채굴 — 원리·보상·반감기·마이닝 풀

이 글을 통해 채굴(mining)의 핵심 개념과 보상 메커니즘을 빠르게 파악하고, 반감기·수수료·마이닝 풀·51% 공격 등 운영 리스크를 체계적으로 이해할 수 있습니다.

채굴은 왜 필요한가

• 블록체인은 누가 먼저 거래를 기록했는지에 대한 순서 보장과 무결성이 필요합니다.
• PoW 체계에서 채굴자는 해시 퍼즐을 풀어 블록을 제안하고, 네트워크는 가장 먼저 정답을 찾은 블록을 임시 기준으로 채택합니다.
• 이 과정은 중앙 기관 없이도 탈중앙 합의를 가능하게 합니다. 배경 개념은 분산원장 개념에서 복습할 수 있습니다.

채굴의 작동 원리(PoW 기준)

• 입력값 고정: 이전 블록 해시, 머클루트, 난이도, 타임스탬프는 규칙에 맞춰 설정됩니다.
• 논스 탐색: 채굴자는 nonce를 바꿔가며 SHA-256 해시 결과가 목표값(Target) 이하가 되도록 반복 계산합니다.
• 전파와 검증: 유효한 해시를 찾은 노드가 블록을 전파하면, 다른 노드는 헤더를 재계산하여 조건 충족을 빠르게 검증합니다.
• 체인 수렴: 동시에 두 블록이 발견되면 잠시 분기되지만, 다음 블록이 이어지며 더 긴(누적 작업량이 큰) 체인으로 수렴합니다.

팁: 검증은 한 번의 해시 비교로 끝나지만 위조는 막대한 계산이 필요합니다. 이 비대칭성이 PoW 보안의 핵심입니다.

보상 구조: 블록 보상 + 트랜잭션 수수료

• 블록 보상: 새 블록을 만든 채굴자에게 신규 발행 코인이 지급됩니다. 비트코인은 반감기를 통해 이 양이 주기적으로 줄어듭니다.
• 트랜잭션 수수료: 블록에 포함된 거래가 지불한 수수료가 보상에 더해집니다. 네트워크 혼잡 시 수수료는 우선순위 신호로 작동합니다.
• 합의 방식에 따라 보상 수취 주체는 다를 수 있습니다. 예를 들어 PoW는 채굴자, PoS는 검증자가 수수료·보상을 받습니다.

반감기(Halving) 이해

• 반감기는 코인 공급 증가율을 낮춰 희소성을 유지하는 설계입니다.
• 비트코인은 약 4년마다 보상이 절반으로 줄어들며, 총발행량은 약 2,100만 개에 수렴합니다.

연도(차수)	블록당 보상(BTC)	비고
2009 (시작)	50	제네시스 이후 초기 보상
2012 (1차)	25	첫 반감기
2016 (2차)	12.5	두 번째 반감기
2020 (3차)	6.25	세 번째 반감기
2024 (4차)	3.125	네 번째 반감기

주의: 보상 감소로도 채굴이 유지되는 이유는 수수료 시장과 가격·효율 개선이 함께 작동하기 때문입니다.

채굴 풀(Mining Pool)과 해시 파워

• 왜 풀인가: 단독 채굴은 보상 편차가 커서 수익이 불안정합니다. 풀은 해시 파워를 모아 보상 분산으로 수익을 안정화합니다.
• 해시 파워: 초당 해시 계산 능력으로, 비율에 따라 기대 보상이 결정됩니다. 합산 해시 파워가 높을수록 블록 생성 확률이 커집니다.
• 분배: 대표적으로 PPLNS, PPS 등 공식에 따라 보상이 참여자에게 배분됩니다.

위험과 거버넌스: 51% 공격·중앙화

• 51% 공격: 네트워크 전체 해시율 과반을 장악하면 이중지불 등 악의적 행위가 가능해집니다. 대형 풀에 해시가 쏠리면 위험이 커집니다.
• 사례와 대응: 과거 특정 풀이 50%를 넘본 적이 있으며, 커뮤니티의 자가 분산과 정책적 한계선(풀 자율 상한)이 논의되었습니다.
• 운영 체크리스트
  • 풀 분산 참여: 단일 풀 해시율이 과도하면 다른 풀로 이동.
  • 비용·수익 관리: 전력단가, 장비 효율(ASIC/W, 냉각)을 상시 점검.
  • 리오르그 대비: 거래 확정 대기(예: 승인 N회) 정책을 서비스에 반영.
  • 규정 준수: 지역별 전력·장비 규제, 세무 처리를 사전에 확인.

• 채굴은 무결한 순서와 보상 인센티브로 네트워크를 굴립니다. 보상은 반감기+수수료의 조합이며, 풀은 수익 변동성을 줄이는 실무적 해법입니다.
• 더 깊이: PoW 퍼즐 구조는 PoW(작업증명)의 원리에서, 지분 기반 합의는 PoS/DPoS 글에서 확인하시기 바랍니다.