이더리움과 채굴은 어떤 관계일까?

2021. 4. 2. 16:25소소한 이야기


100% 정확한 내용이 아닐 수도 있음을, 채굴 방법 소개나 이더리움 투자에 대한 이야기가 아님을 먼저 밝힙니다.

사실과 다른 내용이 있다면 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다.

 



안녕하세요 미스테리코 choline입니다.
이더리움을 중심으로 채굴에 대해 이야기해보려고 합니다.

(채굴을 중심으로 이더리움일지도 모르겠습니다)

부담 없이 읽을 수 있도록 전해보겠습니다.

 

 

1. 그래픽카드 대란 

 

"오늘 본 그래픽카드 가격이 가장 싼 가격입니다"

최근 그래픽카드 가격 변화 추이(출처 다나와, 일부 MSI 제품)

 

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잠깐! 그래픽카드가 뭔가요?

"그래픽 카드란 CPU의 명령하에 이루어지는 그래픽 작업을 전문적으로 빠르게 처리하고

디지털 신호를 영상 신호로 바꿔 모니터로 전송하는 장치다 (출처 나무 위키)"

게임할 때 버벅거림 없이 즐길 수 있게 해주는 핵심 부품이기도 합니다.

 

최근 3개월 동안 그래픽카드 가격은 2배가량 상승했습니다. 세계적으로 그래픽카드 품귀 현상이 심각해지고 있기 때문입니다. 실제로 위 그래프에 표기된 가격에 구매할 수 있을지는 "배송 중"이라는 문구를 보기 전까지는 확신할 수 없는 상황입니다. 다양한 원인들로 인해 가격이 상승했겠지만, 암호화폐 "채굴"이 가격 폭등의 단초를 제공했다고 생각합니다.

 

현재 암호화폐 채굴의 중심에는 "이더리움"이 존재합니다.

물론 "이더리움 때문에 그래픽카드 가격이 너무 올랐어!"라고 이야기하고자 글을 작성하는 것은 아닙니다.

왜 사람들은 채굴을 하는지, 이더리움은 무엇인지, 채굴은 어떤 의미가 있는지 차근차근 이야기해보고자 합니다. 

 

 

2. 채굴은 돈이 된다

 

이더리움 채굴 모니터링 앱 화면

 

일정 조건을 충족하는 그래픽카드(들)로 채굴을 진행할 시 보상으로 암호화폐(이더리움, 컨플럭스, 레이븐 등)를 받을 수 있습니다. 사진에서 1주일 채굴 보상으로 0.067 이더리움(작성 시간 기준 141,571원)이 주어지는 것을 확인할 수 있습니다. 전기세, 각종 수수료, 그래픽카드의 감가는 미포함된 금액입니다. 채굴의 채산성에는 굉장히 많은 요소들이 영향을 끼치지만 그래도 컴퓨터를 틀어놓고 "채굴"을 실행하는 것만으로 돈이 생긴다니! 신기한 일이 아닐 수 없습니다.

 

위의 채굴에 사용된 그래픽 카드는 RTX 3060 2개와 RTX 3070 2개 총 4개입니다. 이보다 더 큰 규모 구성이라면 어마어마한 금액이 나올 것입니다.(물론 그에 걸맞은 리스크가 존재합니다.)

 

돈이 되는 채굴에 그래픽카드가 필요했고, 많은 사람들이 채굴에 뛰어들었습니다. 전 세계에서 사무실을 빌려 채굴을 하고, 가정에서 채굴을 하게 되었죠. 그래픽카드 가격 상승은 자연스럽게 동반될 수밖에 없었습니다. 미래에 채굴이 계속해서 핑크빛일지는 모르지만, 지금 이 시점에서 채굴은 돈이 됩니다. 암호화폐 채굴에 대한 흥미가 조금은 생기셨는지 모르겠습니다.

 

"그래 그래픽카드를 이용해서 채굴을 해서 돈을 받는 것 까진 알겠는데 그럼 채굴이란 게 뭔데?"라는 질문이 뒤따를지도 모르겠군요. 이제부터 "그래픽카드를 이용", "채굴"의 의미를 파악해 보겠습니다. 

 

 

3. 그래픽 카드는 어떤 일을 하는 걸까?

