이더리움 백서는 비트코인 백서보다 더 상세하고 많은 내용들이 들어있습니다. 이더리움 블록체인 플랫폼의 개념과 설계를 설명하며, 주로 스마트 계약과 탈중앙화 애플리케이션(DApps)의 개발을 지원하는 시스템을 설명합니다. 목차는 다음과 같습니다.
1. 이더리움 탄생 배경과 목적
2. 이더리움 개념 上
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3. 이더리움 아키텍쳐 中上
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4. 스마트 계약 및 DApp 中下
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5. 합의 알고리즘 下
6. 이더리움의 응용 가능성
핵심 내용만 중심으로 요약해도 내용이 상당히 많습니다. 이번 上 편에서는 2번 "이더리움 개념"까지 다루고 3장은 中上, 4장은 中下 편에서 다루겠습니다. 남은 5장, 6장은 下 편에서 다루도록 하겠습니다.
1. 이더리움 탄생 배경과 목적
1-1) 비트코인의 혁신과 한계
비트코인은 사토시 나카모토에 의해 2008년에 발표된 최초의 탈중앙화 디지털 통화이며, P2P(Peer to Peer) 방식으로 거래를 가능하게 했습니다. 비트코인은 탈중앙화, 신뢰성, 보안성 측면에서 강한 면모를 보여주었고, 블록체인 기술의 가능성을 처음으로 입증했다는 점에서 큰 의미가 있습니다.
하지만, 비트코인의 스크립팅 언어는 투박하고 제한적이어서, 복잡한 로직이나 계약을 구현하는데 한계가 있습니다. "A가 B에게 비트코인을 한 개 보낸다"와 같은 단순한 트랜잭션을 효율적으로 처리할 수 있지만, 그 이상 복잡한 거래나 프로그래밍 논리를 구현하기에는 적합하지 않습니다. 이 때문에 비트코인은 주로 가치 저장 및 단순한 금융 거래에 사용됩니다.
1-2) 이더리움의 목표
범용 플랫폼의 필요성: 이더리움의 창시자인 비탈릭 부테린은 비트코인의 한계를 극복하고, 보다 복잡하고 다양한 애플리케이션을 지원할 수 있는 범용 블록체인 플랫폼의 필요성을 느꼈습니다. 부테린은 블록체인 기술을 통해 디지털 화폐 이상의 기능을 구현할 수 있는 플랫폼을 구상했습니다. 이는 누구나 자유롭게 애플리케이션을 개발하고 배포할 수 있는 탈중앙화된 플랫폼을 의미합니다. 여기서 탈중앙화 플랫폼은 이더리움을 의미합니다.
스마트 계약의 도입: 이더리움은 ‘스마트 계약’이라는 개념을 중심으로 설계되었습니다. 스마트 계약은 블록체인상에서 코드로 작성된 계약으로, 조건이 충족되면 자동으로 실행됩니다. 이를 통해 이더리움은 단순한 트랜잭션을 넘어 다양한 논리적 조건과 규칙을 자동으로 처리할 수 있는 시스템을 제공합니다.
탈중앙화 애플리케이션(DApps)의 지원: 이더리움은 중앙 서버 없이 블록체인상에서 실행되는 탈중앙화 애플리케이션(DApps)을 개발할 수 있는 환경을 제공합니다. 이는 모든 애플리케이션이 분산된 네트워크에 의해 유지되고, 중앙 기관이나 서버의 개입 없이도 안전하고 신뢰성 있게 작동할 수 있음을 의미합니다. 목차 4번 스마트 계약 및 DApp에서 스마트 계약과 DApp의 원리에 대해 상세하게 다루겠습니다.
1-3) 기술적 비전
범용 컴퓨터로서의 블록체인: 이더리움은 튜링 완전 언어(Turing Complete Language)를 지원하는 블록체인 플랫폼을 구축하여, 사용자가 원하는 어떤 프로그램이든 실행할 수 있도록 합니다. 이를 통해 이더리움은 하나의 범용 컴퓨터로서 작동하며, 누구나 블록체인 위에서 복잡한 프로그램을 실행할 수 있게 합니다.
