. 예를 들어 특정한 1월 1일에 비가 온다면 10 이더리움을 지급한다는 계약을 블록체인에 기록하면 자동으로 실행되는 원리입니다. 

개발자는 계약 조건과 처리 내용을 프로그래밍하여 분산 응용 (DApp)으로 만들어 배포하면 네트워크 상의 노드에 설치되고, 이 계약 조건을 충족하는 당사자가 나타나면 자동으로 계약이 체결됩니다. 따라서 이러한 방식은 오프라인 방식에 비해서 거래 절차가 간소하고 거래에서 발생하는 비용도 절감할 수 있는데요.

실제 생활에서는 보험회사와 병원은 스마트 계약을 통해 환자 의무 기록은 보호하면서 보험료를 자동으로 지급하는 시스템을 구축하고, 지급 결제 시스템을 간소화하고, 위변조가 어려운 분산원장을 만들어 보험사기를 방지할 수 있는 방식으로 활용될 수 있습니다. 이외에도 스마트 컨트랙트는 데이터가 실시간으로 기록되는 사물인터넷 기기와 블록체인을 연동하여 유치권, 이전, 압류 담보관리등의 추적으로 스마트 컨트랙트로 자동화하는 작업을 연구하고 있기도 합니다. 

스마트 계약을 지원하는 대표적인 플랫폼으로는 이더리움이 있으며, 블록체인 플랫폼에서 다양한 거래조건들을 분산응용(DApp)으로 작성하여 탑재하는 형태로 발전하면서 거래자를 정하지 않고 거래 조건에 따라 일반적으로 사용할 수 있게 되었는데요.

이더리움은 튜링 완전성을 지닌 스크립트 언어 솔리디티를 기반으로 만들어졌으며, 개발자가 계약코드를 작성할 수 있도록 활용범위를 확장하는 특징을 가지고 있습니다. 또한 개발자의 자유도를 높여 스마트 계약을 발전시켜 다양한 블록체인 기반 비즈니스에 접목시켜왔는데요. 이러한 이유로 기존의 비트코인이 블록체인 기술을 활용하여 가치의 저장과 전달이 가능한 암호화폐를 만들었다면, 이더리움은 블록체인 기술을 통해서 모든 종류의 계약을 자동으로 실행할 수 있는 스마트 계약 플랫폼을 만들어서, 각종 계약서 작성등에 활용할수 있게 되었습니다. 이러한 점 때문에 스마트컨트랙트를 구현한 이더리움을 블록체인 2.0으로 부르기도 합니다. 이더리움 뿐만 아니라 에이다, 네오, Qtum, EOS 등과 같은 암호화폐에도 적용되고 있습니다. 

하지만 스마트 컨트랙트의 단점들도 존재하고 있는데요.

기술적으로 스마트 계약 코드는 타이머나 이벤트등을 통해서 실행되지 못하고, 랜덤함수를 사용할 수 없다는 기술적인 문제들이 있습니다. 또한 한번 배포되어 블록으로 생성된 스마트 계약은 수정이 불가능하므로, 업그레이드, 버그패치, 보안취약점 수정등이 어렵다는 단점이 있습니다. 특히 솔리디티 언어가 비교적 최근에 개발된 언어로 업그레이드가 되지 않고 있으며, 언어관련 라이브러리도 부족하며, 보안취약점을 가지고 있습니다. 이로 인한 해킹 공격 피해가 발생하기도 한 만큼 취약점을 가지고 있습니다. 

또한 스마트 컨트랙트를 이용하여 특정 기능을 변경하려면 수수료인 가스(gas)가 필요한데요. 가스 수수료 때문에 무료로 사용할 수 있는 서비스를 구현하기 어려우며, 블록체인 밖에 있는 데이터를 블록체인 안으로 가져올 때 발생하는 오라클 문제라는 근본적인 문제를 가지고 있기도 합니다. 

그럼에도 불구하고 스마트 컨트랙트는 앞으로 활용도가 높은데요. 

계약 이행 및 검증의 과정이 네트워크로 자동화되고 중재해주는 사람이나 기관이 없다보니 돈, 부동산 주식등 가치에 대하여 교환하면서도 투명하고 계약 쌍방간에 충돌없이 거래를 완료할 수 있다는 장점을 가지고 있습니다. 또한 추가 비용없이 사업상의 계약을 적은 비용와 합의에 따른 신뢰를 바탕으로 안전하게 처리할 수 있습니다. 무엇보다 스마트 계약은 실행 내용의 무결성과 조작되지 않음을 보장하기 때문에 앞으로 많은 활용도가 있는 기술인데요. 

금융업계등에서는 비용절감 및 수요창출의 효과가 높으며, 투자, 보험등 비용 절감등 효과가 매우 뛰어남을 통해서 스마트 컨트랙트의 도입이 진행되고 있습니다. 한국에서도 스마트 콘트랙트를 통해 중앙 선관위의 온라인 전자투표 시스템, 축산물 이력관리시스템등에 대한 도입을 연구하고 있는등 활용도에 따라 다양한 스마트 컨트랙트가 활용되는 모습을 볼 수 있을 것 입니다. 

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