 

그래픽카드는 블록체인에 들어오는 데이터를 확인하는 일을 하게 됩니다. 데이터를 블록 안에 넣고 블록체인에 연결하게 되죠. 이를 위해 블록체인 내의 거래 내역(계약 등)을 확인하고 신뢰성을 검증합니다. 사실이라고 판명이 날 경우 해당 데이터를 블록 안에 넣게 되죠. 이러한 과정을 거친 뒤 새로운 블록을 기존 마지막 블록과 연결하게 됩니다.

 

채굴자는 해당 과정에서 굉장히 어려운 문제를 풀어 "내가 해당 작업을 해냈어"라는 것을 증명해내어야 합니다. 이를 작업 증명 방식(Pow)이라고 합니다. 조금 더 알아볼 여지를 남기자면 작업 증명이란 목푯값 이하의 해시값을 찾는 과정을 반복해 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식이며 "합의 알고리즘"의 일종입니다. 이 과정에 참여하는 것을 "채굴"이라고 부르게 되는 것이죠. 실제로 채굴자들이 받는 보상에는 블록 연결에 대한 보상뿐만 아니라 이더리움 전송 수수료, Uncle블록 보상, Gas 비용 등등 다양한 요소들이 포함되어 있습니다.

 

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아래는 예제를 체험해 볼 수 있는 홈페이지입니다. 

Block Data에 본인이 원하는 임의의 문구를 넣습니다.
Nonce 값은 채굴자가 변경할 수 있는 유일한 변수입니다.
초기값 2로 설정된 값은 채굴 난이도를 뜻합니다.
우측 Hash 값 시작이 난이도만큼의 "0"개수로 시작해야 합니다.  현재 비트코인 채굴 난이도는 19라고 합니다.
Nonce 값 우측 버튼을 누르면 시작합니다.
Nonce값을 계속 올려가며 조건에 부합하는 Hash를 찾습니다.
 

Mining Proof of Concept

 

mining-simulator.netlify.app

 

위의 예시에서 해시값을 찾아보셨나요? "빠르게 계산해서 정답을 찾고 보상을 받는다"라는 생각만 가지고 가셔도 되겠습니다. 현재 개인들은 마이닝 풀 허브, 피닉스 마이너 등 다양한 마이닝 풀에 그래픽카드 성능을 제공하고 이더리움을 수령하고 있습니다. 세계 각지에서 모인 채굴자들이 각각의 마이닝 풀에 모여서 경쟁, 협력하며 채굴을 하고 있는 것이죠. 그런데 왜 마이닝 풀에 모여서 힘을 모아 채굴을 하는 걸까요? 혼자서는 채굴을 할 수 없는 걸까요?

 

 

4. 그래픽카드를 늘리면 채굴의 태풍이 될 수 있을까?

 

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재미 위주의 수치를 엿보겠습니다. (3월 31일 01시 기준)

나 홀로 채굴 vs 세계 채굴업자

 

RTX 3070 그래픽카드는 약 60Mh/s의 해시 파워를 가지고 있습니다. 이는 초당 6천만 번의 Hash 값을 찾는다는 말이기도 합니다. 이제 홀로 채굴을 시작해보겠습니다. 어마어마한 속도로 답을 찾아 버리겠다!

 

그런데 (불가능하지만) 독립적인 공간에서 하나의 블록을 블록체인에 반영하려고 한다면 약 1,200일이 필요하다고 합니다. 왜 그런 것일까요? 혹시 가능하다고 해도 이미 내가 반영하려고 하는 블록 앞에 약 770만 개의 먼저 온 블록들이 도착해 있습니다. 그 이유는 이더리움 블록은 13.4초마다 하나씩 생성되고 있고, 블록당 평균 난이도가 약 6,174 TH(테라헤시)였기 때문입니다. (1TH = 1,000GH = 1,000,000 MH)

 

실제로 내가 반영하려고 했던 블럭은 이미 다른 채굴자들이 블록체인에 반영해버렸습니다. 그래픽카드 개수가 부족한 것을 깨닫고 조금 더 늘려 보겠습니다. RTX 3070 1만 개를 동원했습니다. 이제 해시 파워는 600,000 Mh입니다. 독립적인 공간에서 하나의 블록을 성공적으로 반영하고자 할 때 이제는 고작 767개의 블록이 먼저 도착해 있을 뿐입니다.

