금일인 11월 1일은 가상화폐 시장 대표 자산인 비트코인의 백서가 발간된 날이다. 
 

비트코인 백서는 지난 2008년 11월 1일 발표됐다. 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)라고 알려진 익명의 개발자는 백서를 통해 비트코인의 개발 과정을 다뤘다. ‘이중지출’은 비트코인 백서에서 개발자들이 가장 중점적으로 다뤘던 사항이다. 
사토시 나카모토는 블록체인 시스템이 ‘이중지출’의 문제점을 해결할 것으로 내다봤다. ‘이중지출’은 과거 사이버 거래상에 흔하게 있던 문제로 구매자가 대금을 지불하고도 상품을 받지 못하는 상황을 뜻한다. 
그는 ‘합의 알고리즘’에 블록체인 개념을 도입하기도 했다. 
블록체인의 특징은 누구도 데이터를 임의로 수정할 수 없고 누구나 변경의 결과를 확인할 수 있다는 것이다. 사토시 나카모토는 분산 컴퓨팅 기술 기반의 데이터 위변조 방지 기술인 블록체인을 기반으로 다양한 ‘합의 알고리즘’을 제작했다. 

현재 ‘합의 알고리즘’은 분산화된 시스템의 무결성과 보안 유지를 위해 쓰이고 있다. 사토시 나카모토가 만든 ‘합의 알고리즘’은 현재 블록체인과 가상화폐 시장의 중심축인 ‘작업증명(Proof-Of-Work)’으로 설명된다. 
‘작업증명’을 통해 비트코인 네트워크의 모든 참여자는 장부 최신화를 다 같이 관리할 수 있었으며 누구나 합의 과정에 참여할 수 있었다. 거래 내 문제 발생시 해당 거래가 유효한 사항인지에 대한 진위 여부 등을 검증하는 방법으로도 ‘작업방식’의 ‘합의 알고리즘’이 사용됐다. 
사토시 나카모토는 ‘합의 알고리즘’을 바탕으로 만든 비트코인 네트워크에 ‘디지털 서명’, ‘작업 증명’, ‘공개 키 암호화’, ‘해시 함수’, ‘타임스탬프’, ‘블록 보상’, ‘거래 수수료’, ‘채굴 난이도 조정’, ‘머클트리’, ‘개인간(P2P) 네트워크’ 등의 시스템을 첨가했다. 
‘머클트리’는 여러 데이터에 대해 순차적으로 해시 함수를 적용해 하나의 해시값으로 표현하는 데이터 구조를 의미한다. 비트코인은 사토시 나카모토가 ‘합의 알고리즘’과 블록체인을 결합하는 과정을 통해 탄생했다.
 

당시 사토시 나카모토는 총 8건의 선행 개발 논문을 인용해 백서를 작성했다. 8건의 논문은 중앙 통제가 불가능한 최초의 분산형 가상화폐를 만드는 엔지니어링(기술)과 설계 요건을 위해 참고됐다. 
비트코인 백서에 사용된 첫 번째 논문은 암호학 전문가 웨이따이(Wei Dai)의 ‘비-머니(b-money)’였다. 그는 지난 1998년 전자분산원장 시스템에 기반한 전자자산 제작을 제안했던 인물이다. 
웨이따이는 가상화폐를 암호학을 이용해 중앙 통제하는 주체 없이 발행할 수 있는 새로운 돈의 형태라고 소개하며 ‘암호화폐’라는 단어를 처음 언급했다.
웨이따이는 ‘비-머니’에서 “공동체는 참여자들의 협력에 의해 정의되며 효율적인 협력은 돈과 계약을 강제하는 방법이 필요하다”라며 “전통적으로 돈과 계약을 강제하는 역할은 정부가 주도했지만, 논문을 통해 정부가 추적할 수 없는 프로토콜을 설명하겠다”라고 말했다.
 

‘비-머니’ 이외에는 총 세 건의 논문이 ‘타임스탬프(Time Stamp)’와 관련해 인용됐다. 
‘타임스탬프’는 블록이 생성되는 시간을 명시하는 값이다. 기록된 값을 통해 전자 정보가 어느 시점에 존재하고 있었는지와 정보의 내용이 바뀌지 않았다는 증명을 하기도 한다. ‘타임스탬프’에 저장되는 모든 값은 암호화를 거치므로 정보의 신뢰성을 보장한다는 특징도 있다.
‘타임스탬프’ 관련 두 번째 참고 논문은 ‘신뢰 요구 사항이 최소화된 안전한 타임스탬프 서비스 설계(Design of a secure timestamping service with minimal trust requirements)’였다. 이 논문은 시스템에서 신뢰 요구 사항을 줄이는 방법을 탐구하기 위해 작성됐다.
 