확장성과 유연성: 이더리움은 다양한 사용 사례와 요구에 맞게 확장할 수 있으며, 기존의 블록체인 시스템이 지원하지 않는 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있습니다. 이러한 유연성은 이더리움이 개발자 커뮤니티에서 인기를 얻는 주요 이유 중 하나입니다.
1-4) 이더리움의 궁극적 목표
탈중앙화된 세계 컴퓨터: 이더리움의 비전은 전 세계적으로 연결된 탈중앙화 컴퓨터를 만드는 것입니다. 여기서 "컴퓨터"라는 단어는 물리적인 컴퓨터 한 대를 의미하는 것이 아니라, 전 세계적으로 분산된 컴퓨팅 자원들이 하나의 거대한 가상 컴퓨터처럼 작동하는 것을 비유적으로 표현했습니다.
이를 통해 사람들이 중앙 기관에 의존하지 않고도 디지털 자산을 관리하고, 계약을 실행하며, 애플리케이션을 운영할 수 있습니다. 이더리움은 이러한 목표를 달성하기 위해 새로운 경제 시스템을 제안하고 있으며, 이는 기존 금융 시스템을 대체하거나 보완할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
이렇게 이더리움 탄생 배경과 목적을 통해 앞으로 어떤 문제를 해결하려고 하는지, 그리고 어떻게 이를 실현할 것인지를 대략적으로 설명했습니다. 다음 목차 2장 "이더리움의 개념"은 이 플랫폼이 어떻게 작동하며, 기존 블록체인과 어떤 차이점이 있는지에 대한 이해를 돕기 위해 설명됩니다.
2. 이더리움의 개념
2-1) 블록체인과 이더리움
블록체인 기술의 기본 개념: 블록체인은 분산 원장 기술로, 모든 트랜잭션이 블록에 기록되고, 이 블록들이 연결되어 체인을 형성합니다. 모든 참여자(노드)는 동일한 블록체인을 유지하며, 새로운 트랜잭션이 발생할 때마다 이를 검증하고 블록체인에 추가합니다. 이러한 구조는 데이터의 무결성과 보안을 보장합니다.
이더리움의 블록체인: 이더리움은 기존 블록체인 기술을 확장하여, 단순한 트랜잭션 기록을 넘어 더 복잡한 데이터와 로직을 기록하고 실행할 수 있도록 설계되었습니다. 이더리움 블록체인은 트랜잭션뿐만 아니라 스마트 계약의 상태 변화도 기록합니다. 즉, 이더리움 블록체인은 계약의 논리를 자동으로 실행하고 결과를 기록할 수 있는 환경을 제공합니다.
2-2) 이더리움 계정 모델
외부 소유 계정(EOA, Externally Owned Account): EOA는 개인이 소유하는 계정으로, 개인키로 보호됩니다. 이 계정은 이더(ETH)를 보유하고 있으며, 트랜잭션을 발생시키는 데 사용됩니다. 사용자는 EOA를 통해 다른 계정으로 이더를 전송하거나 스마트 계약을 실행할 수 있습니다.
계약 계정(Contract Account): 계약 계정은 스마트 계약에 의해 제어되며, 자체적인 코드를 보유합니다. 이 계정은 사용자에 의해 직접 제어되지 않고, 스마트 계약의 로직에 따라 자동으로 실행됩니다. 계약 계정은 스마트 계약의 상태를 유지하며, 트랜잭션의 결과에 따라 상태가 변경됩니다.
2-3) 트랜잭션과 메시지
트랜잭션: 이더리움에서 트랜잭션은 EOA에서 발생하며, 다른 EOA나 계약 계정으로 전송됩니다. 트랜잭션은 이더를 전송하거나, 계약 계정을 호출하여 특정 기능을 실행할 수 있습니다. 모든 트랜잭션은 이더리움 네트워크의 노드에 의해 검증되고 블록체인에 기록됩니다.
