[4차 산업혁명 시작 '블록체인']<10>미완의 대안, 암호화폐

지난해 1월 비트코인 가격은 977.69달러였다. 같은 해 11월 1만달러를 훌쩍 넘겼다. 그로부터 불과 열흘 만에 1만7000달러를 돌파했다. 약 20여배에 달하는 상승률이다. 한국은 김치 프리미엄까지 붙으며 '투기 광풍' 논란을 남겼다.

그럼에도 암호화폐는 무궁한 '미완의 대안화폐'로 꼽힌다.

화폐의 인터넷이라고 불리는 비트코인 이후, 수백종 암호화폐가 쏟아지고 있다. 암호화폐 1300여개 중 대량으로 거래되는 건 약 20종에 불과하다.

그러나 이들 화폐가 어떻게 나왔고, 어떤 기술을 활용하는지 암호화폐에 대한 정확한 정보가 없다. 전자신문이 백서를 통해 시중에 유통되고 있는 암호화폐를 정리해본다.

◇가상화폐 대중화 이끈 비트코인(Bitcoin)

비트코인은 다른 암호화폐와 구분되는 명확한 특징이 있다. 화폐 발행과 관리 주체가 없다. 2009년 비트코인을 만든 나카모토 사토시는 전체 시스템을 개발했지만 화폐 발행 주체는 아니다. 나카모토가 2010년 종적을 감춘 이후에도 비트코인은 여전히 10분에 한 번씩 특정량이 발행된다.

비트코인은 분산형 공개 장부인 블록체인 기술로 운영된다. 블록체인이란 일종의 거래기록(장부) 묶음이다. 한 묶음이 하나의 디지털 파일이어서 '블록'으로 표기했다. 이 블록을 사슬로 연결한다고 해서 블록체인이란 기술용어가 탄생했다. 비트코인은 10분간 일어난 모든 거래를 하나의 블록으로 만들고, 그 블록을 이전에 만든 블록과 연결한다. 이 연결된 거래 묶음은 누구나 조회하고 저장할 수 있다. 거래 당사자가 누구인지는 익명이지만 어느 지갑에서 어느 지갑으로 얼마가 이동하는지 내역이 네트워크 참여자 모두가 공유하는 원리다.

이럴 경우 이중 지급을 막을 수 있다. 예를 들어보자 A씨가 저녁 식사를 하고 자신이 소유한 0.1비트코인을 냈다면 A씨가 0.1 비트코인이 이젠 없다는 정보를 수많은 사람이 알게 되고, A씨는 다음 날 아침 식사를 한 후 자신의 지갑에 어제 사용한 0.1비트코인이 있다고 주장할 수 없게 된다. 언뜻 보면 당연한 일이지만 이중 지급 문제를 해결하는 것이 가상화폐가 풀어야할 난제다.

결국 나카모토 사토시는 중개자 없이도 이중 지급 문제를 해결했다. 비트코인 핵심 기술이기도 하다.

비트코인이 작동하려면 10분에 한 번씩 거래 묶음을 만들어야 한다. 문제는 이 작업을 누가 하느냐다. 사토시 나카모토는 이 문제를 새로 발행하는 비트코인을 지급하면서 해결했다. 바로 채굴(Mining)이라고 하는 과정이다. 거래 내역을 블록으로 만들어 이전 블록과 연결하는 작업이다. 고난도 암호 기술과 수학 연산이 적용되는 이 과정을 작업 증명(Pow, Proof-of-work)이라고 한다. 참여자가 많아질수록 컴퓨터가 풀어야 하는 수학적 연산 난이도가 높아진다. 수학적 연산이란 고도의 사고력을 요하는 것이 아니다. 컴퓨터가 무작위로 숫자로 대입하는 작업을 하고, 우연히 맞은 숫자를 넣은 컴퓨터가 이전 장부 내역을 확보해 새로운 거래내역을 모아 갱신한 뒤 이 장부를 다시 네트워크에 전파한다. 이 일을 한 컴퓨터는 새로 발행되는 비트코인을 받는다. 10분 간격으로 이 과정이 반복된다.

