해시와 채굴 — 운으로 뽑는 블록, 규칙으로 맞추는 10분

해시는 데이터의 지문이다

해시 함수는 어떤 데이터든 넣으면 정해진 길이의 값을 돌려주는 계산입니다. 비트코인과 모빅이 쓰는 SHA-256은 무엇을 넣든 256비트, 16진수로 64자리를 내놓습니다. 책 한 권을 넣어도, 글자 하나를 넣어도 길이는 같습니다.

해시에는 세 가지 성질이 있습니다.

• 같은 입력이면 언제나 같은 결과. 누가 어디서 계산해도 똑같습니다. 그래서 서로 확인할 수 있습니다.
• 조금만 달라도 완전히 다른 결과. 한 글자, 띄어쓰기 하나만 바뀌어도 결과가 통째로 바뀝니다.
• 거꾸로 갈 수 없음. 결과만 보고 입력을 알아낼 방법은 하나하나 넣어 보는 것뿐입니다.

아래 칸에 글자를 넣고 한 글자씩 바꿔 보세요. 격자 256칸이 해시의 비트 하나하나이고, 파랗게 깜빡이는 칸이 바로 전보다 뒤집힌 비트입니다.

아무 글자나 넣어 보세요

SHA-256을 두 번 (비트코인·모빅 방식)

해시 (16진수 64자리)

0 바로 전보다 뒤집힌 비트 (256개 중)

한 글자만 바꿔도 대략 절반인 128개 안팎이 뒤집힙니다. 그래서 결과만 보고는 입력을 짐작할 수 없습니다.

몇 번 해 보면 뒤집힌 비트 수가 늘 128개 언저리에서 맴도는 것을 볼 수 있습니다. 절반이 뒤집힌다는 것은 결과가 입력과 아무 관계도 없어 보인다는 뜻입니다. 이 성질 덕분에 앞 레슨에서 본 것처럼 블록 하나를 고치면 뒤가 전부 끊어집니다.

채굴은 해시로 긁는 복권이다

이제 규칙을 하나 더합니다. 블록의 해시가 어떤 목표값보다 작아야 한다. 16진수로 보면 해시가 0으로 몇 자리 이상 시작해야 한다는 뜻입니다.

해시는 조준이 안 되니, 이런 해시를 찾는 방법은 하나뿐입니다. 블록 안의 nonce라는 숫자를 0, 1, 2, 3… 바꿔 가며 해시를 계속 계산해 보는 것. 복권을 한 장씩 긁는 것과 같습니다. 이 일을 채굴이라고 하고, “이만큼 계산을 했다”는 것을 해시 하나로 보여 준다고 해서 **작업증명(PoW)**이라고 부릅니다.

직접 해 봅시다. 앞자리 0의 개수를 고르고 채굴을 시작하세요. 비트코인·모빅과 똑같이 SHA-256을 두 번 거친 해시를 씁니다.

해시 앞자리 0의 개수

1≈16번2≈256번3≈4,096번4≈65,536번5≈1,048,576번6≈16,777,216번

채굴 시작

블록 내용 (예시)

#60,962 | prev 00000000000001df…de5c32c4 | 거래 1건

nonce

0

지금까지 가장 좋은 해시

—

시도

0

내 브라우저 속도

—

걸린 시간

0.0s

난이도를 고르고 ‘채굴 시작’을 누르세요. 0이 하나 늘 때마다 평균 16배 더 오래 걸립니다.

0이 네 개면 대개 1초 안팎, 다섯 개면 몇 초, 여섯 개면 꽤 기다려야 합니다. 0이 하나 늘 때마다 평균 16배씩 더 긁어야 하기 때문입니다. 실제 모빅 블록의 해시는 0이 열세 개쯤으로 시작합니다. 그래서 채굴은 전용 기계(ASIC)로 하고, 그 기계들이 쓰는 전기와 장비가 장부를 고치려는 사람이 넘어야 할 벽이 됩니다.

10분은 누가 지키나

채굴기가 많아지면 해시를 더 빨리 찾게 되고 블록도 빨리 나옵니다. 그런데 비트코인과 모빅은 평균 10분을 유지합니다. 비결은 난이도 조정입니다.

2,016블록마다 그동안 실제로 걸린 시간을 재서, 목표인 2주(2,016 × 10분)보다 빨랐으면 목표값을 낮춰 더 어렵게, 느렸으면 높여 더 쉽게 만듭니다. 누가 회의를 해서 정하는 것이 아니라 모든 노드가 같은 규칙으로 같은 계산을 합니다. 아래는 지금 이 순간 모빅 메인넷의 난이도 주기입니다.