메시지: 메시지는 트랜잭션과 유사하지만, 스마트 계약 간의 내부 호출을 의미합니다. 메시지는 특정 스마트 계약의 함수를 호출하고, 해당 함수가 실행되면 결과를 반환합니다. 메시지는 블록체인에 직접 기록되지 않으며, 해당 트랜잭션의 일부로 처리됩니다.
2-4) 이더리움 가상 머신 (EVM)
EVM의 역할: 이더리움 가상 머신(EVM)은 스마트 계약을 실행하는 분산 컴퓨팅 환경입니다. EVM은 이더리움 네트워크에 참여하는 모든 노드에서 동일하게 실행되며, 스마트 계약의 상태와 결과를 동기화합니다. 이는 스마트 계약이 네트워크 전체에서 동일한 결과를 보장할 수 있도록 합니다.
튜링 완전성: EVM은 튜링 완전(Turing Complete)이라는 개념을 지니고 있습니다. 이는 EVM이 이론적으로 어떤 계산이든 수행할 수 있는 능력을 가지고 있음을 의미합니다. 따라서, 개발자는 EVM을 통해 다양한 복잡한 로직과 알고리즘을 구현할 수 있습니다.
가스(Gas): 가스는 이더리움에서 스마트 계약을 실행하거나 트랜잭션을 처리할 때 필요한 연산 비용을 측정하는 단위입니다. EVM에서 실행되는 모든 명령어는 일정량의 가스를 소모하며, 사용자는 트랜잭션을 실행할 때 소모할 가스의 양을 지불해야 합니다. 이는 네트워크 자원의 남용을 방지하고, 시스템의 안정성을 유지하는 역할을 합니다.
2-5) 스마트 계약과 탈중앙화 애플리케이션(DApps)
스마트 계약의 정의: 스마트 계약은 특정 조건이 충족되면 자동으로 실행되는 프로그램 코드입니다. 예를 들어, A가 B에게 일정 금액을 송금하는 계약이 있을 때, 계약의 조건이 충족되면 이더리움 네트워크가 자동으로 송금을 처리합니다. 스마트 계약은 블록체인에 저장되며, 블록체인의 특성상 한 번 배포된 계약은 변경될 수 없습니다.
탈중앙화 애플리케이션(DApps): DApps는 중앙 서버가 아닌 블록체인 위에서 실행되는 애플리케이션입니다. DApps는 스마트 계약을 기반으로 하여 작동하며, 사용자 인터페이스(UI)를 통해 상호작용합니다. DApps는 중앙 기관의 통제를 받지 않기 때문에 더 높은 보안성과 신뢰성을 제공합니다. 다양한 분야에서 DApps가 개발되고 있으며, 금융, 게임, 소셜 네트워크 등이 주요 응용 분야입니다.
2-6) 이더(ETH)
이더의 역할: 이더(ETH)는 이더리움 네트워크에서 사용되는 기본 암호화폐입니다. 이더는 가스 비용을 지불하고, 스마트 계약을 실행하며, 트랜잭션을 처리하는 데 사용됩니다. 이더는 이더리움의 경제 시스템을 유지하는 핵심 요소로, 네트워크의 보안과 운영에 중요한 역할을 합니다.
채굴과 보상: 이더리움 네트워크는 초기에는 작업 증명(Proof of Work, PoW) 알고리즘을 통해 채굴자들에게 이더를 보상으로 지급했습니다. 이후에는 지분 증명(Proof of Stake, PoS)으로 전환하여, 네트워크 보안성과 에너지 효율성을 향상시키고자 했습니다.
이더리움의 개념 부분은 이더리움이 단순한 암호화폐 이상의 플랫폼으로, 블록체인 기술을 기반으로 한 다양한 응용 프로그램을 지원하는 강력한 생태계를 구축하고 있음을 설명합니다. 특히 스마트 계약과 DApps의 가능성을 열어주었고, 탈중앙화된 경제와 사회 시스템을 꿈 꾸는 세계를 보여줍니다.
다음 이더리움 백서 中편을 통해서 이더리움 아키텍쳐, 스마트 계약 및 DApps를 다루도록 하겠습니다.