따라서 비트코인을 얻으려면 강력한 연산 능력이 있는 컴퓨터를 가졌거나 최대한 많은 컴퓨터를 모으는 것이 유리하다.

문제점도 발견됐다. 10분에 한 번씩 모든 거래를 단 1메가바이트 용량 블록으로 정리하기 때문에 대기시간이 길어졌다. 거래가 체결돼 물건을 사고서도 비용을 치르기까지 시간이 많이 소요된다. 한 블록에 담을 수 있는 거래량이 한정적이기 때문이다. 막대한 전력 소모도 단점이다.

◇이더리움(Ethereum)

이더리움(Ethereum)은 비트코인에 이어 시가총액 2위 암호화폐다. 이처럼 높은 가치 평가를 받는 이유는 암호화폐의 새로운 방향성을 제시했기 때문이다.

이더리움은 암호화폐가 지급결제 수단을 넘어 그 이상의 것이 될 수 있다는 잠재성을 보여준다. 단순 거래 수단이 아닌 거래 형태를 바꾸고 더 나아가 인터넷 구조를 바꿀 가능성을 제기했다.

이더리움 핵심은 '스마트 계약(Smart Contract)'과 '분산응용 프로그램(DApp)'이다.

스마트계약이란 코드(Code)로 실행되는 계약을 의미한다. 예를 들어 '2018년 4월 10일 여의도에서 비가 내리면 A는 B에게 300이더리움을 제급하고, 비가 오지 않으면 B가 A에게 500이더리움을 지급한다'는 계약을 이더리움 블록체인 안에 코드로 기록한다. 이를 기상청 날씨정보시스템과 연동하면 이 계약은 사람 손을 거치지 않고 자동 실행된다. 이런 계약이 상용화된다면 적용 범위는 무궁무진하다. 보험, 자동차 리스 등을 비롯해 실생활에서 체결되는 무수히 많은 계약에 활용할 수 있다. 코드가 계약 이행을 강제한다는 특징 때문에 계약이 이행되지 않을까 하는 우려가 없다. 스마트 계약의 또 다른 강점은 분산형 자율조직이다. 사람 손을 거치는 수많은 업무가 계약 이행과 관련된다. 이를 코드로 대체할 수 있다는 구상이 바로 분산형 자율조직이다.

예를 들어 자율주행자동차와 카카오택시가 결합된 분산형 자율조직이 있다면 기사나 직원을 두지 않고도 택시 회사 운영이 가능해진다. 자율주행차는 가장 가까운 곳에서 차를 부른 사람을 찾아가 목적지까지 태워준다. 요금결제는 거리에 따라 자동 정산된다. 자동차 기름이 떨어지면 가장 가까운 주유소를 찾아가고 정해진 시기에 자동차 정비소를 방문해 스스로 점검을 받는다. 이런 택시회사가 바로 분산형 자율조직이다.

이더리움 강점은 이 같은 분산 응용프로그램이다. 비트코인과 달리 블록체인에 계약 내용을 기록할 수 있고, 계약은 프로그램을 구성하는 코드로 입력된다. 분산 응용프로그램은 비트코인의 거래 장부처럼 누군가 조작하거나 해킹할 수 없는 환경을 제공한다. 또 프로그램 실행을 누군가 중단할 수도 없다. 이는 다시 말해 인터넷 구조를 바꾸는 시도로 이어진다. 하지만 아직 이 같은 기술은 초기 개발 단계에 머물고 있고 상용화 사례는 드물다.

◇리플(Ripple)

리플(Ripple)은 은행 간 이체 서비스를 위해 개발된 가상화폐다. 기존에는 국제은행 간 통신협회(SWIFT)가 만든 네트워크를 통해 은행 사이 자금이체가 이뤄졌다. 문제는 이체 속도였다. 개인은 본인 예금을 다른 은행에서 바로 인출할 수 있지만 돈을 지급하는 은행은 대금을 받기까지 2~10일이 소요된다.

