💰 주소는 어떻게 만들어지나요? - 비트코인

tl;dr 비트코인 주소는 시드구문에서 비롯되고, 시드 구문 털리면 해당 구문으로 만든 모든 주소 다 털릴 수 있으니 꼭 시드구문은 안전하게 보관하자. 해킹 당할 수 있는 구글, 노션, 마이크로소프트 어딘가, 평문화된 파일, 다 위험하니 조심. 그냥 손으로 써서 금고 만들던지, 아니면 본인만 알 수 있게 재암화하던지 시드는 언제나 조심.

최근에 이런 거 좋아하는 사람 없는 것 같아서 써보는 블록체인의 주소 이야기. (핵심은 솔라나 토큰 주소이야기만 하고 싶었는데 일단 본인도 복습할 겸 코인 투자자로 알아두면 좋은 이야기부터 써보기로 함. 스팀잇, 땡글에는 이런 글 많던데 왜 그 시절에 코인 안했을까)

1️⃣ 암호 알고리즘의 방식

우선 블록체인이라는 것은 기본적으로 비대칭 암호, 공개 키 암호라는 암호 알고리즘을 사용하고 있습니다. 서로의 소통을 안전하게 하기 위한 방법으로 생각하시면 됩니다.

가장 암호화에 쉬운 방법은 대칭키 방식입니다. 대표적으로는 어릴 적 해본 비밀 문자같은 게 있습니다. 예를 들어 A를 B로, B를 C로 쭈욱 바꾼다면 보내는 사람과 아는 사람이 이 룰을 안다면 쉽게 소통할 수 있겠죠? 근데 이 방식은 서로와 서로 간의 안전한 통신을 위해서면 사람이 늘어날 때마다 그만큼 관리해야 하는 키들이 많아지는 불편함이 있습니다. 그리고 키도 계속 분배해야 하는 리스크도 있습니다. 대신 속도는 빠릅니다.

공개키는 개인이 가지고 있는 "비밀키"와 모두가 접근할 수 있는 "개인키에 맞는 공개키"가 한 페어로 구성된 암호를 의미합니다. 개인키로 암호화하면 공개키로 복호화할 수 있고, 공개키로 암호화하면 개인키로 복호화할 수 있습니다. 속도는 대칭키보다 느리지만 키 분배도 안해도 되니 신뢰도도 높습니다. 이게 1976년에 디피-헬만이라고 두 사람이 제시한 아이디어인데 논문이 10페이지 정도 밖에 안됩니다. 이 두 사람이 제시한 아이디어가 지금 모든 세계의 보안의 근간이 되었다고 해도 무방할 정도로 엄청납니다.

예시로 공인인증서도 이걸 사용하는데 키 옮기실 때 컴퓨터에 NPKI파일을 한 번 쯤 본 적 있을겁니다. 이게 Natural Public Key Infrastructure라고 국가용 공개 키 인프라 정도로 해석하면 됩니다. 즉 안전한 거래에 공개키 알고리즘, 비대칭 암호 알고리즘은 많이 사용되고 있습니다.

2️⃣ 비트코인과 주소

비트코인 지갑을 가지신 분이라면 처음에 시드구문, 개인키/비밀키(Private Key)을 받은 기억이 있으실 겁니다. 이게 결국 여러분이 서명하고 자산을 보낼 때 OK 사인을 줄 수 있는 권한이라고 보면 됩니다. 그런데 이게 여러분 주소와 무슨 상관이 있느냐? 바로 블록체인의 모든 주소는 공개키를 기반으로 만드는 것이기 때문입니다.

기본적으로 비트코인 주소는 크게 다음과 같이 만들어집니다. (설명을 위해 말투는 좀 짧게)

- 12단어에서 24단어 랜덤 추출. 2048개의 단어중 선택(BIP-39라는 비트코인 표준에서 만들어둔 사전임)

- HMAC-SHA512라는 단방향 암호화를 시킴. 시드구문만 같으면 언제나 같은 결과를 출력하는 함수임 (재밌는게 여기서 생성할 때 암호화에서 공통적으로 Bitcoin seed라는 구문이 들어감. 사실 어떤 구문이어도 상관없는데 약간의 이스터에그 같은 느낌이랄까?)