‘신뢰 요구 사항이 최소화된 안전한 타임스탬프 서비스 설계’ 논문은 디지털 ‘타임스탬프’를 특정 시점에 문서의 존재를 보장하기 위한 디지털 인증서로 정의했다. ‘타임스탬프’ 기술을 ‘신뢰 가능한 제3자와 일하는 것’과 ‘분산 신뢰’의 개념에 기반한 것으로 나누기도 했다.
‘신뢰 가능한 제3자와 일하는 것’ 관련 기술은 ‘타임스탬프’의 발행 주체와 공정성에 의존될 것으로 명시됐다. ‘분산 신뢰’ 개념에 기반한 ‘타임스탬프’의 경우 사람들의 서명과 날짜를 기입해 검증자들에게 문서를 훼손할 수 없다는 것을 확신시키는 것이 선행조건으로 거론됐다.
‘타임스탬프’ 관련 세 번째 논문은 ‘디지털 문서 내 타임스탬프 사용방법(How to time-stamp a digital document)’였다. 
‘타임스탬프’ 관련 세 번째 논문은 전자 문서의 날짜 소급을 불가능하게 하는 기술을 제안했다. ‘디지털 문서 내 타임스탬프 사용방법’ 논문은 ‘타임스탬프’의 특성을 활용해 비트코인 관련 해시 기록 변조를 방지하기 위한 작업에 초점이 맞춰졌다.
 

사토시 나카모토가 참조한 네 번째 참고문헌은 ‘디지털 타임스탬프의 효율성과 신뢰성 향상(Improving the efficiency and reliability of digital timestamping)’으로 ‘머클트리’에 집중했다. 
‘머클트리’는 비트코인이 거래 데이터를 블록에 저장하고 노드를 검증하여 신속한 결제와 블록 검증을 가능하는 시스템이다. ‘머클트리는’ 해시 함수와의 결합으로 무결성 검증을 용이하게 만든 내용의 다섯 번째 논문에서도 언급됐다. 
사토시 나카모토가 참고한 다섯 번째 논문은 ‘비트 스트링에 대한 보안 이름(Secure names for bit-strings)’이다.
‘해시캐시-서비스 거부 대응(Hashcash - a denial of service counter-measure)’은 비트코인 백서 제작 과정에서 참조된 여섯 번째 논문이었다. 
여섯 번째 논문을 통해 사토시 나카모토는 비트코인의 ‘작업증명’ 시스템을 구현하는 과정을 구체화했다. ‘작업증명’은 ‘이중지출’을 막는 해결 방안을 구축하는데 기여했으며, 현재까지 상당수의 가상화폐가 채택 중인 보편적인 ‘합의 알고리즘’이다.
 

일곱 번째 논문은 ‘디지털 서명’ 관련 문서였다. 사토시 나카모토는 ‘공개 키 암호 시스템에 대한 프로토콜(Protocols for public key cryptosystems)’ 논문을 통해 가상화폐 보유자가 송금 받을 때 사용되는 공개 키 배포 계획과 디지털 서명을 위한 의정서에 대해 탐구했다.
디지털 서명은 많은 수신자가 존재하는 상황에서 중앙 소스의 메시지를 가장 효과적으로 전달하는 방법이라는 것이 ‘공개 키 암호 시스템에 대한 프로토콜’ 논문의 골자다. 디지털 서명을 통해 가상화폐 사용자가 거래 원본의 소유권을 증명할 수 있다는 점에서 나온 분석이었다.
비트코인은 현재 공개키 암호기술 구현 방식의 한 종류인 ‘타원곡선 암호기술(ecc)’ 방식에 속하는 ‘타원곡선 디지털서명 알고리즘(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm, ECDSA)’을 디지털 서명 사용 알고리즘으로 도입 중이다. 
마지막으로 사토시 나카모토는 윌리엄 펠러(W. Feller)의 ‘확률 이론과 그 적용에 대한 소개(An introduction to probability theory and its applications)’를 인용했다. 1957년에 출간된 이 책은 사토시 나카모토가 ‘이중지출’ 문제의 핵심인 거래 오류 확률을 계산하기 위해 사용했다.
 

한편 미국의 시장조사기관인 ‘얼라이드 마켓 리서치(Allied Market Research)’는 이달 월간 보고서를 통해 오는 2031년 비트코인 결제 시장이 3조 7,882억 달러(한화 약 5,363조 원)까지 성장할 거란 조사 결과를 발표하기도 했다. 
‘얼라이드 마켓 리서치’가 집계한 지난해 비트코인 결제 시장 규모는 8,506억 달러(한화 약 1,204조 원) 규모였다. 보고서는 코로나19 유행 기간에 걸쳐 가상화폐에 대한 수요가 급격히 증가해 비트코인 지불 시장에도 영향을 미쳤다고 설명했다.