크립토에서 노드란 무엇인가요?

암호화폐 네트워크는 하나의 거대한 탈중앙화 은행과 같습니다. 하지만 이 은행에는 본사도 없고 단일한 관리 기관도 없습니다. 이러한 역할은 전 세계에 분산된 수많은 소형 컴퓨터들이 맡고 있으며, 이들을 노드(node) 라고 부릅니다. 이 글에서는 노드가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 어떻게 수익을 창출하는지에 대해 더 자세히 설명하겠습니다.

Crypto Node란 무엇인가?

노드는 blockchain 에 연결된 컴퓨터입니다. 노드는 모든 정보를 저장하고 전송하며, 무엇보다도 도난이나 사기를 방지하기 위해 이를 검증합니다. 네트워크에 존재하는 노드 수가 많을수록 규칙이 변경되거나 데이터가 조작되거나 거래가 검열될 가능성은 그만큼 낮아집니다. 또한 노드는 컴퓨터이긴 하지만, 실제로는 validators 또는 miners 같은 실제 사람들이 이를 운영하고 있다는 점도 중요합니다.

Crypto nodes는 네트워크 전체 역사에 대한 개인적이고 독립적인 기록입니다. 이들은 어떤 수탁자도 없는 독립적인 감시자 역할을 합니다. 이러한 구조 덕분에 노드 운영자는 블록체인 네트워크의 상태가 진실되고 검열되지 않았다는 점, 그리고 자신의 개인 거래가 정확하다는 점을 확신할 수 있습니다. 이러한 방식은 신뢰 최소화(trust minimization) 라고 불립니다.

노드의 기능

1. Validation. Validators는 각 거래가 네트워크 규칙을 준수하는지 검증합니다. 또한 거래가 실제 소유자의 서명으로 이루어졌는지도 보장하며, 모든 형태의 사기를 방지합니다. 특히 암호화폐 세계에서 가장 흔한 문제인 이중 지불(double spending) 을 막는 역할을 합니다. 거래가 단 하나의 검사라도 통과하지 못하면, 노드는 해당 거래를 거부합니다.

2. Broadcasting(브로드캐스팅). 자금을 전송할 때 지갑은 가장 가까운 노드로 신호를 보냅니다. 해당 노드는 다시 이 정보를 네트워크상의 모든 인접 노드로 전달합니다. 이로 인해 데이터는 즉시 광범위하게 네트워크 전체로 확산됩니다.

3. 거래 기록 저장(ledger). 노드는 네트워크의 모든 거래 기록을 첫 번째 블록부터 현재까지 전부 저장합니다. 이를 통해 사용자는 제3자 서비스에 의존하지 않고도 블록체인 전체를 처음부터 끝까지 독립적으로 확인할 수 있습니다.

노드는 어떻게 작동하는가?

노드의 작동은 다른 네트워크 참여자들과의 지속적인 통신과 각 정보에 대한 엄격한 검증을 기반으로 합니다. 노드는 매우 경계심이 강한 우편배달부이자 감시자처럼 행동합니다. 다음은 노드가 하나의 거래를 처리하고 네트워크에서 합의를 이르는 과정에 대한 단계별 알고리즘입니다.

• 1단계: 거래 수신. 노드들은 특수한 네트워크 프로토콜을 통해 서로 메시지를 주고받습니다. 노드가 다른 노드로부터 새로운 거래나 새로운 블록을 받는 즉시 전체 거래 검증이 시작됩니다.

• 2단계: 형식 및 서명 검증. 노드는 해당 거래의 형식이 올바른지, 그리고 실제 계정 소유자가 자신의 private key로 서명했는지(즉, 위조가 아닌지)를 확인합니다.

• 3단계: 상태 검증(이중 지불 방지). 노드는 로컬에 저장된 blockchain 사본을 확인하여 송신자가 거래를 완료할 충분한 자금을 보유하고 있는지, 해당 자금이 이미 다른 확정된 거래에 사용되지 않았는지를 검증합니다.

• 4단계: 거부 또는 ‘대기실’에 추가. 하나라도 검증을 통과하지 못한 거래는 즉시 거부됩니다. 모든 검증을 성공적으로 통과한 거래만이 유효한 거래로 간주되어 mempool(또는 UTX pool)로 전송됩니다. 이곳은 아직 확정되지 않은 거래를 위한 일종의 ‘대기실’입니다.