- 여기서 나온 결과물이 512비트인데 이 중 256비트가 여러분의 개인키, 나머지 256비트가 체인코드라는 것.

- 그리고 이 개인키와 체인코드 기반으로 타원곡선 암호(ECDSA, secp256k1)을 사용하여 공개키 형성. (당연히 개인키로는 공개키 만들 수 있는데, 공개키는 개인키 못만듬.)

- 그리고 이 공개키를 기반으로 HASH160로 한 번 더 암호화하고 Base58check 또는 Bech32로 변환하고, 버전에 따라 앞에 1 또는 3 또는 bc1 추가하고, 체크섬이라는 데이터를 뒤에 추가하면 이게 주소임.

- Hash160은 그냥 일방향 변환함수로 생각하면 되고, Base58과 Bech32는 가독성이 좋은 코드로 바꾸는 것임. 예를 들어 여러분이 보고 있는 주소에 0과 o, 1과 l이 혼용이 되어서 잘못써서 1BTC를 보낸다면? 완전 대참사겠죠? 그래서 숫자 알파벳 중 0,1,l, L 다 빼고 만든게 Base58, 여기서 사용문자를 32개로 만든게 Bech32.

- checksum은 잘못된 주소 방지 로직인데, 대표적인 checksum 방식 중 하나가 주민등록증 번호. 주민번호 13자리 중 마지막 자리는 앞으로 12자리의 각 값을 곱하고 더한 결과물에 대해 11로 나눈 나머지 r에 대해 (11-r)%10을 한 값임. 즉 이게 유효한 번호인지 체크하는 방식. (그래서 옛날 웹페이지에서는 이 체크썸을 이용하면 가짜 주민번호를 만들 수도 있었다고 함) 여튼 이게 중요한 이유는 주소가 제대로된 주소인지 한 번 더 체크할 수 있음. 비트코인 마지막 6자리는 이걸로 채워져있음

- 참고로 Base58과 Bech32는 비트코인 버전에 따라 사용이 다른데, 당신의 주소가 1이나 3으로 시작하면 Base58, bc으로 시작하면 세그윗 업데이트 이후의 주소로 Bech32라고 생각하면 됨. 이더리움 등 시드구문으로 시작한 사람들 관련하여 비트코인 주소가 상당히 많을텐데 bc1으로 시작하고 taproot 주소로 거래하면 됨

- 또 하나 알아두면 좋은 것은 자식 주소. 자식 주소는 개인키와 체인코드를 기반으로 계속 새로운 주소를 만들 수 있는 방법.(BIP-32) 그래서 보면 한 지갑에서 하나의 시드구문으로 여러 주소를 만들 수 있는데, 얘네는 개인키(프라이빗키)만 있을 것임. 결국 시드구문 털리면 자식 주소들도 다 털린다고 해석할 수 있음. 이게 그리고 단순하게 자식 넘버 1, 자식 넘버 2 이런식으로 그냥 덧셈에서 암호화되는 로직이라 서로 다른 월렛에서도 같은 시드구문은 같은 자식 주소를 확인할 수 있음. 즉 다계정할 때, 시드구문 하나로 주소 여러개 만들고, 시드 구문 털리면? 다 털린다. 근데 시드구문은 별도로 두고 프라이빗 키로 개별 보관하면 그래도 하나만 털리고 막을 수 있다. 그리고 또 한편으로 시드구문 없이 그냥 프라이빗키만 가지고 있으면 자식 월렛 복원이 어려울 수 있다. 시드구문이 제일 중요하다.

- 어쨌든 특정 주소로 보내면 나중에 사용자는 공개키에서 본인 주소를 만들어서 보여주고 개인키로 암호화해서 서명하면 됨. 그래서 비트코인은 UTXO 사용하려면 서명에 공개키 포함해야함.