비트코인 노드 및 네트워크 유형

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안녕하세요. 박세계입니다.

몇 달 전 부터 참석하고 있는 모임이 있습니다. 통계, 자연어 분석, 블록체인 등을 함께 공부하는 모임인데, 세 분야 모두 부족한 제게는 귀동냥이라도 할 수 있는 귀한 시간입니다. 막상 일이 바쁘다는 핑계로 꾸준히 참석하지 못해 항상 아쉽습니다.

늘 다른 분의 발표를 듣기만 하다 어제 저녁 오랜만에 제 차례가 왔습니다. 잘 알려진 비트코인 도서 Mastering Bitcoin의 '8장 비트코인 네트워크'에 해당하는 내용이었습니다.

많이들 아시겠지만 해당 도서는 GitHub에 모든 내용이 올려져 있어 무료로 볼 수 있습니다.

Mastering Bitcoin 2nd Edition - Chapter 8. The Bitcoin Network

모든 이미지는 저작권 문제가 없는 First Edition에서 가져왔습니다. 본 장의 두 버전 내용과 이미지가 대동소이해 내용 확인에 지장이 없습니다.

발표를 위해 정리한 내용 중 '비트코인 노드 및 네트워크 유형'을 공유하고자 합니다. 책 내용도 좋지만 이미지 설명이 깔끔해서 이해하는데 큰 도움이 되었습니다.

비트코인 노드 유형 및 역할

기본적인 네트워크 참여 방식인 P2P 프로토콜을 사용하는 노드 유형은 다음과 같이 네가지가 있습니다.

지갑^Wallet: 소유한 비트코인 송수신 및 잔고 확인.
채굴^Miner: 작업증명^{PoW, Proof-of-work} 알고리즘을 풀어 새로운 블록을 생성하기 위해 경쟁. 블록 생성시 비트코인을 보상으로 받음.

현재 보상은 12.5 BTC인데, 210,000 블럭마다 보상이 반으로 줄어들며 다음 반감기는 2020년 6월 1일로 예상.
블록체인 데이터베이스^{Full Blockchain}: 온전한 최신 블록체인 복사본을 유지. 외부 참조 없이 독자적으로 거래 검증 가능.

블록체인 부분집합(주로 헤더)만 유지하는 경우 SPV^{Simplified Payment Verification} 노드 혹은 라이드웨이트^Lightweight 노드라 불림.
네트워크 라우팅^{Network Routing}: 거래와 블록을 검증하고 전파하며, 이웃 노드들과의 연결을 유지. 모든 노드 유형에 필수.

앞서 설명한 P2P 프로토콜을 사용하는 네가지 노드 포함, Pool 프로토콜 같이 특수한 프로토콜을 사용하는 노드 등을 통틀어 확장 비트코인 네트워크라고 합니다.

레퍼런스 클라이언트^{Reference Client (Bitcoin Core)}: 비트코인 창시자 사토시 나카모토가 만든 공식 클라이언트. 초창기에는 이 노드 형태밖에 없었으며 시간이 지나면서 다양한 유형의 노드가 생김.
풀 블록체인 노드^{Full Block Chain Node}: 풀 노드라고도 불리우며, 온전한 최신 블록체인 복사본을 유지.
단독 마이닝 노드^{Solo Miner}: 단독으로 마이닝이 가능한 노드. 마이닝 풀에 의존하는 마이닝 노드와 구별됨.
라이트웨이트 지갑^{Lightweight (SPV) wallet}: 풀 노드가 모든 거래기록을 포함 하는것과 달리 1,000배 가량 작은 헤더만 포함하여 지갑 기능만 수행.
풀 프로토콜 서버^{Pool Protocol Servers}: P2P 네트워크에 접속하는 게이트웨이 역할. 마이닝 풀의 노드들이 연결된 중앙 서버라고 보면 됨.
마이닝 노드^{Mining Nodes}: 풀 프로토콜 서버에 연결 및 의존하여 마이닝에 참여하는 노드.
라이트웨이트 스트라텀 지갑^{Lightweight (SPV) Stratum wallet}: 스트라텀 프로토콜을 사용하는 지갑. 역시 헤더만 포함하여 가볍게 지갑 기능만 수행.