블록체인 타임스탬프 (Time Stamp)

타임스탬프란, 일반적으로 날짜와 시간이 적힌 문자열을 의미한다.

 

예를 들어 버스 예매표를 보자.

표에는 언제 몇 시 몇 분 탑승을 위한 계약 내용이 날짜와 함께 저장된다.

이 역시 타임스탬프의 한 종류다.

타임스탬프의 역할은 어떤 이슈가 일어난 날짜와 시간을 기록하여 사실에 대한 전후관계를 보장하는 것이다.

 

나카모토 사토시의 논문에는 블록체인이라는 용어를 사용하지 않고

그에 해당되는 개념을 ‘타임스탬프 서버’ (Timestamp Server)라는 부분에 설명했다.

사토시는 비트코인 백서를 통해 이렇게 언급한 바 있다.

“이 논문에서 P2P 타임스탬프 서버를 이용하여 거래의 시간 순서를 전산을 통해 이중지불을 해결할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.”

“우리가 제시하는 해결책은 타임스탬프 서버에서 시작된다. 타임스탬프 서버는 시간 순으로 기록된 블록들의 해쉬를 취하고 신문이나 유즈넷포스트처럼 그 해시를 널리 배포하는 역할을 한다. 타임스탬프는 해시의 형태로 취합되기 위해 해당 시간에 그 데이터가 존재했음을 증명한다. 각각의 타임스탬프는 이전 타임스탬프를 해시의 형태로 포함하는 구조로 결국 이전 타임스탬프를 하나씩 연장하는 형태로 체인을 형성한다.”

 

무슨 뜻인지 알아보자.

현실의 타임스탬프는 모든 사람이 시간축을 공유하고 시간을 돌이킬 수 없다는 전제를 사용할 수 있다. 이 때 모든 사람은 같은 시간축을 사용한다.

하지만 컴퓨터 세계의 시간은 다르다. 모든 사람은 컴퓨터에 설정한 시간이 다를 수 있다. 다른 시간축을 가지게 된다. 그래서 반드시 시간축은 동기화 되는 것이 아니며 환경 또한 다르므로 거래가 언제 일어났는지에 대한 합의를 하지 못하면 사실 증명이 어렵게 된다.

이런 경우 타임스탬프를 악의적으로 변경해 부정한 행위를 할 위험도 생긴다.

중앙집권적인 타임스탬프 방법에는 한계가 존재하여 블록체인 타임스탬프 개념이 나오게 된 것이다.

비트코인은

“아무도 간섭없이 사용할 송금 구조를 만들자”

“누구도 마음대로 중지시킬 수 없다는 구조를 실현”을 위해 P2P형태의 구조를 생각하게 되었다.

이는 중앙점의 시간을 기준으로 시간 동기화를 통해 서비스 무결성을 유지하는 중앙집권적 타임스탬프가 아닌 중심부가 없는 P2P형태의 구조인 것이다.

그래서 P2P시스템에서는 중심부 시간에 의존하지 않고 타임스탬프를 필요로 하는 데이터를 처리하기 위한 새로운 타임스탬프 방법이 나왔다.

블록체인이 획기적으로 보이는 이유는 시간을 되돌릴 수 없다는 점과

모두가 공유한 시간축에서 전후관계를 정의할 물리적 시간특징을 암호화 학문에 기초한 데이터 구조를 사용해 다시 개념을 구현한 것이다.

해시체인 타임스탬프에서 모든 참가자가 하나의 시간축을 공유하려면 절대적 시간을 엄격하게 요구하지 않는다.

전후관계의 2사건을 놓고 상대적 시간으로 시간축을 정의한다.  

사건2과 사건2을 놓고 정확한 시간은 몰라도, ‘사건 1이 사건2 다음에 일어났다’는 상대적 전후관계만을 취급한다는 것이다.

이 개념이 분산 시스템의 논리적 타임스탬프이다.

 

그래서 블록체인은 암호화 해시함수를 사용하여 데이터가 존재하기 전에

다른 데이터가 존재했다는 전후 관계를 논리적으로 부정할 수 없는 형태로 정의하고 있다.

동일한 데이터에 대해 재귀적으로 암호화 해시함수를 적용하는 기술이 해시체인이다.

이 해시체인은 일회성 비밀번호 인증 시스템 구현에 주로 사용된다.

 

위의 확장된 해시체인을 이용하여 모든 데이터의 존재증명과 전후관계를 증명할 수 있다.

실무적 P2P시스템에서 사용하기 위해 몇 가지 이슈를 해결해야 한다.

첫째는 다수의 노드가 참여하는 P2P네트워크에서 모든 노드가 항상 최신 타임스탬프를 볼 수 있는가?

둘째는 노드가 과거 데이터를 변조한 경우, 변조 탐지 및 변조 데이터를 거부할 수 있는가?

블록체인에서는 첫 이슈에 대해 모든 데이터를 모든 노드가 공유하지 않고 여러 데이터를 정리한 블록단위로 공유한다.

이 블록을 만드는 기술이 지난 번 언급한 머클트리였다.

또한 이 머클트리로 둘째 이슈도 해결할 수 있다고 밝힌 바 있다.