데이터 위변조가 불가능한 이유
Ⅰ. 데이터 위변조가 불가능한 이유 – 기본 개요
블록체인이 기존 데이터베이스와 가장 크게 다른 점은 바로 기록된 데이터가 사실상 변경될 수 없다는 점이다. 일반적인 데이터베이스에서는 관리자 권한을 가진 사람이 마음만 먹으면 숫자 하나, 날짜 하나, 거래 하나를 자유롭게 수정할 수 있다. 하지만 블록체인에서는 이러한 행위가 구조적으로 차단된다.
이 특성 때문에 블록체인은 금융, 계약, 자산 기록, 투표, 의료 데이터까지도 신뢰 기반 시스템으로 활용되고 있다. 특히 암호화폐가 은행 없이도 작동할 수 있는 가장 중요한 이유 역시 바로 이 “위변조 불가능한 데이터 구조” 덕분이다.
많은 사람들이 “블록체인은 해킹이 안 된다”라고 말하지만, 정확히 말하면 블록체인은 해킹해도 조작할 수 없는 구조를 갖고 있다. 데이터를 훔칠 수는 있어도, 이미 기록된 거래를 바꾸는 것은 거의 불가능에 가깝다.
이 구조는 단순한 보안 프로그램이 아니라, 수학적 암호 기술과 분산 네트워크 구조가 결합된 시스템으로 만들어진다. 즉, 누군가가 데이터를 조작하려면 단순히 서버 하나를 해킹하는 것이 아니라, 전 세계에 분산된 수천 개의 기록을 동시에 조작해야만 한다.
이 PART에서는 먼저 블록체인 데이터가 어떤 구조로 기록되는지, 그리고 왜 한 번 기록된 정보가 되돌릴 수 없는지 그 핵심 원리를 기초부터 정리한다.
① 일반 데이터베이스와 블록체인 기록의 차이
일반적인 데이터베이스는 중앙 서버에 저장된다. 예를 들어 은행, 쇼핑몰, 정부 시스템 모두 하나 또는 몇 개의 중앙 서버에 데이터가 집중되어 있다. 그래서 관리자가 데이터를 수정하면 즉시 반영된다.
하지만 블록체인은 다르다. 거래 데이터는 하나의 서버가 아니라 네트워크에 참여하는 모든 컴퓨터(노드)에 동시에 저장된다. 즉, 동일한 거래 장부가 수천 개, 수만 개 복사본으로 나뉘어 존재한다.
만약 누군가가 특정 거래 기록을 조작하려고 한다면, 한 개의 서버가 아니라 모든 노드에 저장된 데이터를 동시에 바꿔야 한다. 이것은 현실적으로 거의 불가능하다.
② 블록과 해시가 만드는 잠금 구조
블록체인에서 데이터는 ‘블록’이라는 단위로 저장된다. 각 블록에는 다음과 같은 정보가 들어 있다.
- 이전 블록의 해시값
- 현재 블록의 거래 데이터
- 현재 블록의 고유 해시값
해시는 데이터를 수학적으로 변환한 고유한 코드이다. 특정 데이터가 1글자라도 바뀌면 해시값은 완전히 다른 값으로 변한다.
따라서 누군가 과거 블록의 데이터를 수정하면 그 블록의 해시값이 바뀌고, 그다음 블록이 참조하는 해시와 일치하지 않게 된다. 결국 체인 전체가 깨지게 된다.
③ 하나의 기록을 바꾸면 모든 블록을 다시 계산해야 한다
블록체인은 단순히 연결된 데이터가 아니라, 해시로 서로를 잠그고 있는 구조이다. 어떤 사람이 100번째 블록의 거래 하나를 조작하려면, 그 블록의 해시를 다시 계산해야 하고, 101번째 블록, 102번째 블록… 최신 블록까지 전부 다시 계산해야 한다.
비트코인의 경우 이 계산에는 막대한 전기와 연산 능력이 필요하다. 전 세계 채굴자들이 동시에 참여하는 네트워크보다 더 빠르게 계산하지 못하면 조작한 체인은 공식 기록으로 인정받지 못한다.
