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한 가지 어려운 문제를 물어보겠습니다. 당신은 비트코인이 뭔지 아시나요? 네, 맞습니다. “암호화폐”라고도 불리는 가상 화폐입니다. 이글을 쓰는 시점에서 이 실체가 없는 돈은 하나에 16,000 달러를 넘겼습니다. 비트코인을 얻기 위해서는 인터넷 거래소에서 실제로 이를 구매하거나 아니면 컴퓨터를 이용해 “채굴”해야 합니다. 이런, 어려운 말이 또 나왔네요.

지난 주, 가상화폐 사이트인 디지코노믹스는 전세계적으로 비트코인 채굴에 쓰이는 전기의 양이 세르비아 국가 전체가 사용하는 전기의 양을 넘겼다고 보도했습니다. 그들의 계산에 따르면 2019년 7월, 비트코인 P2P 네트웍 전체의 전기 사용량은 미국의 전기 사용량보다 많아질 것입니다. 2020년 11월에는 나머지 지구 전체보다 더 많은 전기를 쓰게 되구요.

분명 문제가 있군요. 이는 비트코인이 매년 1770만 톤의 이산화탄소를 지구의 대기에 내뿜어 숲을 사라지게 만들고 해안선을 없애며 말라리아를 늘이고 있다는 뜻입니다. 비트코인 P2P 네트웍은 어쩌면 모든 우주의 에너지를 비트코인으로 만드는 목적을 가진 분산된 초인공지능(클립 인공지능 글을 참고하세요)이라 비유할 수도 있습니다. 실제로 비트코인 P2P 네트웍의 목적은 비트코인을 만드는 것입니다. 이 시스템은 개발자들에게 가상의 가치를 지불하고 비트코인을 만들어내도록 만듭니다. 최면화폐(hypnocurrency)라 불러도 되겠네요!

추적이 불가능하며, 현금만큼 신용이 확보될 뿐 아니라, 국가의 영향을 받지 않으며, 물리적 실체도 가지지 않는, 거기에 누구나 사용할 수 있다는 평등주의까지 포함된 이 기술은 여전히 천재의 작품이라는 느낌을 풍깁니다. 그러나 지난 세 달 간의 폭등이 말해주는 현실은 과학은 여기에 동의하지 않는다는 것입니다. 물론 이 사실이 사람들이 이 문제를 고치려 하지 않았다는 뜻은 아닙니다.

비트코인은 모든 거래를 기록하는 안전한 장부 기술인 블록체인에 기반하고 있습니다. P2P 비트코인 네트웍은 그 장부를 생성하고 유지하는 역할을 하며, 거래 기록이 담긴 블록을 체인에 연결하는 방식으로 그 장부의 내용을 사실상 누구나 추가할 수 있습니다. 하지만 여기에 한 가지 비밀이 있습니다. (바로 이 점이 비트코인의 개발자 – 혹은 개발자 집단 – 인 사토시 나카모토의 천재성이 들어간 부분입니다.) 블록을 만들기 위해서는 해쉬 알고리듬이라 불리는 매우 어려운 수학문제 SHA-256 을 풀어야 합니다.

일정량의 거래 확인과 수학 문제 풀이를 통해 전체 시스템은 당신의 블록을 체인에 연결하게 됩니다. 여기에 성공할 경우 당신은 보상으로 비트코인을 받게 됩니다. 이 과정을 채굴이라 하며 수학문제의 풀이를 통해 블록의 생성비용을 지불하게 하는 이 방식을 “작업 증명(proof of work)”이라 합니다.

“작업 증명 방식은 누구나 다른 이의 허가없이 이 일에 참여할 수 있게 만드는 장점을 가지고 있습니다.” 코넬 대학의 암호화폐 및 스마트 컨트랙트 위원회 공동 대표인 에민 귄 시어러의 말입니다. “어느날 갑자기 네트웍에 참여해 암호 문제를 풀기 시작한 이들이라 하더라도 장부를 유지하는 데 도움을 줄 수 있습니다.”