 

얼마나 그래픽카드를 동원해야 앞서 이더리움 블록체인에 반영되는 블록을 따라잡을 수 있을까요? 약 461 TH의 해시 파워 정도면 가능하다는 결과가 나옵니다. 770만 개의 RTX 3070이면 가능하겠군요! RTX 3070 그래픽카드가 현재 120만 원 정도 합니다.  약 9조 2149억 원을 가지고 그래픽카드를 모조리 구매한다면 세계 채굴자들을 모두 뛰어넘을 수 있을지도 모르겠군요.

 

전세계 채굴자들을 합한 해시 파워보다 더 높은 힘을 가진다고 해서 그들의 파이를 모두 가져오게 되는 것은 아닙니다. 정답을 찾는 과정은 논에 모내기를 끝마쳤을 때 주어지는 것이 아니라 논에 떨어진 금가락지를 찾을 때 주어지기 때문이죠. 또한 채굴 난이도는 유동적입니다. 전체 해시 파워 상승에 따라 난이도 상승이 동반됩니다. 마차를 끄는 말의 코앞에 매달린 당근처럼 난이도와의 격차를 줄이는 것은 불가능할지도 모릅니다. 이더리움 재단에서는 발행되는 이더 개수를 제한하기 위해(혹은 이더리움 가치를 유지하기 위해) 해시 파워 상승에 따라 난이도를 조절하고 있습니다. 아래의 그래프를 보시죠.

 

왼쪽부터 일간 블록에 대한 이더 보상, 이더리움 네트워크에 참여하는 전체 해시파워, 블록 난이도 순입니다. (https://etherscan.io/)

 

21년에 이르러 보상으로 제공되는 총 이더 개수는 일정하게 유지되고 있지만 전체 해시 파워와 난이도는 급격하게 증가하고 있음을 확인할 수 있습니다. 전체 네트워크 해시값의 증가에 맞춰 난이도가 조절되고 있음을 확인할 수 있습니다. 덧붙여 동일한 해시 파워가 가져다주는 보상이 점점 줄어들고 있음을 볼 수도 있네요. 더 관심이 있으신 분들을 위해 찾아볼 여지를 남겨두겠습니다. 이더리움은 오는 7월 "런던 하드포크" 패치로 이더리움 채굴이 작업 증명 방식에서 지분 증명 방식으로 변경될 예정입니다. 이에 관련해 파생되는 내용이 정말 많으니 관심 있으신 분들은 꼭 찾아보시길 바랍니다.

 

5. 이더리움

이더리움 블록체인에서는 스마트 컨트랙을 이용해서 코드로 다른 사람들과 교류할 수 있습니다. 탈중앙화 분산 애플리케이션(DApp, Decentralized Application)을 공유 네트워크 속에서 운용함으로써 말이죠. (Solidity라는 언어를 주로 사용한다고 합니다.) 보통 AWS를 많이 사용하게 되는데요, (그럴 일 없겠지만) 아마존 서버가 지구 상에서 사라진다면 AWS에 올려둔 코드들도 함께 사라지게 되겠죠. 하지만 공유 네트워크에 올려둔 코드는 이더리움 블록체인을 공유하고 있는 세계 모든 컴퓨터가 한꺼번에 증발하는 경우가 아니라면 안전하게 블록체인 속에서 유랑하고 있을 겁니다. DApp 보러 가기 덧붙여 앞서 한번 언급한 "합의 알고리즘"이 탈중앙화에 중요한 역할을 한다고 합니다. 

 

21년 2월 3일 600이더의 가치를 가진 NFT 크립토 키티 드래곤

이더리움 블록체인에는 이더뿐이 아니라 다른 형식의 토큰도 발행됩니다. 그중 대체 불가능 토큰(NFT)이 있습니다. 이더는 ERC-20, NTF는 ERC-721 프로토콜을 사용해 발행된 서로 다른 토큰입니다. NFT는 말 그대로 대체할 수 없는 각각의 개별 토큰이라고만 생각해 주셔도 됩니다. 저의 1 이더는 여러분이 가진 1 이더와 동등한 가치를 가지고 있고 서로 교환한다고 해서 변경된 점은 찾을 수 없습니다. 하지만 NFT는 다릅니다. 대체 불가능 토큰이라는 이름에 걸맞게 오직 하나의 토큰만이 블록체인 속에 존재합니다. 이는 디지털 자산의 소유권 분쟁을 해결할 수 있는 단초가 될 수 있다는 평가를 받고 있죠. DApp 중 크립토키티라는 고양이 키우기 서비스가 있습니다. (번외로 크립토키티 개발사는 이더리움을 떠나 자체적인 블록체인을 개발한다고 합니다.) 21년 2월 "크립토키티 드래곤" NTF는 600 이더의 가치를 가지고 있었습니다. 크립토키티 장터 구경 가기 또한 아래 영상에서는 NFT 토큰이 적용된 예술작품이 약 785억에 판매되는 순간을 볼 수 있습니다.

