코인 채굴이란? 코인 채굴 방법부터 PoW 원리까지

코인 채굴 원리를 이해하려면 ‘작업증명(PoW) 방식’과 ‘지분증명(PoS) 방식’을 함께 살펴봐야 합니다. 이 두 방식은 단순히 코인을 얻는 방법이 아니라, 블록체인에서 거래를 어떻게 신뢰할 수 있게 만드는가를 결정하는 핵심 원리예요.

암호화폐는 은행처럼 중앙 기관이 거래를 승인하지 않아요. 그 대신, 전 세계에 퍼져 있는 수많은 컴퓨터(노드)*가 서로 협력해 ‘이 거래가 진짜인지’ 확인합니다. 이때 모든 컴퓨터가 같은 판단을 내리게 만드는 공통 규칙을 ‘합의 메커니즘’이라고 해요. 작업증명(PoW)과 지분증명(PoS)은 대표적인 합의 메커니즘입니다.

‘작업증명(PoW)’은 여러 참여자 중에서 복잡한 연산 문제를 가장 먼저 푼 참여자가 새로운 블록을 기록하고, 그 대가로 새로 발행된 코인과 거래 수수료를 받는 구조입니다. 이러한 과정을 보통 ‘채굴(Mining)’이라고 불러요.

‘지분증명(PoS)’은 코인을 많이, 그리고 오래 보유한 참여자가 블록을 생성할 기회를 얻는 구조입니다. ‘작업증명(PoW)’처럼 복잡한 계산 경쟁을 하지 않고, 네트워크에 일정량의 코인을 예치해 참여하는 방식이에요. 이러한 과정을 ‘스테이킹(Staking)’이라고 부릅니다.

즉, 블록체인에는 여러 종류의 합의 메커니즘이 있지만, 그중 실제로 ‘채굴’이라는 용어가 사용되는 것은 ‘작업증명(PoW)’  방식뿐입니다. 따라서 코인 채굴 원리를 이해한다는 건 곧 ‘작업증명(PoW)’의 구조를 이해한다는 것과 같다고 볼 수 있어요.

1. 문제를 푸는 경쟁

교실에 있는 모든 학생(참여자)이 동시에 같은 수학 문제를 받습니다. 이 문제는 정답을 찾으려면 수많은 숫자를 하나하나 대입해봐야 하는 아주 어려운 문제예요. 하지만 정답을 찾기 어려운 대신, 답이 맞는지는 쉽게 확인할 수 있어요. 누군가 “정답을 찾았어요!”라고 외치면, 선생님(네트워크)은 그 답이 맞는지 바로 검증 가능해요.

2. 가장 먼저 맞힌 사람이 승자

경쟁에서 가장 먼저 정답을 맞힌 학생이 칠판에 자신의 답안지를 붙일 권리를 얻게 됩니다. 이것이 새로운 블록을 생성할 권리, 즉 거래 내역을 블록체인에 기록할 권한을 얻는 것과 같아요.

가장 먼저 정답을 맞힌 학생은 열심히 문제를 푼 노력에 대한 보상으로 사탕을 받습니다. 네트워크에 기여한 대가로 새로 발행된 코인과 거래 수수료를 받는 것과 같은 원리예요.

3. 답안은 쉽게 못 지워요

칠판에 이미 붙은 답안지를 바꾸고 싶다면 그 답안지 뒤에 붙은 모든 답안지를 전부 다시 풀어서 바꿔야 해요.

하지만 그동안 다른 학생들은 계속 새로운 문제를 풀고 다음 답안지를 붙이고 있으니, 과거의 답을 고치면서 현재의 속도를 따라잡는 건 사실상 불가능에 가까워요.

블록체인은 이전 기록 하나를 바꾸려면, 그 뒤에 연결된 모든 기록을 처음부터 다시 계산해야 합니다. 즉, 하나라도 바꾸면 전부 다시 계산해야 하니까 사실상 고치기 어렵다는 거죠.

4. 다수결 원리

학생들이 문제를 풀 때마다 자신의 정답지를 칠판에 차례로 붙이며 줄을 만들어간다고 생각해보세요. 이 줄은 시간 순서대로 이어지는 정답들의 기록이에요.

그런데 두 학생이 동시에 정답을 외쳐 각각 자신의 답안을 붙이려 한다면, 잠시 동안 칠판에 두 개의 줄이 생길 수 있겠죠. 이럴 때는 더 많은 학생들이 새로운 정답을 이어붙인 줄, 즉 ‘더 길게 이어진 줄(가장 긴 체인)’을 ‘진짜’로 인정합니다. 더 많은 사람들이 인정하고 이어서 만든 줄이 실제 기록으로 남는 거예요.