④ 다수결 원리가 조작을 막는다
블록체인에서는 가장 많은 컴퓨터가 동의하는 체인이 진짜 기록이 된다. 이를 ‘합의 알고리즘’이라고 한다.
만약 해커가 일부 컴퓨터의 데이터를 조작하더라도, 대부분의 노드가 원본 데이터를 가지고 있으면 조작된 체인은 네트워크에서 자동으로 버려진다.
이 구조 때문에 블록체인에서 데이터를 바꾸려면 전체 네트워크의 절반 이상을 동시에 장악해야 한다. 이것이 이론적으로는 가능해도 현실적으로 거의 불가능한 이유다.
⑤ 위변조가 아닌 ‘추가’만 가능한 시스템
블록체인의 핵심은 삭제나 수정이 아니라 오직 “추가”만 가능하다는 점이다. 잘못된 거래를 취소하고 싶어도 기존 기록을 지우는 것이 아니라 반대 거래를 새 블록에 추가해야 한다.
이 방식은 과거의 모든 기록을 영원히 남기기 때문에 누가 언제 무엇을 했는지 추적이 가능하다. 이것이 블록체인이 회계, 금융, 계약에 매우 강한 이유다.
이제 다음 PART에서는 이 위변조 방지 구조가 실제로 해킹을 어떻게 막는지, 그리고 어떤 공격이 가능한지 구체적으로 살펴보게 된다.
Ⅱ. 데이터 위변조가 불가능한 이유 – 기술적 핵심 구조
앞 PART에서 블록체인이 왜 구조적으로 데이터 수정이 불가능한지 개념적으로 살펴보았다면, 이 PART에서는 실제 기술 요소들이 어떻게 서로 결합되어 위변조를 차단하는지를 깊이 있게 설명한다. 블록체인은 단순한 분산 저장 시스템이 아니라, 암호학·네트워크·경제적 인센티브가 동시에 작동하는 정교한 보안 구조다.
① 해시 알고리즘이 만드는 ‘절대 잠금’
블록체인은 모든 데이터를 해시(Hash)라는 수학적 함수로 암호화한다. 대표적으로 비트코인은 SHA-256이라는 해시 알고리즘을 사용한다.
해시는 다음과 같은 특징을 가진다.
- 입력값이 조금만 바뀌어도 결과는 완전히 달라진다
- 해시값만 보고 원래 데이터를 복원할 수 없다
- 같은 데이터는 항상 같은 해시를 만든다
이 성질 때문에 거래 기록이 1원만 달라져도 블록 전체의 해시가 바뀌며, 즉시 네트워크에서 조작이 감지된다.
② 이전 블록 참조 구조 (체인 구조)
모든 블록은 바로 이전 블록의 해시값을 내부에 포함한다. 이 구조 때문에 블록들은 단순한 목록이 아니라 ‘사슬(Chain)’처럼 연결된다.
만약 누군가 과거 블록 하나를 수정하면 그 블록의 해시가 변하고, 그다음 블록이 가리키는 해시와 맞지 않게 된다. 그 순간부터 체인은 무효가 된다.
③ 작업증명(PoW)이 조작 비용을 폭증시킨다
비트코인과 같은 블록체인은 작업증명(Proof of Work) 방식을 사용한다. 이는 블록을 만들기 위해 막대한 계산을 해야 한다는 뜻이다.
조작자가 과거 블록을 바꾸려면 그 블록부터 현재 블록까지 모든 계산을 다시 수행해야 한다. 그리고 이 계산을 전 세계 채굴자보다 더 빠르게 끝내야 한다.
이는 현실적으로 엄청난 전기 비용과 장비 비용이 필요하기 때문에 경제적으로 공격이 성립하지 않는다.
④ 분산 노드가 만드는 검증 네트워크
블록체인은 하나의 서버가 아니라 수천 개의 노드가 동시에 기록을 유지한다. 새로운 블록이 생성되면 모든 노드가 그 블록이 올바른지 검증한다.