리플은 비트코인이 도입한 분산 장부 기술로 대금 지급(청산) 절차를 대폭 줄였다. 거의 실시간으로 은행 간 이체가 가능한 기술을 구현했다.

2012년 만들어진 뒤 세계 금융사와 협력해 네트워크를 확장하고 있다. 영국 스탠다드차타드, 일본 SBI금융그룹 등이 리플을 만든 리플랩스에 투자했고, 이들을 비롯한 각국 금융기관 70여곳이 협력사로 참여했다. 활용 사례가 아직 많진 않지만 각 국 제도권 금융사가 리플 상용화를 추진한다는 점에서 매력적이다.

리플은 채굴을 통해 화폐를 발행하지 않고 처음부터 발행량을 1000억개로 정해놨다. 가상화폐 핵심 요소인 분산형 공개 장부도 다르게 운영한다. 장부를 보유하고 업데이트하는 참여자(node)를 리플랩스에서 정한다. 이 같은 특징 때문에 리플은 프라이빗 블록체인으로 분류한다.

◇라이트코인(Litecoin)

라이트코인(Litecoin)은 실생활에서 거래 목적으로 탄생한 암호화폐다. 말 그대로 비트코인보다 가벼운 하위 화폐다. 라이트코인 상징색은 은색이다. 금색을 사용한 비트코인이 금화라면 라이트코인은 은화로 불린다.

개발자는 구글 전 직원인 중국계 미국인 찰리 리다. 그는 사토시 나카모토가 만든 비트코인의 공개 소스코드(오픈소스)를 참조해 일부 기능을 수정, 라이트코인을 만들었다. 비트코인 증명 한계를 뛰어넘기 위해 개발했다. 비트코인은 네트워크에서 발행되고 거래되는 암호화폐의 작동 가능성을 증명했지만 10분에 한 번씩 거래가 체결되는 탓에 결제 대기 시간이 길다.

반면에 라이트코인은 2분30초마다 거래 내역을 묶어 하나의 블록으로 만든다. 총 발행량도 8400만개로 많다. 거래 속도와 발행량 모두 비트코인의 4배다. 하나의 블록 용량은 비트코인과 같은 1메가바이트지만 10분에 4차례 블록을 만들기 때문에 처리할 수 있는 거래량도 비트코인의 4배가 된다. 거래 속도와 거래량은 사용자 수수료와 연결된다.

대기 거래가 많아질수록 수수료가 높은 것부터 처리되기 때문이다. 결국 라이트코인은 수수료를 낮춰 실생활에서 널리 사용될 목적으로 설계됐다. 블록을 만드는 과정도 비트코인과 다르다. 비트코인은 암호화한 거래기록(해시값)을 해제하는 과정이 복잡하지만 라이트코인은 상당 부분 단순화한 알고리즘인 에스크립트를 도입했다. 개인용 컴퓨터로도 채굴이 가능한 이유다.

◇퀀텀(Qtum)

퀀텀(Qtum)은 비트코인과 이더리움의 장점을 섞어 만든 암호화폐다. 퀀텀 개발은 중국인 프로그래머들이 주도했지만 법인은 싱가포르에 있다. 2016년 3월 이더리움 기반으로 화폐를 발행하는 초기 코인공개를 진행한 뒤 2017년 10월 이더리움 플랫폼에서 독립해 자체 플랫폼(메인넷)을 발족했다.

퀀텀은 비트코인 블록체인 기술을 차용했고 이더리움 스마트계약과 분산 응용프로그램 기능을 결합했다. 또 블록 생성주기가 2분인데다 블록 용량이 2메가바이트라서 비트코인보다 거래 속도가 빠르다. 채굴방식도 작업증명이 아닌 지분증명(Pos, Proof-of-stake)을 도입했다.

블록을 기록할 권한을 부여할 때 컴퓨터 연산력에 비례해 지급하는 것이 작업증명이다. 반면 코인 보유량에 비례해 지급하는 것을 지분증명이라고 한다. 작업증명 방식은 대부분 자본 투자가 가능한 일부가 막대한 컴퓨터 자원을 동원해 독점할 가능성이 많고 과도한 전기 소모를 유발한다. 때문에 최근 여러 가상화폐가 지분증명 방식으로 전환을 모색 중이다.