 

디지털 아티스트 비플(Beeple)의 작품이 판매된 순간

 

 

이더리움 블록체인 하에서 중개인 없는 거래가 가능해 질지도 모릅니다. 배달의 민족이라는 중개업체를 이용해서 많이 음식을 시켜먹고 있습니다. 배달의 민족이 버는 수익은 음식 판매자와 구매자에게 부담되고 있죠. 하지만 블록체인 하에서 "교촌 치킨 사장님 허니콤보 하나 주문합니다 배달 완료 시 이더가 전송됩니다"라는 계약을 실행한다면 교촌 치킨 사장님은 허니콤보를 배달하고 이더를 전자지갑으로 받을 수 있을 것입니다.

 

-> 구매자가 취소하면 어쩌죠?

앞서 "나 홀로 채굴 vs 세계 채굴업자" 예시에서 개인이 이더리움 블록체인의 블록을 세계 채굴업자들 보다 빠르게 많이(길게) 반영하는 것은 불가능의 영역이라는 것을 보았습니다. 한번 블록체인에 반영된 계약은 거대한 공유 네트워크 속에서 이미 반영되었습니다. 단점은 오늘 밤에 시킨 치킨 내역을 헬스장 관장님이 볼 수 있다는 것이 있겠네요. 이더리움에 기록된 판문점 선언처럼 다른 사람이 이더 네트워크를 사용한 정보를 누구든지 확인할 수 있습니다. (Click to see More을 누르시고 view input as 를 utf-8로 바꿔주시면 됩니다.)

 

6. 마치며

정리하자면 이더리움 채굴은 작업증명방식의 이더리움 블록체인의 블록 검증 행위이고, 채굴자들은 그에 대한 보상으로 이더를 받게 됩니다. 이러한 보상의 존재로 수많은 채굴자들이 검증작업을 하고 있기 때문에 특정 개인이 블록을 조작하는 것은 불가능에 가깝습니다. 그리고 중앙 서버에 데이터가 저장되어 있는 것이 아니기 때문에 데이터 유실의 외부 위험성이 없습니다. 또한 이더리움 블록체인 NFT, 이더 등의 다양한 토큰이 존재하고, 무한한 형태의 계약이 존재할 수 있습니다. 

 

테슬라에서 비트코인으로 자사의 차량을 구매할 수 있게 했다고 합니다. 글을 작성하던 3월 30일 소식으로 Paypal에서 비트코인, 이더리움, 리이트 코인, 비트코인 캐시로 페이팔 가맹점의 상품을 구매할 수 있는 서비스를 제공한다고 합니다. 또한 계속해서 이더리움 재단은 여러 번의 "하드 포크"를 통해서 이더리움의 약점을 보완해 나가고 있습니다. 주로 긍정적인 면만 이야기했는데 부정적인 측면도 존재합니다. 마이너 풀에 대한 중앙화로 채굴의 중앙화가 발생할 수 있다는 우려도 뒤따르고 있습니다. 관련 포스팅 또한 2018년 암호화폐 시장은 폭락을 맞았던 경험도 있죠. 또 각 정부가 암호화폐에 대해 어떤 대응책을 내놓을지도 오리무중입니다. 인도는 가상화폐 보유와 거래를 금지하는 법안을 추진하고 있다고 합니다. 해당 글에서 다룬 이더리움은 극히 일부분입니다. 이더리움 네트워크에 지대한 영향을 끼치는 요소들이 많이 생략되어 있습니다. 이 글을 보시고 "이더리움이란 것은 이런 느낌이고 채굴이란 것이 전기 낭비만 유발하는 것이 아니구나"라는 느낌을 가졌다면 충분하다고 생각합니다

 

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