• 5단계: 새로운 블록 생성. 이후 mempool에 들어온 모든 거래는 블록 생성자에 의해 선택됩니다. 이들은 Bitcoin 네트워크의 miners 이거나 Ethereum blockchain의 validators 일 수 있습니다. 선택된 거래들은 하나의 새로운 블록에 포함됩니다.

• 6단계: 전파 및 최종 검증. 새 블록이 생성되면 네트워크 전체로 전송됩니다. 다른 노드들은 이를 수신한 후 거래의 진위 여부와 모든 합의 규칙의 준수 여부를 완전하게 검증합니다.

• 7단계: 합의 도달. 검증이 성공적으로 완료된 이후에야 새로운 블록은 모든 참여 노드의 로컬 blockchain 사본에 추가됩니다. 이를 통해 네트워크의 현재 상태에 대한 집단적 합의(consensus)가 이루어집니다.

노드의 유형

노드는 수행하는 작업, 저장할 수 있는 정보의 양, 그리고 네트워크에서 차지하는 위치에 따라 여러 유형으로 나뉩니다.

Full Nodes(전체 노드)

Full nodes는 네트워크가 생성된 순간부터 현재까지의 모든 거래 기록을 포함합니다. 이들은 모든 거래를 완전하고 독립적으로 검증할 수 있기 때문에 가장 신뢰할 수 있고 안전한 노드로 여겨집니다. 이러한 노드의 운영자는 다른 사용자에게 데이터 접근을 제공하는 데에도 이를 사용할 수 있습니다.

대형 네트워크의 데이터량은 지속적으로 증가하고 있습니다. 예를 들어, 2025년까지 Ethereum blockchain은 full node 기준으로 3TB를 초과하게 되며, 이는 상당한 저장 공간을 필요로 합니다.

Light Nodes(경량 노드)

Light nodes는 블록 헤더만 저장하며 전체 검증을 수행할 수 없습니다. 이들은 데이터의 진위를 확인하기 위해 full nodes에 의존합니다. 주로 메모리와 연산 자원이 제한된 온라인 및 오프라인 지갑에서 사용됩니다.

Archive Nodes(아카이브 노드)

이들은 초완전형 노드입니다. 거래 기록뿐만 아니라 과거 어느 시점의 네트워크 상태까지도 모두 저장합니다. 이러한 노드는 blockchain explorer, 감사(auditing), 분석 서비스에 필수적입니다. Archive Nodes의 저장 용량은 매우 크며, Ethereum의 경우 18~20TB에 이를 수 있습니다.

Validator Nodes와 Miners(Consensus Nodes)

이들은 합의 과정에 적극적으로 참여하며, 새로운 블록 생성과 최종 확정을 담당하는 노드입니다.

• Miners. Proof-of-Work 메커니즘으로 작동하며, 막대한 연산 능력을 사용해 거래를 체인에 추가합니다.

• Validators. Proof-of-Stake 메커니즘으로 작동하며, 일정량의 스테이킹이 필요하고, 거래를 검증하고 다른 validators와 함께 합의에 도달하는 역할을 합니다.

Masternodes(마스터노드)

이들은 즉시 거래나 프라이버시 거래 제공과 같은 특수한 서비스 기능을 수행하며, 네트워크 거버넌스(투표)에 참여할 수도 있습니다. 마스터노드를 시작하려면 상당한 규모의 담보(collateral)를 락업해야 합니다.

노드 경제(Node Economy)

노드 운영자는 자신의 노드가 합의 과정과 블록 생성에 적극적으로 참여할 때에만 보상을 받습니다(validators, miners, masternodes). 단순히 데이터를 저장하고 거래를 검증하기만 하며 합의에 참여하지 않는 Archive nodes와 full nodes는 일반적으로 네트워크로부터 직접적인 금전적 보상을 받지 않습니다. 이러한 노드들은 대개 수익 목적이 아니라 탈중앙화를 지지하는 이념적 이유, 또는 자신의 자산 안전성과 신뢰성을 확보하기 위한 이유로 운영됩니다.