퀀텀은 총 발행량이 1억개이고 2017년 11월까지 5200만개가 발행됐다. 퀀텀은 중국 위챗과 연동되는 지갑을 개발 중이며 여러 분산 응용프로그램 개발 프로젝트를 진행하고 이더리움처럼 플랫폼을 지향한다.

◇모네로(Monero)

에스페란토어로 '동전'을 의미하는 모네로(Monero)는 제트캐시, 대시와 함께 익명성을 높인 암호화폐다.

모네로가 익명성을 높이기 위해 도입한 기술은 크게 세 가지다. 첫째, 링 서명으로 블록체인에서 가져온 공개 열쇠와 사용자 개인 열쇠를 결합한 서명 방식이다.

둘째, 수신자에게 일회용으로 제공하는 지갑인 '스텔스 주소'다. 외부인이 지갑 주소나 개인 열쇠 중 하나를 알아도 여전히 익명성이 보장되는 구조다.

셋째, 2017년 9월 하드포크(업데이트)로 추가된 기술로 '링 기밀 거래'다. 이중 삼중의 보안기술이 적용돼 여러 암호화폐 중 익명성이 높은 코인으로 손꼽힌다.

모네로는 비트코인과 마찬가지로 작업증명을 통해 블록이 생성된다. 다만 블록이 생성되는 주기가 2분으로, 비트코인 5분의 1이다. 공급량은 1840만개로 정해졌지만 이 발행량에 도달한 뒤에도 블록이 생성될 때마다 0.3XMR씩 발행이 추가되기 때문에 사실상 발행 한계는 없다.

◇제트캐시(Zcash)

제트캐시(Zcash)는 거래 익명성을 보장하기 위해 고안된 암호화폐다. 비트코인의 익명성을 높이기 위한 제로코인(Zerocoin) 프로젝트에서 파생됐다.

비트코인은 지갑 주인을 노출하진 않지만 지갑 주소와 거래금액이 분산형 공개장부에 모두 기록되면서 투명하게 공개된다. 쉽게 추적하기 어렵지만 거래규모나 자금 흐름 등이 거래 당사자를 특정하는 단서가 되는 셈이다.

2013년 시작된 제로코인 프로젝트는 거래 익명화 기술을 검증하기 위해 2016년 10월 자체 가상화폐인 제트캐시를 발행했다. 제트라는 용어는 개발자가 영지식증명(Zero-knowledge proof)이라는 암호화 기술을 적용했기 때문이다. 영지식증명은 누군가 자신의 비밀정보를 공개하지 않으면서 그 비밀정보를 안다는 것을 다른 이에게 알리는 기술이다. 이를 거래에 적용하면 거래 당사자는 제한적인 정보만을 공개하면서도 거래 유효성을 확인할 수 있다.

제트캐시는 거래장부(블록)를 2분 30초마다 새로 만들고 블록 하나의 용량을 2메가바이트로 정해 비트코인보다 거래 속도를 높였다. 발행량은 2100만개로 비트코인과 동일하다.

◇에이다(ADA)

에이다는 금융, 다양한 분야에 응용 프로그램을 실행할 수 있는 블록체인 응용 플랫폼이자 하스켈 프로그래밍 언어로 구축된 최초의 3세대 블록체인 암호화폐다. 1세대 블록체인인 비트코인은 화폐로서 기능에만 충실했다. 여기에 계약서 작성 등의 추가 기능을 더한 것이 2세대인 이더리움이다. 에이다는 한 발 더 나아가 헌법을 정해 해당 틀 안에서 변화를 인정하는 수단을 가능케 했다. 즉 에이다 소유자는 프로토콜 변경 방법, 이해 관계자 의도를 파악하는 방법, 파편화 가능성을 줄이는 방법 등에 투표할 수 있다. 이렇게 도출된 합의는 하드포크가 아닌 소프트포크를 통해 이뤄진다.

