Encryption
Cypherpunk는 강력한 암호화와 프라이버시 강화 기술의 광범위한 사용을 사회적, 정치적 변화의 수단으로 옹호하는 개인들을 지칭한다. 위키피디아의 정의에 따르면, 이들은 정부나 big brother의 감시 없이 암호화 기술을 사용하고자 한다. Cypherpunk 운동은 1992년 말에 시작되었으며, 이후 인터넷 보안, 프라이버시, 블록체인 등 많은 프로토콜과 기술 발전에 중요한 영향을 미쳤다.
암호화는 정보를 보호하기 위한 핵심 기술로, 크게 symmetric encryption과 asymmetric encryption으로 나눌 수 있다.
Symmetric encryption은 가장 오래된 형태의 암호화 방식으로, 다음과 같은 특징을 가진다:
- 암호화 키와 복호화 키가 동일하며, 이를 symmetric key라고 부른다.
- 대표적인 알고리즘으로는 AES(Advanced Encryption Standard)와 DES(Data Encryption Standard)가 있다.
- 계산 복잡도가 상대적으로 낮아 빠른 암호화 및 복호화가 가능하다.
- 그러나 중요한 문제가 있다: 어떻게 symmetric key를 안전하게 교환할 것인가?
이 문제는 특히 처음 통신을 시작하는 당사자 간에 심각한 도전 과제가 된다. Symmetric key가 노출되면 암호화의 보안이 완전히 무너지기 때문이다.
Asymmetric encryption은 이러한 symmetric key 교환 문제를 해결하기 위해 개발되었다:
- 암호화 키와 복호화 키가 서로 다르다.
- PKI(Public Key Infrastructure) 기반으로 동작한다.
- 계산 복잡도가 높아 symmetric encryption보다 느리지만, 키 관리 측면에서 큰 이점이 있다.
1,000명의 당사자와 안전하게 통신하기 위해 필요한 키의 수를 비교해보면:
- Symmetric encryption: 각 통신 상대마다 고유한 키가 필요하므로 총 1,000개의 키가 필요하다.
- Asymmetric encryption: 각 사용자는 자신의 private key와 public key만 있으면 되므로, 개인당 2개의 키만 필요하다.
PKI는 asymmetric encryption을 실용적으로 구현하기 위한 프레임워크로, 다음과 같은 요소로 구성된다:
Private Key
- 소유자만 알고 있어야 하며 안전하게 보관되어야 한다.
- 소유자 외에는 누구도 그 값을 알아서는 안 된다.
- Digital signature를 생성하고 자신에게 암호화된 메시지를 복호화하는 데 사용된다.
- Private key가 노출되면 해당 사용자의 디지털 신원이 완전히 손상될 수 있다.
Public Key
- 누구나 접근할 수 있도록 공개된다.
- 디렉토리 서비스나 키 서버를 통해 누구든지 검색할 수 있다.
- 특정 사용자에게 보낼 메시지를 암호화하거나 해당 사용자의 digital signature를 검증하는 데 사용된다.
- Public key는 그 이름 그대로 공개되어도 보안에 문제가 없다.
Digital Signature
- 문서나 메시지의 원본 소유자임을 증명하기 위한 기술이다.
- 서명자의 private key를 사용하여 생성된다.
- 서명자의 public key를 사용하여 누구나 서명의 유효성을 검증할 수 있다.
- 문서의 무결성(변조되지 않았음)과 출처(특정 개인에 의해 생성되었음)를 동시에 보장한다.
Secure Message
- 수신자의 public key를 사용하여 암호화된다.
- 오직 해당 public key에 대응하는 private key를 가진 소유자만이 메시지를 복호화할 수 있다.
- 이는 통신의 기밀성을 보장한다.
- 중간자 공격을 방지하기 위해서는 인증된 public key를 사용하는 것이 중요하다.
Histroy of Digital Cash
1989 DigiCash
DigiCash는 David Chaum에 의해 설립되었으며, PKI를 사용한 전자 지불 형태였다. 은행에 있는 돈을 추적 불가능한 전자 결제로 변환하는 시스템이었다. 그러나 1998년에 파산을 선언했는데, 이는 e-commerce조차 대중화되지 않은 시기에 너무 일찍 시작했기 때문이다. DigiCash의 성공을 위해서는 은행이 먼저 참여했어야 했다.
1996 E-Gold
E-Gold는 종양학자 Douglas Jackson과 변호사 Barry Downey가 설립한 결제를 위한 디지털 gold currency였다. 2009년까지 5M 계정을 보유했으며, 연간 $2B를 처리했다. 이 시스템은 $85M 상당의 금(3.8 TON)으로 뒷받침되었다. 그러나 identity thieves와 child pornographers들이 악용했음에도 이를 막을 방법이 없었으며, AML/KYC를 수행할 방법이 부재했다.
