하루 1000억 원의 비용! 51% 공격이 비트코인을 뚫지 못하는 이유

 

안녕하세요, 블록체인 기술에 깊은 관심을 가진 블로거입니다. 오늘은 블록체인의 보안과 관련된 가장 중요한 개념 중 하나인 '51% 공격'에 대해 이야기해 보려 합니다. '51% 공격'이라는 단어를 들으면 왠지 무시무시한 해킹 사건처럼 들리시죠? 실제로도 매우 위험한 공격 방식이지만, 비트코인처럼 규모가 큰 블록체인에서는 사실상 불가능에 가깝습니다.

 

이 글을 통해 51% 공격이 무엇인지, 어떻게 이루어지는지, 그리고 왜 비트코인 네트워크는 이 공격으로부터 안전한지 비전문가도 쉽게 이해할 수 있도록 설명해 드릴게요. 하루 1000억 원이 넘는 비용을 감수하면서까지 비트코인을 해킹하려는 사람이 없는 이유를 함께 파헤쳐 볼까요?

 

1. 51% 공격, 그게 뭔가요?

51% 공격은 작업 증명(Proof-of-Work, PoW) 기반 블록체인에서, 특정 채굴자 또는 그룹이 네트워크 전체 해시 파워(컴퓨팅 성능)의 51% 이상을 차지하여 블록체인 네트워크를 조작하는 공격입니다.

블록체인 네트워크는 '가장 긴 체인'을 진짜로 인정하는 규칙을 가지고 있습니다. 51% 공격자는 이 규칙을 악용합니다. 네트워크의 절반이 넘는 컴퓨팅 파워를 손에 넣었기 때문에, 다른 채굴자들보다 훨씬 더 빠르게 새로운 블록을 생성하고, 남들이 모르는 자신만의 비밀 체인을 만들 수 있습니다.

51% 공격의 주요 목표는 다음과 같습니다.

• 이중 지불(Double-spending): 이미 사용한 코인을 다시 사용하는 것입니다.
• 거래 거부 및 검열: 특정 사용자의 거래가 블록에 포함되지 못하게 막는 것입니다.

51% 공격은 단순히 해킹을 넘어, 블록체인의 핵심 가치인 탈중앙화와 신뢰를 근본부터 흔드는 행위입니다.

 

2. 51% 공격, 어떻게 이루어지나요?

51% 공격은 영화 속 해커처럼 컴퓨터 한 대로 이루어지는 것이 아닙니다. 막대한 자본과 장비가 필요한 매우 복잡한 공격입니다. 공격 절차는 다음과 같습니다.

1. 51% 해시 파워 확보: 공격자는 블록체인 네트워크 전체 해시 파워의 51% 이상을 확보해야 합니다. 비트코인 같은 대규모 네트워크라면 수백만 대의 전문 채굴기를 동원해야 하고, 막대한 전력과 비용이 필요합니다.
2. 이중 지불 거래 실행: 공격자는 거래소에서 비트코인을 구매하고, 이 비트코인을 자신의 계좌로 다시 보냅니다. 이때 두 번째 거래는 비밀리에 준비합니다.
3. 비밀 체인 생성: 공격자는 비밀리에 자신만의 블록체인(비밀 체인)을 만듭니다. 이 체인에는 두 번째 거래(자신의 계좌로 다시 보낸 거래)만 포함시키고, 거래소에서 구매한 거래는 제외시킵니다.
4. 네트워크 교란: 공격자는 51% 이상의 해시 파워를 이용해 다른 채굴자들보다 훨씬 빠르게 비밀 체인에 새로운 블록을 추가합니다. 이렇게 되면 공격자의 비밀 체인이 네트워크의 기존 체인보다 더 길어지게 됩니다.
5. 공격 성공: 결국 네트워크의 모든 노드는 '가장 긴 체인 규칙'에 따라 공격자의 비밀 체인을 진짜로 인정하고, 기존의 체인을 버리게 됩니다. 이렇게 되면 거래소에서 비트코인을 구매한 거래는 사라지고, 공격자는 지불했던 비트코인을 다시 가져올 수 있게 됩니다.

이러한 방식으로 공격자는 이중 지불을 성공시키고, 결과적으로는 거래소에 큰 손실을 입히게 됩니다.

 

3. 하루 1000억 원! 비트코인 공격 비용의 비밀

비트코인이 51% 공격으로부터 안전하다고 평가받는 이유는 천문학적인 공격 비용 때문입니다.

'비트코인 해시 파워 추적 웹사이트'인 'Crypto51'에 따르면, 비트코인 네트워크를 51% 공격하는 데 필요한 비용은 상상을 초월합니다. 2024년 8월 26일 현재, 비트코인 네트워크 해시 파워의 51%를 1시간 동안 임대하는 데 필요한 비용은 약 30억 원에 달합니다. 이를 하루(24시간)로 환산하면 약 720억 원에 이르는 금액입니다.

