비트코인 채굴방법 암호화폐 채굴이란 어떻게 작동하는 가
- 경제/가상화폐
- 2022. 5. 3.
비트코인 채굴이란 무엇인가?
비트코인 채굴은 새로운 비트코인이 유통되는 과정입니다. 네트워크가 새로운 거래를 확인하는 방식이기도 하며, 블록체인 원장 유지·개발의 중요한 요소입니다. "Mining(채굴)"은 매우 복잡한 계산 수학 문제를 해결하는 정교한 하드웨어를 사용하여 수행됩니다. 문제의 해결책을 찾는 첫 번째 컴퓨터가 다음 비트코인을 받고 그 과정이 다시 시작됩니다.
가상화폐 채굴은 힘들고 비용이 많이 들며 산발적으로만 보상받을 뿐입니다. 그럼에도 불구하고 채굴은 채굴자들이 암호 토큰으로 작업한 것에 대해 보상을 받는다는 점 때문에 암호화폐에 관심이 있는 많은 투자자들에게 자성적인 매력을 갖고 있습니다.
채굴자들이 받는 비트코인 보상은 사람들이 채굴의 주요 목적인 비트코인 거래를 합법화하고 감시하여 그들의 타당성을 보장하도록 하는 동기를 부여하는 인센티브입니다. 전 세계 많은 이용자들이 이러한 책임을 공유하기 때문에 비트코인은 '탈중앙화'된 암호화폐, 즉 중앙은행이나 정부처럼 어느 중앙기관에 의존하지 않는 암호화폐입니다.
그러나 시간과 장비를 투자하기 전에 이 설명을 읽고 비트코인 채굴이 정말로 나에게 적합한지 알아보세요.
주요 시사점
- 채굴을 통해 돈을 들이지 않고도 암호화폐를 얻을 수 있습니다.
- 비트코인 채굴자는 블록체인에 추가된 검증된 거래의 '블록'을 완성한 대가로 비트코인을 받습니다.
- 채굴 보상은 복잡한 해싱 퍼즐의 해결책을 먼저 발견하는 채굴자에게 지급되며, 참가자가 그 해결책을 발견할 확률은 네트워크의 총 채굴력 부분과 관련이 있습니다.
- 채굴 장비를 설치하려면 GPU(그래픽 처리 장치) 또는 응용 프로그램별 집적회로(ASIC)가 필요합니다.
비트코인이 채굴자가 필요한 이유
블록체인의 '채굴'은 새로운 토큰을 얻기 위해 네트워크 내 노드가 수행하는 컴퓨팅 작업에 대한 은유입니다. 사실, 채굴자들은 근본적으로 감사로서 그들의 일에 대한 보수를 받고 있습니다. 그들은 비트코인 거래의 정당성을 검증하는 일을 하고 있습니다. 이 협약은 비트코인 사용자를 정직하게 유지하기 위한 것으로, 비트코인의 설립자인 사토시 나카모토가 구상한 것입니다. 채굴자들은 거래를 검증함으로써 '이중 지출 문제'를 예방하는 데 도움을 주고 있습니다.
이중 지출은 비트코인 소유주가 같은 비트코인을 두 번 불법적으로 지출하는 시나리오입니다. 물리적 화폐로는 문제가 되지 않습니다. 보드카 한 병을 사기 위해 20달러짜리 지폐를 누군가에게 건네면, 우리는 더 이상 그것을 가지고 있지 않기 때문에, 같은 20달러 지폐를 옆집 로또 복권을 사기 위해 사용할 수 있는 위험은 없습니다. 위조 현금은 가능하지만 말 그대로 같은 달러를 두 번 쓰는 것과 꼭 같은 것은 아닙니다. 그러나 디지털 화폐로는 "보유자가 디지털 토큰을 복사해 원본을 보유하면서 상인이나 다른 사람에게 보낼 위험이 있다"라고 했습니다.
20달러짜리 합법적인 지폐 한 장과 20달러짜리 위조지폐 한 장을 가지고 있었다고 가정해봅니다. 진짜 지폐와 가짜 지폐를 둘 다 쓰려고 한다면, 지폐의 일련번호를 모두 살펴보는 수고를 한 사람이 같은 번호임을 알게 될 것이고, 따라서 그 중 하나는 거짓일 수밖에 없을 것입니다. 블록체인 채굴자가 하는 일은 이 것과 유사합니다. 즉, 사용자들이 불법적으로 동일한 비트코인을 두 번 소비하려고 하지 않았는지 확인하기 위해 거래를 체크합니다.