1997 Hashcash
Hashcash는 Adam Back이 제안한 시스템으로, 이메일 spam이나 DoS 공격을 제한하기 위한 목적으로 설계되었다. 이는 hash-based proof-of-work 알고리즘을 사용했다. 발신자는 헤더에서 20개의 leading zeros를 가진 hashed value를 찾기 위해 노력해야 했으며, 충분한 수를 얻기 위해 여러 번 계산을 수행해야 했다. 반면 수신자는 값이 조건을 충족하는지 쉽게 검증할 수 있었다.
1998 B-Money
B-Money는 Wei Dai가 제안한 익명의 분산형 electronic cash system이었다. Hashcash에서 PoW 메커니즘을 도입했으며, 트랜잭션은 모든 참가자에게 broadcast되었다. 모든 참가자는 다른 모든 사람의 accounts를 관리하는 구조였다.
1998 Bit-Gold
Bit-Gold는 Nick Szabo가 제안한 제한된 디지털 머니 공급이 있는 decentralized currency system이었다. 실제로 구현되지는 않았지만 Bitcoin의 직접적인 precursor로 간주된다. 이 시스템은 computing power를 투입한 사람들에게 money를 발행하는 방식을 제안했다.
이러한 초기 디지털 화폐 시스템들은 비록 다양한 이유로 성공하지 못했지만, 암호화폐의 기본 개념과 기술적 기반을 마련했다. 특히 Hashcash의 proof-of-work 시스템과 B-Money 및 Bit-Gold의 분산 원장 개념은 후에 Bitcoin의 핵심 기술이 되었다.
Bitcoin
2007 Financial Crisis
2007년 금융 위기는 1930년대 대공황(Great Depression) 이후 최악의 금융 위기로 간주된다. 이 위기는 subprime mortgages(서브프라임 모기지)에서 시작되었다. 정부는 금융 시장을 안정화하기 위해 대형 은행들을 지원했다.
2008 Bitcoin Whitepaper
2008년 10월 31일, Satoshi Nakamoto라는 가명의 인물 또는 그룹이 "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System"이라는 제목의 whitepaper를 발표했다. 이 whitepaper는 중앙 기관 없이 작동하는 분산형 디지털 화폐 시스템을 설명했다. Bitcoin은 이전의 digital currency 시도들에서 영감을 받았지만, double-spending 문제를 proof-of-work와 blockchain을 결합하여 해결했다.
The Genesis Block of Bitcoin
Bitcoin의 Genesis Block(초기 블록)은 2009년 1월 3일에 생성되었다. 이 블록에는 "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks"라는 메시지가 포함되어 있었다. 이 메시지는 영국 신문 The Times의 헤드라인을 인용한 것으로, 당시 금융 위기와 중앙 은행의 interventions에 대한 비판적 입장을 암시했다. Genesis Block은 Bitcoin 시스템의 시작을 의미하며, 전통적인 금융 시스템에 대한 alternative로서 Bitcoin의 철학적 기반을 보여준다.
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암호화는 정보를 보호하기 위한 핵심 기술로, 크게 symmetric encryption과 asymmetric encryption으로 나눌 수 있다.
Symmetric encryption은 가장 오래된 형태의 암호화 방식으로, 다음과 같은 특징을 가진다:
- 암호화 키와 복호화 키가 동일하며, 이를 symmetric key라고 부른다.
- 대표적인 알고리즘으로는 AES(Advanced Encryption Standard)와 DES(Data Encryption Standard)가 있다.
- 계산 복잡도가 상대적으로 낮아 빠른 암호화 및 복호화가 가능하다.
- 그러나 중요한 문제가 있다: 어떻게 symmetric key를 안전하게 교환할 것인가?
이 문제는 특히 처음 통신을 시작하는 당사자 간에 심각한 도전 과제가 된다. Symmetric key가 노출되면 암호화의 보안이 완전히 무너지기 때문이다.
Asymmetric encryption은 이러한 symmetric key 교환 문제를 해결하기 위해 개발되었다:
- 암호화 키와 복호화 키가 서로 다르다.
- PKI(Public Key Infrastructure) 기반으로 동작한다.
- 계산 복잡도가 높아 symmetric encryption보다 느리지만, 키 관리 측면에서 큰 이점이 있다.
1,000명의 당사자와 안전하게 통신하기 위해 필요한 키의 수를 비교해보면:
- Symmetric encryption: 각 통신 상대마다 고유한 키가 필요하므로 총 1,000개의 키가 필요하다.
- Asymmetric encryption: 각 사용자는 자신의 private key와 public key만 있으면 되므로, 개인당 2개의 키만 필요하다.
PKI는 asymmetric encryption을 실용적으로 구현하기 위한 프레임워크로, 다음과 같은 요소로 구성된다:
Private Key
- 소유자만 알고 있어야 하며 안전하게 보관되어야 한다.
- 소유자 외에는 누구도 그 값을 알아서는 안 된다.
- Digital signature를 생성하고 자신에게 암호화된 메시지를 복호화하는 데 사용된다.
- Private key가 노출되면 해당 사용자의 디지털 신원이 완전히 손상될 수 있다.
Public Key
- 누구나 접근할 수 있도록 공개된다.
