블록체인은 분산된 네트워크 구조와 암호화 기술을 기반으로 한 안전한 데이터 저장 기술로 널리 알려져 있습니다. 블록체인은 중앙집중식 데이터베이스와는 달리 해킹으로부터 안전하다는 점에서 많은 주목을 받고 있지만, 여전히 특정 상황에서는 공격에 노출될 가능성도 존재합니다. 이번 글에서는 블록체인 보안과 관련된 주요 용어를 중심으로 블록체인이 왜 보안성이 높은지, 그리고 어떤 공격에 취약할 수 있는지 설명하겠습니다.
블록체인(Blockchain)
블록 체인은 거래 정보를 “블록”이라는 단위로 기록하고, 이 블록들이 시간 순서대로 연결되는 분산 원장 기술(DLT, Distributed Ledger Technology)입니다. 모든 블록은 고유한 해시(Hash) 값을 가지며, 이전 블록의 해시 값을 포함하여 연결되어 있습니다. 이러한 구조는 데이터가 변경되면 그 이후의 모든 블록이 무효화되므로, 데이터를 조작하는 것이 매우 어렵습니다.
블록 체인은 중앙 서버가 아닌 네트워크 참여자들이 각각 동일한 데이터를 보유하는 탈중앙화 구조로 인해 중앙 서버를 공격하는 전통적인 해킹 방식이 통하지 않습니다. 따라서 데이터 무결성이 보장되고, 해킹 시도가 발생해도 시스템 전체에 치명적인 영향을 미치지 않도록 설계되었습니다.
해시(Hash)
해시(Hash)는 블록 체인 보안의 핵심 요소 중 하나입니다. 해시는 임의의 데이터에서 고정된 길이의 문자열을 생성하는 암호화 함수로, 매우 작은 데이터의 변화도 완전히 다른 해시 값을 생성하게 만듭니다. 블록체인에서 각 블록은 고유한 해시 값을 가지고 있으며, 이 해시 값은 블록의 모든 데이터를 포함한 결과로 생성됩니다.
해시의 중요한 특성은 데이터를 암호화하여 보호하면서도 그 데이터가 변경되었는지 여부를 쉽게 확인할 수 있다는 것입니다. 해시 값은 블록 체인의 불변성을 보장하며, 데이터를 조작하려는 시도는 곧바로 탐지될 수 있습니다.
합의 알고리즘(Consensus Algorithm)
블록 체인의 보안은 합의 알고리즘에 크게 의존합니다. 합의 알고리즘은 블록체인 네트워크에서 거래의 유효성을 검증하고, 새로운 블록을 추가할 때 다수의 동의를 얻는 방법을 의미합니다. 이를 통해 네트워크의 일관성을 유지하고, 불법적인 거래나 데이터 변경을 방지할 수 있습니다.
대표적인 합의 알고리즘으로는 작업 증명(Proof of Work, PoW)과 지분 증명(Proof of Stake, PoS)이 있습니다.
작업 증명(Proof of Work, PoW)
참여자들이 복잡한 계산 문제를 해결하여 블록을 생성하는 방식으로, 비트코인 네트워크에서 사용됩니다. 이는 많은 연산 자원을 필요로 하여, 해킹을 시도하려면 막대한 비용과 에너지가 들게 합니다.
지분 증명(Proof of Stake, PoS)
참여자의 자산 보유량에 따라 블록 생성 권한을 부여하는 방식으로, PoW에 비해 에너지 효율이 높으며, 이더리움 2.0에서 사용됩니다.
51% 공격
블록체인이 이론적으로 해킹 불가능한 것은 아니며, 특정 유형의 공격에 취약할 수 있습니다. 그 중 하나가 51% 공격입니다. 51% 공격은 블록체인 네트워크에서 전체 해시 파워(연산 능력)의 51% 이상을 한 개인이나 그룹이 장악할 때 발생하는 공격 방식입니다. 공격자가 네트워크의 과반수 해시 파워를 장악하면 거래의 승인 및 차단을 조작할 수 있고, 이중 지불 문제를 일으킬 수 있습니다.
51% 공격은 큰 규모의 네트워크에서는 발생 가능성이 매우 낮지만, 작은 규모의 블록체인에서는 해킹 시도가 가능할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 네트워크는 항상 다수의 분산된 참여자를 유지해야 하며, 합의 알고리즘의 설계가 매우 중요합니다.
이중 지불(Double Spending)
이중 지불(Double Spending)은 블록체인 네트워크에서 동일한 자산을 두 번 이상 사용하는 공격을 의미합니다. 예를 들어, A가 B에게 1 비트코인을 전송한 뒤, 같은 1 비트코인을 다른 사람에게 다시 전송하려는 시도가 이중 지불입니다. 블록 체인은 이중 지불을 방지하기 위해 모든 거래를 분산된 원장에서 검증하고, 거래가 확정되면 변경할 수 없도록 설계되어 있습니다.
이중 지불은 블록 체인의 중요한 보안 위협 중 하나로, 합의 알고리즘과 네트워크 분산화가 이를 방지하는 핵심 역할을 합니다. 네트워크 참여자들이 거래를 신속하게 검증하고, 블록 체인에 기록된 이후에는 거래를 되돌릴 수 없기 때문에 이중 지불이 일어날 가능성은 매우 낮습니다.