비트코인 블록 하나에 들어갈 수 있는 거래 데이터는 1메가바이트에 불과합니다.1MB 한도는 나카모토 사토시 씨가 정한 것으로, 일부 채굴자들이 더 많은 데이터를 수용할 수 있도록 블록 크기를 늘려야 한다고 보고 있어, 이는 사실상 비트코인 네트워크가 보다 신속하게 거래를 처리하고 검증할 수 있다는 것을 의미한다고 보고 논란이 되기도 했습니다.
왜 비트코인을 채굴하는가?
채굴은 채굴자들의 주머니를 채우고 비트코인 생태계를 지원하는 것 외에도 또 다른 중요한 목적을 제공합니다. 채굴은 새로운 암호화폐를 유통시킬 수 있는 유일한 방법입니다. 다시 말해 채굴자들은 기본적으로 화폐를 발행하는 것입니다. 예를 들어, 2022년 3월 비트코인은 총 2100만 개 중 1900만 개가 유통되고 있습니다.
제네시스 블록으로 채굴된 동전들(창시자 나카모토 사토시가 만든 최초의 블록)을 제외하고 비트코인은 모두 채굴자들 때문에 생겨났습니다. 채굴자가 없는 상황에서 네트워크로서의 비트코인은 여전히 존재하고 사용 가능하겠지만, 추가 비트코인은 결코 없을 것입니다. 그러나 시간이 지날수록 비트코인 채굴률이 낮아지기 때문에 최종 비트코인은 2140년 전후가 돼야 유통됩니다. 그렇다고 해서 거래가 검증이 중단되는 것은 아닙니다. 채굴러들은 비트코인 네트워크의 무결성을 유지하기 위해 거래를 계속 검증할 것이며 이에 대한 수수료를 지불할 것입니다.
새로운 비트코인을 얻으려면 숫자 문제에 대한 정답 또는 가장 가까운 답에 도달하는 첫 번째 채굴자가 되어야 합니다. 이 과정은 작업증명서(PoW)로도 알려져 있습니다. 채굴을 시작한다는 것은 퍼즐의 해답을 찾기 위해 이 작업 증명 활동에 참여하기 시작하는 것입니다.
어떤 진보된 수학이나 계산도 실제로 관련되지 않습니다. 채굴자들이 어려운 수학 문제를 풀고 있다는 것을 들었을지도 모릅니다. 그것은 사실이지만 수학 자체가 어렵기 때문에 그런 것은 아닙니다. 그들이 실제로 하고 있는 것은 목표 해시보다 작거나 같은 64자리 16진수("해시")를 내놓는 최초의 채굴자가 되려고 하는 것입니다. (기본적으로 추측일 뿐입니다.)
가능한 해결책의 수(채굴 난이도라고 일컬어짐)는 채굴 네트워크에 가입하는 각 채굴자에게만 증가합니다. 문제를 먼저 해결하기 위해 채굴자들은 많은 컴퓨팅 파워를 필요로 합니다. 성공적으로 채굴하려면 초당 기가시(GI/s)와 초당 테라 시(TH/s)로 측정되는 '해시 레이트'가 높아야 합니다.
새로 채굴된 비트코인의 단기적 보수는 차치하고, 코인광업자가 되면 비트코인 네트워크 프로토콜에서 변화가 제안될 때 '투표권'의 힘을 얻을 수 있습니다. 이를 비트코인 개선 프로토콜(BIP)이라고 합니다. 즉, 채굴자들은 포킹과 같은 문제에 대한 의사결정 과정에 어느 정도 영향을 끼칩니다.
채굴자 한 명이 버는 돈
비트코인 채굴에 대한 보상은 매 4년마다 대략 절반씩 감소했습니다. 2009년 비트코인이 처음 채굴되었을 때, 한 블록을 채굴하면 50 BTC를 벌었지만 2012년, 이것은 25 BTC로 반토막이 났습니다. 2016년까지 이것은 다시 12.5 BTC로 반토막이 났고 2020년 5월 11일, 보상은 다시 6.25 BTC로 반토막이 났습니다.
2022년 3월 현재 비트코인 가격은 비트코인당 3만9000달러 수준으로 블록을 완성하면 24만 3750달러(6.25 ×3만 9000원)를 벌었을 것입니다.