- 디렉토리 서비스나 키 서버를 통해 누구든지 검색할 수 있다.
- 특정 사용자에게 보낼 메시지를 암호화하거나 해당 사용자의 digital signature를 검증하는 데 사용된다.
- Public key는 그 이름 그대로 공개되어도 보안에 문제가 없다.
Digital Signature
- 문서나 메시지의 원본 소유자임을 증명하기 위한 기술이다.
- 서명자의 private key를 사용하여 생성된다.
- 서명자의 public key를 사용하여 누구나 서명의 유효성을 검증할 수 있다.
- 문서의 무결성(변조되지 않았음)과 출처(특정 개인에 의해 생성되었음)를 동시에 보장한다.
Secure Message
- 수신자의 public key를 사용하여 암호화된다.
- 오직 해당 public key에 대응하는 private key를 가진 소유자만이 메시지를 복호화할 수 있다.
- 이는 통신의 기밀성을 보장한다.
- 중간자 공격을 방지하기 위해서는 인증된 public key를 사용하는 것이 중요하다.
Histroy of Digital Cash
1989 DigiCash
DigiCash는 David Chaum에 의해 설립되었으며, PKI를 사용한 전자 지불 형태였다. 은행에 있는 돈을 추적 불가능한 전자 결제로 변환하는 시스템이었다. 그러나 1998년에 파산을 선언했는데, 이는 e-commerce조차 대중화되지 않은 시기에 너무 일찍 시작했기 때문이다. DigiCash의 성공을 위해서는 은행이 먼저 참여했어야 했다.
1996 E-Gold
E-Gold는 종양학자 Douglas Jackson과 변호사 Barry Downey가 설립한 결제를 위한 디지털 gold currency였다. 2009년까지 5M 계정을 보유했으며, 연간 $2B를 처리했다. 이 시스템은 $85M 상당의 금(3.8 TON)으로 뒷받침되었다. 그러나 identity thieves와 child pornographers들이 악용했음에도 이를 막을 방법이 없었으며, AML/KYC를 수행할 방법이 부재했다.
1997 Hashcash
Hashcash는 Adam Back이 제안한 시스템으로, 이메일 spam이나 DoS 공격을 제한하기 위한 목적으로 설계되었다. 이는 hash-based proof-of-work 알고리즘을 사용했다. 발신자는 헤더에서 20개의 leading zeros를 가진 hashed value를 찾기 위해 노력해야 했으며, 충분한 수를 얻기 위해 여러 번 계산을 수행해야 했다. 반면 수신자는 값이 조건을 충족하는지 쉽게 검증할 수 있었다.
1998 B-Money
B-Money는 Wei Dai가 제안한 익명의 분산형 electronic cash system이었다. Hashcash에서 PoW 메커니즘을 도입했으며, 트랜잭션은 모든 참가자에게 broadcast되었다. 모든 참가자는 다른 모든 사람의 accounts를 관리하는 구조였다.
1998 Bit-Gold
Bit-Gold는 Nick Szabo가 제안한 제한된 디지털 머니 공급이 있는 decentralized currency system이었다. 실제로 구현되지는 않았지만 Bitcoin의 직접적인 precursor로 간주된다. 이 시스템은 computing power를 투입한 사람들에게 money를 발행하는 방식을 제안했다.
이러한 초기 디지털 화폐 시스템들은 비록 다양한 이유로 성공하지 못했지만, 암호화폐의 기본 개념과 기술적 기반을 마련했다. 특히 Hashcash의 proof-of-work 시스템과 B-Money 및 Bit-Gold의 분산 원장 개념은 후에 Bitcoin의 핵심 기술이 되었다.
Bitcoin
2007 Financial Crisis
2007년 금융 위기는 1930년대 대공황(Great Depression) 이후 최악의 금융 위기로 간주된다. 이 위기는 subprime mortgages(서브프라임 모기지)에서 시작되었다. 정부는 금융 시장을 안정화하기 위해 대형 은행들을 지원했다.
2008 Bitcoin Whitepaper
2008년 10월 31일, Satoshi Nakamoto라는 가명의 인물 또는 그룹이 "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System"이라는 제목의 whitepaper를 발표했다. 이 whitepaper는 중앙 기관 없이 작동하는 분산형 디지털 화폐 시스템을 설명했다. Bitcoin은 이전의 digital currency 시도들에서 영감을 받았지만, double-spending 문제를 proof-of-work와 blockchain을 결합하여 해결했다.
The Genesis Block of Bitcoin
Bitcoin의 Genesis Block(초기 블록)은 2009년 1월 3일에 생성되었다. 이 블록에는 "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks"라는 메시지가 포함되어 있었다. 이 메시지는 영국 신문 The Times의 헤드라인을 인용한 것으로, 당시 금융 위기와 중앙 은행의 interventions에 대한 비판적 입장을 암시했다. Genesis Block은 Bitcoin 시스템의 시작을 의미하며, 전통적인 금융 시스템에 대한 alternative로서 Bitcoin의 철학적 기반을 보여준다.
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