여기에 실제 공격에 필요한 전문 채굴기(ASIC)를 직접 구매하는 비용은 더 엄청납니다. 비트코인 해시 파워의 절반을 확보하려면 수백만 대의 채굴기를 동원해야 하고, 이는 수십조 원에 달하는 투자를 의미합니다. 또한, 이 채굴기를 24시간 내내 돌리기 위한 전력 비용도 막대합니다.

결론적으로, 비트코인 네트워크는 '공격하려는 비용'보다 '공격해서 얻을 수 있는 이득'이 훨씬 작기 때문에 51% 공격이 사실상 불가능하다고 할 수 있습니다. 공격자가 막대한 돈을 들여 공격에 성공하더라도, 비트코인 네트워크의 신뢰가 무너지면서 비트코인 가격이 폭락하여 결국에는 큰 손해를 보게 될 것입니다.

 

4. 51% 공격, 실제로 발생한 사례는?

비트코인처럼 거대한 네트워크는 아니지만, 해시 파워가 상대적으로 낮은 소규모 암호화폐에서는 실제로 51% 공격이 발생한 사례가 있습니다.

• 비트코인 골드(BTG) 공격(2018년 5월): 비트코인에서 하드 포크되어 나온 비트코인 골드는 2018년 5월, 며칠에 걸쳐 여러 차례 51% 공격을 당했습니다. 공격자는 총 388,000 BTG(당시 약 1,860만 달러)를 이중 지불하는 데 성공했습니다. 이 사건으로 인해 비트코인 골드의 가격은 폭락했고, 네트워크의 신뢰도는 크게 떨어졌습니다.
• 이더리움 클래식(ETC) 공격(2020년 8월): 이더리움 클래식은 2020년 8월, 며칠 사이에 세 번의 51% 공격을 당했습니다. 공격자는 약 80만 달러의 ETC를 이중 지불했습니다. 이 사건은 이더리움 클래식의 합의 알고리즘에 대한 취약성을 드러냈고, 많은 거래소들이 이더리움 클래식의 입출금을 일시적으로 중단하는 사태를 초래했습니다.

이러한 사례들은 51% 공격이 이론적인 위협을 넘어, 실제로 네트워크의 신뢰를 무너뜨릴 수 있는 심각한 위험임을 보여줍니다.

 

결론: 51% 공격은 블록체인 보안의 중요한 척도

51% 공격은 특정 채굴자가 네트워크 해시 파워의 51% 이상을 차지하여 블록체인을 조작하는 행위입니다.

• 원리: '가장 긴 체인 규칙'을 악용해 자신의 비밀 체인을 더 길게 만들어 네트워크를 교란시킵니다.
• 위험성: 이중 지불, 거래 검열 등의 공격을 통해 네트워크의 신뢰를 무너뜨립니다.
• 왜 비트코인은 안전한가? 공격에 필요한 천문학적인 비용과 막대한 해시 파워 때문에 사실상 불가능합니다.

51% 공격은 블록체인 네트워크의 보안성을 평가하는 중요한 기준이며, 네트워크의 규모가 클수록 공격의 성공 가능성은 낮아집니다.

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[Q&A]

 

Q1: 지분 증명(PoS) 방식의 블록체인도 51% 공격을 당할 수 있나요?

A1: 지분 증명 방식에도 비슷한 개념의 공격이 존재합니다. 바로 '51% 지분 공격'입니다. 공격자가 네트워크 전체 스테이킹된 코인의 51% 이상을 확보하여 블록 검증을 독점하는 행위입니다. 하지만 PoS는 PoW와 달리, 공격자의 코인을 즉시 몰수하거나 강제로 퇴출시킬 수 있는 기술적 장치가 있어 공격이 더욱 어렵습니다.

 

Q2: 채굴 풀(Mining Pool)은 51% 공격의 위험을 높이나요?

A2: 네, 채굴 풀은 51% 공격의 위험을 높일 수 있다는 비판을 받습니다. 채굴자들이 개별적으로 경쟁하는 대신, 컴퓨팅 파워를 합쳐 채굴 풀을 만들면 특정 채굴 풀이 네트워크 해시 파워의 절반 이상을 차지할 가능성이 있기 때문입니다. 2014년, 중국의 한 채굴 풀인 'GHash.io'가 비트코인 해시 파워의 51%를 잠시 초과했던 사건이 있었습니다.

 

Q3: 이더리움 클래식은 왜 51% 공격을 여러 번 당했나요?

A3: 이더리움 클래식은 해시 파워가 이더리움이나 비트코인에 비해 상대적으로 낮아 공격이 용이했기 때문입니다. 또한, 이더리움이 지분 증명으로 전환하면서 ETC 네트워크에 집중된 해시 파워가 불안정해졌고, 공격자들이 더 쉽게 해시 파워를 확보할 수 있는 환경이 조성되었습니다.