비잔틴 장군 문제란? 비트코인 신뢰 시스템의 근간

비잔틴 장군 문제란?

 

“인터넷상에서 누구도 믿을 수 없다면, 대체 무엇을 믿어야 할까?”

이 질문은 디지털 시대에 너무도 근본적이면서도 복잡한 질문입니다. 그리고 그 해답을 찾기 위해 등장한 것이 바로 ‘비잔틴 장군 문제’라는 개념입니다. 이름만 들어서는 무슨 전략 시뮬레이션 게임처럼 들릴 수 있지만, 사실 이 문제는 비트코인과 블록체인이라는 거대한 기술의 뿌리를 이루는 철학이자 수학적 난제입니다.

이 글에서는 복잡하게 느껴질 수 있는 비잔틴 장군 문제를 대중적인 예시로 쉽게 풀어 설명하고, 그것이 어떻게 비트코인의 ‘신뢰 시스템’으로 연결되는지, 왜 지금도 여전히 중요한지 함께 살펴보겠습니다.

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비잔틴 장군 문제란 무엇인가요?

상상해 봅시다.
여러 장군들이 어떤 한 성을 포위하고 있는데, 모두가 동시에 공격해야만 성공할 수 있는 상황입니다.

그런데 문제는, 각 장군들이 서로 멀리 떨어져 있고, 메신저를 통해 의사를 전달해야 한다는 점입니다.

이 메신저가 중간에 적에게 잡히거나 거짓 정보를 전달할 수도 있죠.

더 큰 문제는 내부에 배신자, 즉 악의적인 장군이 있다는 것입니다. 이들은 일부러 잘못된 명령을 보내거나, 다른 장군들의 명령을 왜곡할 수도 있습니다.

자, 질문입니다.
이런 상황에서 과연 모든 장군이 동시에 공격(혹은 철수)을 결정할 수 있을까요? 그리고 그 결정을 신뢰할 수 있을까요?

이게 바로 비잔틴 장군 문제(또는 비잔틴 오류 문제)입니다.

단순히 전략 게임의 시나리오처럼 보일 수 있지만, 이는 컴퓨터 공학, 네트워크 이론, 그리고 디지털 보안에서 '분산된 시스템이 어떻게 신뢰를 형성할 수 있을까?'라는 핵심 질문과 직결됩니다.

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이 문제, 왜 중요한가요?

이 문제는 컴퓨터 네트워크, 특히 ‘분산 시스템’에서 매우 중요한 의미를 가집니다. 오늘날 우리가 사용하는 대부분의 시스템, 예를 들어 클라우드 서버, 블록체인, 암호화폐 같은 기술은 여러 컴퓨터가 동시에 정보를 공유하고 처리합니다.

하지만 만약 그중 일부가 오작동하거나 악의적으로 조작한다면, 전체 시스템은 어떻게 신뢰를 유지할 수 있을까요?

이때 필요한 것이 바로 ‘합의 알고리즘’입니다.
모든 참여자가 하나의 결정에 도달하기 위해 사용하는 수학적 규칙입니다.

그중에서도 비잔틴 장애 허용(BFT, Byzantine Fault Tolerance)이라는 개념은, 일부가 잘못된 정보를 주더라도 전체 시스템이 올바른 합의에 도달하도록 하는 방식입니다.

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비트코인은 어떻게 이 문제를 해결했을까?

2008년, 사토시 나카모토라는 이름의 익명의 인물이 등장하며 하나의 기술 혁명이 시작됩니다. 그는 ‘비트코인’이라는 디지털 화폐를 발표하며, 그 속에 ‘작업 증명(Proof of Work, 이하 PoW)’이라는 새로운 합의 방식도 함께 제시했습니다.

이 방식은 간단히 말해 다음과 같습니다:

• 수많은 컴퓨터들이 ‘정답을 찾는 퍼즐’을 푼다.
• 먼저 퍼즐을 푼 컴퓨터는 다음 블록을 만들 권리를 얻는다.
• 이 블록은 전체 네트워크에 공유되며, 다른 컴퓨터들은 그 정답을 확인하고 동의한다.
• 이 과정을 통해 모두가 같은 거래 장부를 공유하게 된다.

이 메커니즘은 비잔틴 장군 문제를 현실에서 해결하는 방식으로 평가받습니다. 왜냐하면, 일부 컴퓨터가 악의적이더라도 다수의 정직한 컴퓨터가 퍼즐을 풀고 블록을 생성하기 때문에 전체 장부의 신뢰성이 유지되기 때문입니다.

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신뢰는 어떻게 형성되는가?

인터넷에서 ‘신뢰’는 사실상 존재하지 않습니다. 이메일이 해킹될 수도 있고, 송금 거래가 위조될 수도 있습니다. 그런데 비트코인은 어느 누구도 믿지 않아도 되는 시스템을 설계했습니다.

"Don’t trust, verify."
즉, ‘신뢰하지 말고 검증하라’는 철학이죠.

이 검증 시스템은 다음과 같은 원칙에 기반합니다:

• 분산성: 중앙 서버 없이 모든 참여자가 동일한 정보를 보유
• 불변성: 한 번 기록된 거래는 변경 불가
• 투명성: 누구나 전체 거래 내역을 확인 가능

결국, 이 모든 구조는 비잔틴 장군 문제를 극복하기 위한 설계이며, 이를 통해 인터넷이라는 불신의 공간에 ‘기술적 신뢰’를 심어준 것이 바로 비트코인의 혁신입니다.

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왜 지금 다시 비잔틴 문제를 이야기할까?

최근 다양한 암호화폐 프로젝트, 블록체인 플랫폼들이 등장하면서, 이 문제는 다시금 중요한 키워드로 떠오르고 있습니다. 작업 증명 외에도 지분 증명(PoS), 위임지분증명(DPoS), 실용 비잔틴 장애 허용(PBFT) 등 다양한 방식이 개발되고 있죠.

하지만 그 어떤 방식이든 비잔틴 장군 문제를 어떻게 해결할 것인가는 여전히 핵심 과제입니다. 신뢰를 어떻게 설계할 것인가, 보안성과 효율성을 동시에 어떻게 확보할 것인가는 블록체인의 미래와 직결되는 이슈입니다.

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마치며 – 우리는 왜 알아야 할까?

“기술은 결국 사람을 위한 것이다.”

비잔틴 장군 문제는 단순히 어려운 이론이 아닙니다. 그것은 우리가 신뢰할 수 있는 디지털 세상을 만들기 위한 고민이며, 비트코인이란 기술이 얼마나 정교하게 설계되었는지를 보여주는 증거입니다.

앞으로 디지털 자산, 탈중앙화 플랫폼, NFT, DAO 등 다양한 기술이 등장할수록, 우리는 ‘신뢰의 본질'을 다시금 묻게 될 것입니다. 그 출발점은 바로, 비잔틴 장군 문제입니다.

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참고 링크 : 

1. 비트코인 채굴이란? 컴퓨터로 금을 캐는 시대

2. 작업증명(PoW)란 무엇인가?

3. 비트코인의 작동원리에 대하여...

4. 비트코인 vs. 알트코인 : 본질적인 차이를 말하다...

5. 비트코인이 바꿔놓은 세상 : 소유권이라는 이름의 혁명!