그러나 문제를 푸는데 왕도는 없습니다. SHA-256 알고리듬은 오직 모든 가능한 답을 하나씩 시도해보는 방식으로만 답을 찾을 수 있게 만들어진 알고리듬입니다. 더 많은 컴퓨터를 사용할 수록 더 빨리 답을 찾을 수 있습니다. 이는 당신의 컴퓨터를 24시간 켜 놓고, 팬을 돌리고, CPU를 오버클락 해야한다는 뜻입니다. “에너지를 사용해야 한다는 점이 또다른 특징입니다. 이 방식의 장점일수도 있습니다. 전체 시스템을 장악하기 위해서는 시스템 전체 해쉬 능력의 51%를 가져야하며 그 만큼의 에너지를 소모해야 합니다.”

이는 특징이지, 버그가 아닙니다. (아마 분산 초인공지능은 분명 그렇게 말할겁니다.) “만약 당신이 ‘책임자 없이도 누구나 원하는 때에 네트웍에 참여하거나 떠날 수 있으며 장부의 결과에 모두가 동의할 수 있는 시스템’이 있다고 이야기했다면 예전의 컴퓨터 과학자들은 이를 불가능하다고 말했을 겁니다.” 뉴욕대학 조셉 본느의 말입니다. “비트코인이 바로 이런 일을 할 수 있다는 것이 사람들을 놀라게 만들었습니다. 이에 대한 비용이 바로 작업증명이며, 이때문에 블록체인에 새로운 블록을 추가하는데는 비용이 들게 됩니다.”

그러나 바로 이 점 때문에 평등주의는 깨지게 됩니다. 초기 가상화폐 지지자들은 자신의 개인 컴퓨터를 이용해 이 네트웍에 참여했습니다. 하지만 세상은 바뀌었습니다. 사람들은 그래픽 처리장치가 CPU보다 더 해쉬 알고리듬을 잘 푼다는 사실을 발견했습니다. 더 많은 파워를 쏟아 붇고 더 정교한 프로그램을 만들어냈습니다. 채굴을 위한 FPGA가 만들어 졌습니다. 오늘날 가장 인기있는 장비는 비트코인 채굴을 위해 고안된 ASIC(주문형 반도체)입니다.

비트코인 채굴이 중앙집중형으로 바뀌었을 뿐 아니라 에너지 소모 역시 문제가 되기 시작했습니다. 오늘날 가장 뛰어난 채굴장치는 10억회의 해쉬 계산(Gh, 기가해쉬)을 위해 0.3 와트를 사용합니다. 이는 1킬로와트로 300Gh가 가능하다는 뜻입니다. 한 번의 트랜잭션 마다 초당 13,600 페타해쉬, 곧 234 킬로와트시를 사용하며 이는 비트코인 네트웍이 한 시간 동안 32테라와트시를 쓴다는 것을 말해줍니다. 이는 지구 전체 전기 사용량의 0.15%입니다.

더 효율적인 기기가 나타난다 하더라도 이 문제는 해결되지 않습니다. 메이누스 대학의 데이비드 말론은 2014년에서 2017년 사이 하드웨어 효율은 줄당 2기가해쉬에서 10기가해쉬로 높아졌지만 해쉬 레이트 역시 초당 30만회에서 초당 200만회로 증가했다고 말합니다. 즉 결과적으로 효과는 상쇄된 셈입니다. 2017년 해쉬 레이트는 1200만회에 달했지만 “하드웨어는 이를 따라잡지 못하고 있다”고 말론은 말합니다.

전기세가 올라가자 채굴자들은 ASIC 시스템을 전기가 저렴한 아이슬란드(지열 에너지가 풍부한), 중국(정부가 전기세를 관리하며 비트코인으로 규제를 피해 투기를 할 수 있는)에 설치하기 시작했습니다. 이 지역에서는 같은 돈으로 더 많은 비트코인을 캘 수 있기 때문입니다.

(와이어드)

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