의외로 잘 모르는 비트코인 채굴 원리 +168 [18]

간단하게 비트코인 채굴이 무엇인지 알아보자.

A가 B에게 1 비트코인을 판다고 해보자.

1. A는 이 거래내역을 전체 노드에 전파한다, (노드는비트코인 거래가 가능한 모든 컴퓨터로 보면 됨)

그러면, 노드들 중에 이 거래내역을 포함하는 블록의 적절한 해시값을 찾기 위해 도전하는 자들이 있는데 이를 채굴업자라 한다.

(채굴업자는 A의 거래내역 뿐만아니라 다른 거래내역도 포함시켜서 블록의 적절한 해시값을구한다)

도전을 왜 하냐면, 적절한 해시값을 찾아서 블록체인에 블록을등록하게 되면거래수수료와 보상이 있기 때문이다.

(현재 보상으로6.25 비트코인을 받고, 조만간 반감되면 3.125 비트코인을 받는다)

2. 해시값 생성

채굴업자는SHA-256이라는 해시함수를 사용하여 해시값을 만드는데,

거래내역에임의의 숫자(넌스라고 함)를 더해서 이를 해시함수에 넣으면 256자리의 2진수 해시값을 만들게 된다.

(64자리의 16진수로 표시될 수도 있다)

3. 적절한 해시값

간단하게 말하면, 특정 숫자보다 작은 숫자를 찾는 과정이다.

2번에서 생성한 해시값이 적절한 지는 목표값과 비교하는 것인데,

예를 들어, 목표값을 0000000000011010011101....... 이런 식의 256자리 2진수라고해보자.

(이 목표값은 이전 블록에 제시되어 있다)

그러면 채굴업자는 자신의 컴퓨터를 이용하여 해시값을 생성하고, 이것이목표값보다 작은지 체크한다.

목표값보다 작으면 이 해시값을 모든 노드에 전파하고 승인을 받는다.

각 노드의 컴퓨터가 검증 작업을 거쳐 승인한다.(변조되지 않았는지, 목표값보다 해시값이 작은지 검증)

승인된 블록을 블록체인에 연결하고 채굴업자는 보상을 받는다.

이로써 채굴이 완료된다.

(도전에 실패한 채굴업자는 이 신규 블록의 정보와 새로운 거래내역을 포함해서 다시 해시값을 찾는다)

4. 채굴 난이도

보통 10분에 블록 1개가 생성되도록 난이도를 자동으로 조정한다. (보통 2주에 한번 조정)

그러니까 현재, 하루에 900개의 비트코인이 새로 생성된다.

(하루 = 60분 x 24시간 = 1440분, 1440 / 10 = 144, 144 x 6.25 = 900)

조만간 반감이 되면 450개로 줄어든다.

난이도는 목표값의앞에 나오는 0의 갯수로 조정한다.

0이 40개 있으면 확률적으로 2의 40승이 되는데, (0이 나올 확률은 1/2, 이게 40번 연속으로 0이 나와야 하니까 2의 40승이 된다)

이는1,099,511,627,776 번, 약 1조번 해시값을 구해야목표값보다 작은 해시값이 한번 나온다는 의미가 된다.

채굴업자가 많아지고, 채굴 컴퓨터가 더욱 고사양이 되어 10분 이내에 해시값을 찾게 되면, 0의 갯수를 늘려 난이도를 올리고,

10분을 초과하여 해시값을 찾게 되면, 0의 갯수를 줄여난이도를 낮추게 된다.

(보통 2주에 한번 조정)

5. 비용 문제

문제는 채굴 비용이다. 채굴에는 하드웨어, 전기료, 건물 임대료, 인건비 등 많은 비용이 든다.

" 뉴욕 타임즈는 비트코인 채굴이 전 세계 전력의 0.5%를 차지하며, 워싱턴 주에서만 미국 전체 연간 주거용 냉방 전력의 3분의 1 이상에 해당 하는 양을 소비한다고 보도했다.비트코인 채굴은 또한 구글의 전 세계 사업장에서 사용하는 에너지 사용량을 합친 것보다 7배 이상을 소비한다고 밝혔다.비트코인의 초창기에는 사용자 수가 제한적이었기 때문에 데스크톱 컴퓨터 한 대로 몇 초 만에 쉽게 가상화폐를 채굴하는 것이 가능했다.그러나 이 보고서는 현재 비트코인 1개를 채굴하는 데 대략 '일반 가정에서 사용하는 전기의 9년 치'가 소모된다고 밝혔다.2023년 5월 기준, 비트코인 채굴에는 약 95.58테라와트시(TWh)의 전력이 소비되었으며, 2022년에는 연간 전력 소비량이 204.5테라와트시로 최고치를 기록하여 핀란드의 전력 소비량을 넘어서기도 했다."

(2024년에 알아야 할 비트코인 채굴 및 에너지 소비 통계,https://www.techopedia.com/kr/bitcoin-mining-and-energy-statistics 참조)

미국에서의 채굴비용인데, 비트코인 1개를 채굴하는데 하와이는 약 54862 달러, 루이지애나는 약 14955 달러의 비용이 든다.

현재 60000달러가 넘기 때문에 채굴비용을 감안하더라도 이익이 된다.

보상 반감기가 4년마다 오고, 2023년 기준 약 19,400,000 개의 채굴이 이루어졌다.

2100만 개에 근접하는 2048년 쯤에는 거의 20,800,000개가 채굴되고, 보상으로 하루에 약 7개만 지급된다.

보상으로 주어지는 비트코인만으로는 채굴비용을 감당할 수 없게 된다.

(거래수수료가 있긴 하지만 역시한계가 있다)

2048년에도 채굴비용을 감당하려면, 전기료나 임대료, 인건비가 그대로라고 가정해도,

현재 가치 기준으로 비트코인이 약 3,800,00달러가 되어야 하는데, 한화로 약 50억이다.

막대한 전기 사용량이 지구환경에 끼치는 영향은 차치하더라도,

2048년에 비트코인이 50억이 된다면 비트코인의 생태계는 계속 유지될 수도 있다.

하지만, 과연 50억이 될까

아니면, 먼저 탈출하는 사람이 승자가 될까