2분 해설 보기 · 1:54 채굴기가 두 배가 되면 10분은 어떻게 돌아올까요? 음성 해설이 함께 나오고, 장면마다 멈춥니다.

대본 읽기 — 해설 전체 글

1. 평소. 평소에는 블록이 평균 십 분마다 하나씩 나옵니다. 이렇게 블록 이천십육 개가 쌓이면 약 이 주가 걸립니다. 이천십육 곱하기 십 분은 이 주. 이것이 목표입니다.
2. 채굴기 두 배. 그런데 채굴기가 두 배로 늘면 어떻게 될까요? 네 대가 여덟 대가 됐습니다. 해시를 두 배 빨리 찾으니, 블록도 그만큼 빨리 나옵니다. 이제 약 오 분마다 하나. 목표인 십 분보다 빠릅니다.
3. 2,016블록째. 모든 노드는 블록 이천십육 개마다, 그동안 걸린 시간을 잽니다. 이번엔 얼마나 걸렸을까요? 목표는 이 주였는데, 일 주 만에 끝났습니다. 두 배 빨랐으니, 난이도를 두 배로 올릴 차례입니다.
4. 난이도 조정. 그래서 다음 블록 이천십육 개는 난이도가 두 배입니다. 목표값을 절반으로 낮춰서, 맞히기 어렵게 만드는 겁니다. 채굴기는 여덟 대 그대로인데, 블록은 다시 평균 십 분마다 나옵니다. 다시 십 분. 아무도 정하지 않았습니다. 모든 노드가 같은 규칙으로 계산했을 뿐입니다.
5. 예측. 이제 예측해 보세요. 이번엔 채굴기가 절반으로 줄어, 여덟 대가 네 대가 되면, 다음 조정 때 난이도는 어떻게 될까요? 답: 내려갑니다(절반). 블록이 약 이십 분마다로 느려지고, 목표보다 두 배 오래 걸립니다. 블록 이천십육 개를 쌓는 데 사 주가 걸립니다. 목표인 이 주의 두 배입니다. 그래서 난이도는 절반으로 내려갑니다. 블록은 다시 평균 십 분마다 나옵니다.
6. 고리. 정리하면, 채굴기가 늘면 난이도를 올리고, 줄면 내립니다. 누가 정하지 않아도, 규칙이 블록 간격을 십 분으로 되돌립니다. 그렇다면 지금 실제 모빅 체인은 이 고리의 어디쯤일까요? 바로 아래 실시간 게이지에서 확인해 보세요.

해설 음성은 음성 합성으로 만들었습니다.

모빅 메인넷 · 지금 난이도 주기

LIVE

05041,0081,5122,016

이번 주기 진행

—

이번 주기 평균 블록 간격

—

이대로 가면 난이도

—

다음 조정까지

—

블록을 찾으면 받는 것

블록을 찾은 채굴자는 그 블록의 첫 거래로 자기에게 새 코인을 지급할 수 있습니다. 이것을 **채굴 보상(coinbase)**이라고 합니다. 모빅의 지금 블록 보상은 3.125 BMB이고, 여기에 블록에 담긴 거래들의 수수료가 더해집니다. 블록 보상은 비트코인처럼 일정한 블록 수마다 반으로 줄어드는 규칙을 따르고, 그렇게 모두 합쳐 2,100만 개가 끝입니다.

모빅은 지금 프라이빗 체인이라 채굴은 운영진이 관리하고, 블록 보상은 모두 공공재 지갑(16번째 지갑)으로 들어갑니다. 홈 화면의 블록 띠에서 대부분의 블록이 ‘거래 1건’인 것은 바로 이 보상 거래 하나만 들어 있기 때문입니다.

정리

• 해시는 데이터의 지문이다. 같은 입력엔 같은 결과, 조금만 달라도 완전히 다른 결과, 거꾸로는 못 간다.
• 채굴은 nonce를 바꿔 가며 목표보다 작은 해시를 찾는 일이다. 찾기는 어렵고 확인은 쉽다.
• 2,016블록마다 난이도를 자동으로 고쳐 평균 10분을 지킨다.
• 모빅의 블록 보상은 지금 3.125 BMB이고, 프라이빗 체인인 동안 공공재 지갑으로 들어간다.