블록체인은 분산 네트워크에서 사용되는 합의 알고리즘을 통해 신뢰성과 보안성을 달성합니다. 이번 포스트에서는 파이썬으로 블록체인 네트워크의 합의 알고리즘을 간단하게 구현해보겠습니다.

Proof of Work 알고리즘 구현하기

블록체인에서 가장 많이 사용되는 합의 알고리즘은 Proof of Work(PoW)입니다. 이 알고리즘은 작업증명 방식으로, 네트워크 참여자가 수학적 문제를 해결함으로써 새로운 블록을 추가할 권한을 얻는 것입니다.

import hashlib
import time

def proof_of_work(last_proof):
    # 새로운 블록을 생성하기 위한 작업증명을 수행하는 함수

    proof = 0
    while not is_valid_proof(last_proof, proof):
        proof += 1
    
    return proof

def is_valid_proof(last_proof, proof):
    # 작업증명이 올바른지 검증하는 함수

    guess = f'{last_proof}{proof}'.encode()
    guess_hash = hashlib.sha256(guess).hexdigest()
    
    return guess_hash[:4] == "0000"

# 테스트를 위한 예제
last_proof = 12345
start_time = time.time()

proof = proof_of_work(last_proof)

elapsed_time = time.time() - start_time
print(f"Proof: {proof}")
print(f"Elapsed Time: {elapsed_time} seconds")

위의 코드는 Proof of Work 알고리즘을 간단하게 구현한 예제입니다. 먼저 proof_of_work 함수는 이전 블록의 작업증명 값을 받아 새로운 블록의 작업증명 값을 찾는 역할을 합니다. is_valid_proof 함수는 주어진 작업증명 값이 올바른지 검증하는 역할을 합니다. 검증은 주어진 작업증명 값과 이전 블록의 작업증명 값을 합쳐 해시값을 계산하여, 앞 4자리가 “0000”으로 시작하는지 확인합니다.

예제를 실행하면, Proof 값과 작업 완료까지 걸린 시간이 출력됩니다. Proof 값이 블록을 생성하는 데 사용된 작업증명 값입니다.

해시 알고리즘의 역할

위의 예제에서 hashlib.sha256 함수를 사용하여 해시값을 계산하는 것에 주목해야 합니다. 해시 알고리즘은 블록체인에서 중요한 역할을 맡으며, 데이터의 무결성을 검증하는 데 사용됩니다. 또한 블록의 연결성을 보장하기 위해 이전 블록의 해시값이 현재 블록에 포함되어야 합니다.

마무리

이번 포스트에서는 파이썬으로 블록체인 네트워크의 합의 알고리즘인 Proof of Work를 구현해보았습니다. 이 알고리즘은 네트워크의 보안성을 유지하고 피해자를 방지하는 중요한 요소입니다. 블록체인을 구현하거나 분산 애플리케이션을 개발하는 경우, 이러한 알고리즘이 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 중요합니다. #블록체인 #ProofOfWork