‘가장 긴 체인’은 가장 많은 컴퓨팅 파워(참여자)가 검증한 체인을 의미합니다. 비유하자면 정직하게 문제를 푸는 학생이 많을수록 줄이 더 빨리 길어지기 때문에, 나쁜 마음을 먹은 소수의 학생이 진짜 줄보다 더 긴 줄을 만드는 건 사실상 불가능해요. 

5. 난이도 조정

선생님(네트워크)은 학생들이 문제를 너무 빨리 풀거나, 반대로 너무 오래 걸리지 않도록 지켜보고 있어요. 그래서 평균적으로 10분에 한 문제씩 풀 수 있게 시험 난이도를 계속 조절합니다.

예를 들어 똑똑한 학생들이 많이 들어와 문제를 너무 빨리 풀면 난이도를 높이고, 반대로 학생들이 문제가 어려워서 시간이 오래 걸리면 난이도를 조금 낮추는 식이에요.

이 비유는 블록체인에서 새 블록이 약 10분마다 만들어지도록 네트워크가 스스로 문제 난이도를 자동으로 조절하는 방식을 뜻해요. 블록을 만드는 속도가 너무 빠르면 문제를 어렵게 하고, 너무 느리면 조금 쉽게 바꿔서 항상 비슷한 속도로 블록이 만들어지게 하는 원리입니다.

솔로 마이닝은 개인이 직접 채굴을 하는 방식입니다. 채굴 장비를 직접 구매해야 하는 초기 비용과 관리 부담이 있지만, 새 블록을 만들 권리를 얻으면 채굴 보상 전체를 혼자 받을 수 있다는 장점이 있어요.

채굴 풀은 여러 채굴자가 컴퓨팅 파워를 모아 공동으로 채굴하는 방식입니다. 혼자 채굴할 때보다 새로운 블록을 찾아낼 확률이 높고 수익이 안정적이지만, 얻은 보상을 참여자끼리 나눠야 한다는 단점이 있어요.

클라우드 마이닝은 전문 기업이 보유한 채굴 장비를 원격으로 임대해서 채굴에 참여하는 방식입니다. 직접 장비를 설치하거나 관리할 필요가 없어 비교적 진입이 쉽지만, 사기 위험이 있고 수익성이 불확실하다는 단점이 있어요.

코인 채굴, 과연 얼마나 벌 수 있을까요? 단순히 장비를 많이 돌린다고 해서 채굴 수익이 무조건 커지지는 않습니다. 네트워크 상황, 장비 성능, 전기요금, 코인 시세 등 다양한 요소가 함께 작용하기 때문이에요.

• 해시레이트(Hashrate): 내 채굴 장비가 가진 연산 처리 능력이에요. 이 수치가 높을수록 새 블록을 찾아내고 보상을 받을 확률이 높아집니다.
• 네트워크 해시레이트 및 난이도: 전 세계에서 채굴에 참여하는 모든 장비의 연산 능력을 합친 값이에요. 경쟁이 얼마나 치열한지를 보여주는 지표입니다.
• 블록 보상: 새로운 블록을 생성했을 때 받는 보상입니다. 이 보상은 비트코인이 무한히 발행되지 않도록 설계된 ‘반감기’ 제도에 따라 약 4년마다 절반으로 줄어듭니다.
• 전기요금: 채굴기를 가동하는 데 필요한 전력 비용입니다. 전체 채굴 비용 중 가장 큰 비중을 차지하며, 전기요금 단가에 따라 수익성이 크게 달라져요.
• 비트코인 시세: 채굴 보상으로 받은 비트코인의 시장 가격입니다. 시세가 높을수록 채굴로 얻는 수익도 함께 증가해요.

비트코인 채굴의 일일 수익은 간단한 공식으로 대략 계산할 수 있어요.

즉, 내가 보유한 장비의 연산 능력이 전체 네트워크에서 차지하는 비율과 하루 동안 만들어지는 블록 수, 블록당 보상, 비트코인 시세에 따라 수익이 달라집니다.

이렇게 계산된 금액에서 전기요금 및 장비 유지비 등을 빼면 실제 순이익을 알 수 있어요.

채굴 가능한 주요 코인은 작업증명(PoW) 방식을 사용하는 여러 코인입니다. 각 코인은 사용하는 채굴 알고리즘, 네트워크 구조, 보상 체계 등이 달라 채굴의 난이도와 효율에도 차이가 있어요.