◇비트코인캐시(Bitcoin Cash)

비트코인캐시는 비트코인에서 갈라져 나온 암호화폐다. 비트코인 재편에 반발한 중국 채굴업자가 주도했다. 발단은 2017년 5월 미국 뉴욕에서 열린 가상화폐 콘퍼런스 '컨센서스'다. 여러 개발자가 그곳에서 비트코인을 재편하는 데 찬성했다. 이를 '뉴욕 합의'라고 한다.

비트코인은 용량 문제를 안고 있었다. 사토시 나카모토가 처음 설계했을 때 10분마다 만들어지는 블록 용량은 1메가바이트에 불과했다. 참여자(노드)가 똑같은 데이터를 저장하는 블록체인 특성상 용량을 크게 만들면 참여자에게 부담이 되기 때문이다.

하지만 1메가바이트 블록으로는 초당 7건 거래 밖에 처리할 수 없다. 신용카드업체 비자의 초당 처리 건수(2000건)에 비하면 턱 없이 부족한 수준이다.

이 문제를 해결하고자 세그윗(분리된 증인)을 진행하거나 블록 크기를 2~8메가바이트로 늘리는 방안이 제시됐다. 세그윗은 블록 내 서명 부분을 떼어내 거래 내역이 담길 공간을 확보하는 것을 의미한다. 그 일환으로 개발자들은 그 해 7월 세그윗을 단행하고 11월 용량을 두 배 늘리는 방안에 합의했다.

이 방안에 중국 최대 채굴기 생산업체 비트메인 등 중국 채굴업자가 반발했다. 서명 부분을 떼어내는 소프트웨어 업데이트 시에 고가의 채굴 장비 특수기능이 일부 작동하지 않기 때문이다.

중국 업체 비아이티시(ViaBTC)가 세그윗을 하지 않은 상태로 채굴을 하겠다는 발표를 하면서 '비트코인캐시'가 탄생했다. 비아이티시는 비트코인 채굴장과 거래소를 운영하는 업체다. 주요 주주 중 비트메인이 있는 것으로 알려졌다.

블록체인 업데이트 방식도 비트코인캐시 탄생 배경이다. 블록체인 네트워크 참여자가 장부를 업데이트하는 것을 채굴(마이닝), 장부 만드는 소프트웨어 업데이트를 포크(Fork)라고 한다.

소프트웨어 업데이트 여부에 따라 기존 장부에 붙는 마지막 거래 내역이 달라진다. 서로 다른 소프트웨어로 만든 장부를 공유하는 블록체인 네트워크도 서로 다른 화폐로 나뉜다.

중국 최대 거래소 오케이코인은 비트코인캐시를 조기 상장시키며 시장 우려를 불식시켰다. 세그윗을 받아들이지 않았지만 나름 업데이트(비트코인abc)로 용량문제를 해결했다.

비트코인abc로 채굴자는 블록 크기를 2~8배까지 확대할 수 있다. 2017년 8월 1일 총 발행량 2100만개로 출범했다. 작업증명(PoW) 방식으로 채굴 가능하다. 화폐단위는 BCH다.

◇이더리움클래식(Ethereum Classic)

이더리움클래식은 해킹으로 취득한 이더리움 장물에서 출발한 암호화폐다. 2016년 업데이트 이전의 정통 이더리움 특징을 지녔다. 이더리움 재단이 진행한 특정 프로젝트에서 발생한 해킹사고와 블록체인 고유 특성이 결합해 탄생했다.

2016년 6월 이더리움재단은 '분산형 자율조직' 개발을 위해 다오(DAO) 토큰을 발행했다. 이때 한 해커가 프로젝트 허점을 파고들어 이더리움 360만개(당시 시세 640억원)를 탈취했다. 이더리움재단은 해킹으로 취득한 이더리움을 인정할 것인지 논의한 끝에 7월 20일 이를 무효화시키는 하드포크(업데이트)를 단행했다. 코인계 영향력 있는 인사들이 하드포크를 지지했으나 분권화된 의사결정 구조를 가진 블록체인 기본 취지에 반한다는 비판도 제기됐다.