흥미롭게도 비트코인의 시세는 역사를 통틀어 유통되는 새로운 동전의 감소와 밀접하게 일치하는 경향이 있었습니다. 이 같은 물가상승률 하락은 희소성을 증가시켰고, 역사적으로 물가상승과 함께 가격이 상승했습니다.
비트코인을 채굴하기 위해 필요한 것
비트코인 역사 초기에 개인이 일반 가정용 PC로 블록을 경쟁할 수 있었지만 이제는 그렇지 않습니다. 그 이유는 비트코인 채굴의 어려움이 시간이 지날수록 변하기 때문입니다. 비트코인 네트워크는 블록체인이 원활히 기능할 수 있도록 거래를 처리하고 검증할 수 있도록 10분 내외에 1블록씩 제작하는 것을 목표로 하고 있습니다. 하지만 해시 문제를 해결하기 위해 경쟁하는 채굴 장비가 100만 대라면 10개 채굴 장비가 같은 문제를 해결하는 시나리오보다 더 빠른 해결책에 도달할 가능성이 높습니다. 그 때문에 비트코인은 2,016블록마다, 또는 대략 2주에 한 번씩 채굴의 난이도를 평가하고 조정하기 위한 것입니다.
비트코인 채굴방법은 집단적으로 더 많은 컴퓨팅 파워가 있을 때 블록생산을 안정적으로 유지하기 위해 채굴의 난이도가 높아집니다. 컴퓨팅 파워가 낮다는 것은 난이도가 낮아진다는 것을 의미합니다. 오늘날의 네트워크 크기에서, 비트코인을 위한 개인용 컴퓨터 채굴은 거의 아무것도 찾을 수 없을 것입니다.
채굴 하드웨어
이 모든 것이 경쟁적으로 채굴하기 위해서는 이제 채굴러들이 그래픽 처리장치(GPU)와 같은 강력한 컴퓨터 장비나 보다 현실적으로 애플리케이션별 집적회로(ASIC)에 투자해야 한다는 것입니다. 이것은 500달러에서 수만 달러까지 갈 수 있습니다. 특히 이더리움 광부들 중 일부는 채굴 작업을 한데 엮기 위한 저비용 방법으로서 개별 그래픽 카드를 구입합니다.
오늘날 비트코인 채굴 하드웨어는 거의 전적으로 ASIC 기계로 이루어져 있는데, 이 경우 특별히 한 가지, 한 가지 일만 하는 것이 비트코 인용 마이닝입니다. 오늘날의 ASIC는 CPU나 GPU보다 훨씬 더 강력하고 새로운 칩이 개발되고 배치되면서 수개월마다 해싱 전력과 에너지 효율을 모두 더 많이 얻습니다. 오늘날에는 테라하시 당 27.5줄로 거의 200 TH/s를 생산할 수 있다고 합니다.
채굴 과정
'64자리 16진수'란 무엇인가?
이러한 숫자의 예는 '00000000000000057708cf0130d95e27c5819203e967ac56e4df598ee' 입니다.
위의 숫자는 64자리입니다. 이 숫자는 숫자뿐만 아니라 알파벳의 문자로도 구성되어 있습니다. 왜 그런 것일까요?
이 글자들이 숫자 중간에 무엇을 하고 있는지 이해하기 위해, "16진수"이라는 단어를 풀어봐야 합니다.
십진법에서는 100의 인자를 기준으로 삼습니다.(예: 1% = 0.01) 이것은 다시, 0부터 99까지의 모든 자릿수가 100개의 가능성을 가지고 있다는 것을 의미합니다. 계산에서는 소수점 체계를 기본 10, 즉 0부터 9까지로 단순화합니다.
반면에 "16진수"는 6을 위한 그리스어에서 파생된 것이고, "데카"는 10을 위한 그리스어에서 파생된 것이기 때문에 16을 의미합니다. 16진법 시스템에서는 각 자리마다 16개의 가능성이 있습니다. 그러나 우리의 숫자 체계는 단지 숫자를 나타내는 10가지 방법만을 제공합니다. 그렇기 때문에 글자, 특히 글자 A, B, C, D, E, F를 추가해야 합니다.
비트코인을 채굴하는 경우에는 그 64자리 숫자(해시)의 총값을 계산할 필요가 없습니다.
'64자리 16진수'가 비트코인 채굴과 어떤 상관이 있을까?
19라는 숫자가 종이에 쓰이고 봉인된 봉투에 넣어졌던 그 비유 기억하시죠? 비트코인 채굴 용어로 봉투에 담긴 그 은유적인 비공개 숫자를 대상 해시라고 부릅니다.