조작된 블록은 규칙에 맞지 않기 때문에 대부분의 노드에서 즉시 거부된다. 이 때문에 일부 노드만 해킹해도 전체 시스템은 무너지지 않는다.
⑤ 가장 긴 체인만이 진짜 기록이 된다
블록체인은 가장 많은 계산이 투입된 체인을 ‘진짜 역사’로 인정한다. 이를 흔히 ‘Longest Chain Rule’이라고 부른다.
공격자가 조작한 체인을 만들더라도 정상 네트워크보다 계산량이 적으면 그 체인은 자동으로 무시된다.
이제 다음 PART에서는 이 위변조 방지 구조를 실제 해킹 시나리오에 대입하여 어떤 공격이 가능하고 어떤 공격이 불가능한지를 구체적으로 분석한다.
Ⅲ. 데이터 위변조가 불가능한 이유 – 실제 공격 시나리오와 한계
앞 PART에서 블록체인의 암호 구조와 네트워크 구조가 어떻게 데이터 위변조를 차단하는지 살펴보았다. 이번 PART에서는 해커가 실제로 공격을 시도할 경우 어떤 장벽에 막히는지를 현실적인 시나리오로 설명한다.
① 과거 거래를 바꾸려면 어떤 일이 벌어질까?
어떤 공격자가 3년 전 발생한 비트코인 거래 하나를 바꾸고 싶다고 가정하자. 그 거래가 포함된 블록 이후로 수십만 개의 블록이 이미 연결되어 있다.
공격자는 그 블록 하나만 수정하는 것이 아니라, 그 이후에 만들어진 모든 블록을 다시 계산해야 한다. 이는 단순한 데이터 수정이 아니라 전체 블록체인을 처음부터 다시 만드는 것과 같다.
② 51% 공격의 현실적 의미
이론적으로는 전체 네트워크 연산 능력의 51% 이상을 확보하면 자신의 체인을 가장 긴 체인으로 만들 수 있다. 이를 51% 공격이라 부른다.
그러나 비트코인 네트워크 기준으로 이는 수십조 원 규모의 장비와 전력이 필요하다. 그리고 공격자가 그렇게 만든 체인은 시장 신뢰 붕괴로 즉시 가치가 폭락한다.
즉, 공격이 성공할수록 공격자의 자산은 스스로 무너진다. 경제적으로 자살 행위에 가깝다.
③ 이중 지불(Double Spending)의 실패
공격자가 같은 비트코인을 두 번 쓰려고 하면 한 거래는 체인에 기록되고 다른 하나는 네트워크에 의해 자동으로 폐기된다.
분산 노드가 동시에 검증하기 때문에 중복 거래는 승인되지 않는다.
④ 중앙 서버 해킹과의 결정적 차이
은행 서버나 기업 데이터베이스는 중앙 서버 하나만 해킹하면 기록을 바꿀 수 있다.
하지만 블록체인은 전 세계 수천 개의 서버가 동시에 같은 기록을 보유한다. 한 곳을 해킹해도 다른 모든 노드가 진짜 기록을 가지고 있기 때문에 조작은 의미가 없다.
⑤ 왜 블록체인 기록은 ‘역사’가 되는가
블록체인의 기록은 암호학, 분산 네트워크, 경제적 비용이 결합되어 보호된다. 이는 단순한 데이터가 아니라 조작할 수 없는 디지털 역사에 가깝다.
이 구조 덕분에 블록체인은 금융, 계약, 소유권, 디지털 자산의 근간으로 사용될 수 있다.
이제 다음 챕터에서는 이 위변조 불가능성이 금융, Bit coin, 디지털 자산 시스템에서 어떻게 신뢰를 만들어내는지 구체적으로 살펴본다.
출처: Bit coin 공식 사이트, Ethereum 공식 문서, Investopedia 블록체인, CoinDesk 리서치
※ 본 콘텐츠는 교육 및 정보 제공 목적이며 투자 권유가 아닙니다. 암호자산 및 블록체인 기술은 높은 변동성과 손실 위험이 존재할 수 있으므로, 모든 판단과 책임은 독자 본인에게 있습니다.