결국 그 해 7월 24일 가상화폐 거래소 '폴로닉스'가 하드포크 되기 이전의 체인인 '이더리움클래식'을 상장시켰다.

이더리움클래식은 하드포크 이전의 블록체인을 그대로 사용해 대부분 특징이 이더리움과 비슷하다. 단 이더리움재단이 진행하는 각종 업데이트와 프로젝트가 반영되지 않는다. 총 발행량이 정해지지 않은 이더리움과 달리 최대 발행량이 2억1000만개로 고정돼 있다.

◇대시(Dash)

대시는 코인 다량 소유자에게 주도권을 부여하는 암호화폐다.

대시코인을 1000개 이상 보유하면 누구나 마스터노드가 될 수 있다.

마스터노드는 거래 체결에 기여하는 대신 블록이 생성될 때마다 채굴량 45%를 수수료로 받는다. 업데이트 결정도 일반 참여자가 아닌 마스터 노드 투표로 결정된다.

대시는 거래 당사자 익명성을 보장한다. 이와 유사한 모네로(2014년 4월), 제트캐시(2016년 10월)보다 이른 2014년 2월에 발행됐다. 처음에는 '다크코인'이란 명칭으로 시작했으나 2015년 3월 대시로 변경했다.

분산 네트워크로 익명성과 결제 신속성을 강화했다. 마스터노드가 거래 체결될 때마다 내역을 섞는다. 이로써 누가 누구에게 얼마를 보냈는지 파악하기 어렵다.

채굴자들은 비트코인처럼 작업증명(PoW) 방식으로 대시를 채굴(마이닝)하고 그 중 45%만을 가져간다. 10%는 시스템 개선 자금으로 축적된다.

총 발행량은 2250만개이며 블록은 2분 30초마다 생성된다. 거래 체결에 주요 역할을 하는 마스터노드가 새로 발행되는 코인 일부를 받는 점에서 지분증명(PoS) 방식도 적용됐다. 지분증명은 참여자 보유 지분에 비례해 장부 기록 권한이 부여되는 방식을 의미한다.

◇이오스(EOS)

이오스는 암호화폐 토큰이자 색다른 블록체인 프로젝트다.

탈중앙화된 애플리케이션(DApp)을 구동 가능한 블록체인 운용체계(OS)를 만드는 게 목표다.

DApp은 데이터 흐름, 저장, 로직이 탈중앙화돼 있어 데이터 위변조, 개인정보유출, 서버 다운 문제가 일어날 가능성이 낮다.

토큰으로서의 이오스는 이더리움 단점을 보완한다. 새로운 합의 알고리즘을 적용, 이더리움 한계인 결제 규모와 속도 문제를 해결했다.

채굴 방식부터가 기존 가상화폐와 다르다. 비트코인은 직접 가상화폐를 채굴하는 작업증명(PoW), 이더리움은 참여자 보유 지분에 비례해 가상화폐를 발급받는 지분증명(PoS) 방식을 채택했다. 반면에 이오스는 아예 처음부터 참여자에게 투표권을 주는 DPOS(Delegated Proof of Stake) 방식을 적용했다.

DPOS는 지분을 위임하는 개념으로 PoS보다 많은 거래를 빠르게 처리할 수 있다. 24시간 내내 컴퓨터를 켜지 않아도 된다. 대신 투표 참여자가 늘어날수록 받게 되는 보상은 줄어든다.

이오스는 2017년 연간 초기 코인 발행을 진행, 7억달러 가량을 모았다. 총 발행량이 10억개로 정해져 있다. 암호화폐공개(ICO)가 시작되고 첫 5일 동안 전체 발행량 20%인 2억개를 발행했다. 나머지는 매일 200만개씩 1년 내내 발행됐다. 수수료가 없다는 점이 특징이다. 단위는 EOS다.

이오스 개발자 댄 라리머는 블록체인 블로그 서비스 '스팀'과 가상화폐 거래 플랫폼 '비트셰어'를 만들기도 했다.

길재식 금융산업 전문기자 osolgil@etnews.com, 함지현기자 goham@etnews.com