채굴자들이 거대한 컴퓨터와 수십 개의 냉각팬으로 무엇을 하고 있는지 목표 해시를 추측하고 있습니다. 채굴자들은 가능한 한 많은 "논스"를 가능한 한 빨리 무작위로 생성함으로써 이러한 추측을 합니다. nonce는 "한 번만 사용하는 숫자"의 줄임말이고 nonce는 내가 계속 언급하는 64비트 16진수를 생성하는 열쇠입니다. 비트코인 채굴에서 nonce는 32비트로 256비트인 해시보다 훨씬 작습니다. nonce가 목표 해시보다 작거나 같은 해시를 생성하는 첫 번째 채굴자는 그 블록을 완성한 공로를 인정받고 6.25 BTC의 상금을 받습니다.
이론적으로는 16면 주사위를 64번 굴려 무작위 숫자로 도착함으로써 같은 목표를 달성할 수 있었는데, 도대체 왜 그렇게 하고 싶을까요? 우리가 490163번 블록을 채굴할 때 일어난 모든 일의 요약을 보고 있다면 "우승" 해시를 발생시킨 nonce는 731511405입니다. 대상 해시는 상단에 표시됩니다. "Relayed by AntPool"이라는 용어는 이 특정 블록이 더 성공적인 채굴 풀 중 하나인 앤트풀에 의해 완성되었다는 것을 의미합니다.
대상 해시를 어떻게 추측하는가?
모든 목표 해시는 일련의 선행 0으로 시작합니다. 최소 목표치는 없지만 비트코인 프로토콜이 설정한 최대 목표가 있습니다. 어떤 대상도 이 숫자보다 클 수 없습니다.
0000000000ff00000000000000000000000000000000000000000000000000000000
비트코인 채굴기에 대한 승리 해시는 채굴 난이도에 의해 정의된 선행 0 수가 있는 해시입니다.
해시 값을 찾기 위해서는 빠른 채굴 장비를 구하거나, 더 현실적으로는 컴퓨팅 능력을 결합하고 채굴된 비트코인을 분할하는 코인 채굴 장치에 가입해야 합니다. 채굴장은 회원들이 복권을 일괄 구입해 당첨금을 나눠 갖는 파워볼 클럽과 비슷합니다. 불균형적으로 많은 수의 개별 채굴자가 아닌 풀에서 채굴됩니다.
즉 말 그대로 숫자 게임이기도 합니다. 패턴을 추측하거나 이전 대상 해시를 기반으로 예측할 수 없습니다. 오늘날의 난이도에서 단일 해시에 대한 승리 값을 찾을 확률은 수십조 분의 1입니다. 엄청나게 강력한 채굴 장비가 있어도 혼자서 작업하는 경우에는 그리 좋은 확률이 아닙니다.
채굴자는 해시 문제를 해결하는 데 필요한 값비싼 장비와 관련된 비용을 고려해야 할 뿐만 아니라 설루션을 찾기 위해 막대한 양의 넌스를 생성하는 데 사용하는 상당한 양의 전력 채굴 장비도 고려해야 합니다. 이 글을 쓰는 시점에서 비트코인 채굴은 대부분의 개인 채굴자에게 거의 수익성이 없습니다.
채굴 풀(마이닝 풀)이란 무엇일까?
퍼즐의 해결책을 발견한 채굴자는 먼저 채굴 보상을 받고, 참가자가 그 해결책을 발견하는 사람이 될 확률은 네트워크의 총 채굴력의 비율과 같습니다.
광산의 비중이 적은 참가자는 다음 블록을 스스로 발견하는 기회가 매우 적습니다. 예를 들어 2천 달러에 구입할 수 있는 광산 카드는 네트워크 광력의 0.001% 미만을 차지할 입니다. 이렇게 다음 블록을 찾을 기회가 적다면 긴 시간이 될 수 있습니다. 채굴자가 블록을 발견하기 전에, 그 채굴자들은 일을 더 악화시킵니다. 채굴러들은 그들의 투자금을 회수할 수 없습니다. 이 문제에 대한 답은 채굴 풀(마이닝 풀)입니다.
채굴장(마이닝 풀)은 제3자에 의해 운영되며 채굴 단체를 조정합니다. 채굴단에서는 함께 일하고 모든 참가자가 채굴 단원을 공유함으로써 채굴단 활성 파일부터 비트코인의 꾸준한 흐름을 얻을 수 있습니다.