합의에 참여하는 노드는 주로 두 가지 방식으로 수익을 얻습니다.

1. 신규 코인 발행(Block/Epoch Reward) 네트워크가 신규 코인을 생성할 때, 해당 블록을 성공적으로 생성하거나 확정한 운영자에게 자동으로 지급됩니다. 이는 주로 miners가 받습니다.

2. 거래 수수료(network fees 또는 gas) 사용자가 자신의 거래를 블록에 포함시키기 위해 지불하는 수수료로, 이는 validators에게 지급됩니다.

보증금이 필요한 PoS 네트워크에서 validators의 수익은 장비의 안정적인 운영 성능에 직접적으로 의존합니다. 시스템에는 불안정한 운영이나 잦은 중단에 대한 처벌(slashing)도 존재합니다. 따라서 validators는 무정전 전원장치(UPS), 백업 인터넷 등 전문 장비에 투자할 수밖에 없습니다. 이제 이는 단순한 취미가 아니라.

이제 이는 단순한 취미가 아니라, 본격적인 인프라 투자가 필요한 하나의 사업이 됩니다.

노드는 어떻게 실행하는가?

노드를

노드를 실행하는 것은 기술적으로 매우 복잡하지만, 최대 수준의 탈중앙화를 가능하게 하는 매우 중요한 과정입니다. 이해를 돕기 위해 이를 네 가지 핵심 단계로 나눌 수 있습니다.

1단계: 조사 및 프로젝트 선택

초기 단계에서는 blockchain을 평가하고, 운영자가 신뢰하는 프로젝트를 선택하는 것이 중요합니다. 목표를 명확히 해야 합니다. 개인적인 보안을 위해 full node가 필요한지, 아니면 수익을 위해 validator node를 운영할 것인지(이 경우 예를 들어 Ethereum에서는 32 ETH와 같은 금융적인 예치금이 필요합니다)를 결정해야 합니다.

이후에는 필요한 장비를 선택해야 합니다. 기본 Bitcoin full node와 기본 Ethereum full node의 하드웨어 요구 사항은 서로 다를 수 있습니다.

기술적 설정 및 동기화(Synchronization)

설정 단계는 선택한 blockchain 네트워크를 위한 전용 소프트웨어(client)를 다운로드하고 구성하는 과정입니다. 예를 들어 Ethereum의 경우 두 종류의 소프트웨어가 함께 작동해야 합니다. 거래를 처리하고 네트워크 상태를 관리하는 execution layer client(예: Geth), 그리고 proof-of-stake와 블록 동기화를 담당하는 consensus layer client(예: Lighthouse)입니다.

가장 어려운 단계는 동기화입니다. 이 과정은 가장 많은 시간과 자원을 요구합니다. 노드는 전체 blockchain 기록을 다운로드하고 검증해야 하며, 이 과정은 디스크에 매우 높은 부하를 주고 SSD 속도에 크게 의존합니다.

모니터링 및 업데이트

동기화가 성공적으로 완료된 이후에도 노드는 지속적인 관리가 필요합니다. 운영자는 정기적으로 성능을 모니터링하고, 보안 취약점을 방지하고 새로운 네트워크 규칙을 따르기 위해 소프트웨어를 업데이트해야 하며, 네트워크 파라미터 상태도 꾸준히 확인해야 합니다. 새로운 프로젝트의 노드를 운영하는 경우에는, 보통 먼저 테스트 네트워크(testnet)에 등록한 뒤 메인 네트워크(mainnet)로 이동합니다.

노드는 암호화폐 생태계의 심장과 폐와 같으며, 탈중앙화라는 원칙을 구현합니다. 노드는 네트워크의 무결성, 보안성, 안정성을 보장하며 독립적인 감사자의 역할을 수행합니다. 어떤 유형이든 노드를 운영하는 행위 자체가 탈중앙화 경제를 지지하는 매우 중요한 행동입니다. 네트워크에 존재하는 독립 노드가 많을수록 데이터 조작은 더 어려워지고, 전체 암호화폐 시스템의 미래는 그만큼 더 안전해집니다.

이 글을 통해 암호화폐 노드가 무엇인지 이해하셨기를 바랍니다. 아직 궁금한 점이 있다면 댓글로 질문해 주세요.