비트코인을 채굴해야 하는 이유는?
완전히 디지털 기록이기 때문에 같은 코인을 복사하거나 위조하거나 이중으로 지출할 위험이 있습니다. 마이닝은 이러한 것 중 하나를 시도하거나 다른 방법으로 네트워크를 "해킹"하는 것을 매우 비싸고 자원이 집약적인 것으로 만들어 이러한 문제들을 해결합니다. 실제로 네트워크를 훼손하려 하기보다는 채굴자로 가입하는 것이 훨씬 비용 효율적입니다.
마이닝은 어떻게 거래를 확인하는가?
새로운 BTC를 유통시키는 것 외에도, 채굴은 비트코인 블록체인의 새로운 거래를 확인하고 검증하는 중요한 역할을 합니다. 이것은 은행, 법원, 정부, 또는 어떤 거래가 유효한지 그리고 그렇지 않은지를 결정하는 다른 중앙 권한은 없기 때문에 중요합니다. 대신, 채굴 과정은 작업 증명서(PoW)를 통해 분권화된 합의를 달성합니다.
채굴은 왜 그렇게 많은 전기를 사용할까?
비트코인 초기에는 누구나 자신의 PC나 노트북에서 간단하게 채굴 프로그램을 실행할 수 있었습니다. 그러나 네트워크가 커지고 채굴에 관심을 갖게 되면서 채굴 알고리즘은 더욱 어려워졌습니다. 비트코인 대상 코드가 평균 10분마다 한 번씩 새로운 블록을 찾기 때문입니다. 만약 더 많은 광부들이 참여한다면, 누군가가 올바른 해시를 더 빨리 해결할 가능성이 높아지고, 그래서 10분간의 목표를 회복하기 위해 어려움이 증가합니다. 이제 수천 배, 혹은 수백만 배 이상의 채굴력이 네트워크에 합류한다고 상상해보세요. 그것은 에너지를 소비하는 많은 새로운 기계입니다.
비트코인 채굴은 합법인가?
비트코인 채굴의 합법성은 전적으로 우리의 지리적 위치에 달려 있습니다. 비트코인의 개념은 금융시장에 대한 정부의 통제와 금융통화의 지배를 위협할 수 있습니다. 이 때문에 비트코인은 특정 장소에서 완전히 불법입니다.
비트코인 소유권과 채굴은 많은 나라에서 합법적입니다. 2018년 보고서에 따르면 불법적인 장소의 예로는 알제리, 이집트, 모로코, 볼리비아, 에콰도르, 네팔, 파키스탄 등이 있습니다. 2018년부터 방글라데시, 중국, 도미니카공화국, 북마케도니아, 카타르, 베트남 등 다른 나라에서는 비트코인 채굴을 금지하고 있습니다. 전반적으로 비트코인 사용과 채굴은 전 세계적으로 여전히 합법입니다.
크립토 마이닝(채굴)이 GPU/컴퓨터를 손상시키나?
블록체인의 채굴은 리소스 집약적이기 때문에 GPU나 다른 채굴 하드웨어에 큰 부담을 줄 수 있습니다. 사실, GPU가 폭발하거나 광산용 장비가 화염에 휩싸이는 것은 전례가 없습니다. 장비를 적당한 속도로 작동하고 충분한 전력을 공급받는 것은 일반적으로 안전합니다.
아이폰으로 비트코인을 채굴할 수 있는가?
아이폰으로 비트코인은 채굴할 수 없습니다. 오늘날 비트코인 채굴은 엄청난 양의 컴퓨팅 파워와 전기를 필요로 합니다. 채굴 풀의 일부라 할지라도 모바일 장치에서 채굴을 실행하면 수익이 나지 않을 가능성이 높습니다.
결론적으로
비트코인 채굴은 블록체인에 대한 새로운 거래를 검증·확인하고, 악의적인 행위자들의 이중적인 소비를 막는 데 결정적인 기능을 합니다. 새로운 비트코인이 시스템에 도입되는 방식이기도 합니다. 복잡한 퍼즐을 바탕으로 본질적으로 에너지 집약적인 작업증명서(PoW) 제작이 과제입니다. 그러나 이러한 에너지는 비트코인과 비트코인 시스템의 가치에 구현되어 이 분산형 시스템을 안정적이고, 안전하고, 신뢰할 수 있도록 유지합니다.
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