[개념] Blockchain 개발하기 :: dapp (탈중앙화 앱) 이란? dapp 구조, 흐름, 스마트 컨트랙트

 

본격적으로 blockchain 에 대해 공부해보고 직접 구현해볼 수 있는 기회가 생겨서, 그 내용을 앞으로 다루도록 하겠습니다. 개념 정의 -> 실제 구현 -> 테스트 및 배포 까지 진행할 예정입니다.

 

* 이더리움 네트워크를 사용할 것이므로, 아래  내용은 이더리움 네트워크 에 기반을 둡니다.

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Dapp (탈중앙화 앱) 이란?

중앙화, 탈중앙화, 분산화. 많이 들어봤을 수 있지만 헷갈릴 수 있는 개념이므로 먼저 짚고 넘어가겠습니다.

• 중앙화(centralized) 애플리케이션: 단일하거나 중앙화된 주체가 제어하는 시스템을 기반으로 만들어진 앱. 따라서 사용자가 서비스를 제공하는 주체를 신뢰하는 것을 전제로 작동합니다. 서비스를 신뢰하지 않는다면 사용자는 사용하지 않을 것이고, 그에 따라 서비스의 주체는 신뢰성을 나름대로의 방식으로 사용자에게 어필해야 합니다.
• 탈중앙화(decentralized) 애플리케이션 (Dapp): 이론적으로, 각자 다른 주체가 소유하고 있는 노드에서 복제되어 실행합니다. 즉, 노드를 소유하는 주체가 단일화되어있지 않습니다. 소유 주체가 많을수록 탈중앙화된 처리가 가능하므로 전체 네트워크의 신뢰도는 올라갑니다.
  이는 거래 실행 및 검증의 독립성 (모든 참여자가 검증 작업에 동의) 과 투명성 (거래를 처리하는 코드 확인 가능)을 제공하는, 웹 애플레케이션의 새로운 변화 중 하나입니다. 사용자와 공급자 사이에 신뢰가 필요한 모든 시스템의 투명성을 높이기 위해 사용되며, 이러한 필요가 없는 곳에서는 탈중앙화가 100% 정답이 되지는 않습니다.
• 분산 애플리케이션: 하나의 네트워크 내에 있는 여러 서버에서 애플리케이션이 실행됩니다. 즉, 주체는 하나이나 여러 서버를 사용해서 서비스를 제공한다는 것입니다. 일반적인 웹 애플리케이션의 방식이며, 웹 서버, 데이터베이스 서버 등으로 구성됩니다. 설명을 보면 이해가 가듯 이는 결국 중앙화 앱의 형태입니다.

 

Dapp 의 구조

처음 Dapp 을 접한다면 그래서 누가 서버고, 누가 클라이언트인지 헷갈릴 수 있습니다. (대표적: 나)

따라서, Dapp 의 구조가 어떻게 되는지

• 클라이언트: 웹/앱
  일반적으로, java script 가 포함된 웹 프로그램.
  Web3.js 라는 자바스크립트 라이브러리를 통해 특정 서버와 직접 통신할 수 있습니다.
  보통의 애플리케이션이 가지는 클라이언트와 큰 차이가 없습니다.
• 서버: P2P 네트워크
  탈중앙화 서버는 P2P 네트워크입니다. 즉, 하나의 단일 주체가 중앙에서 조정하는 형태가 아니라 각 노드가 서로 통신하며 같은 코드를 실행하고 같은 블록체인 데이터베이스를 갖습니다.
  이때, 노드는 모든 노드에 연결될 필요는 없고, 전체를 관장하는 마스터 노드 또한 존재하지 않습니다.
  노드 간의 연결 관계를 떠올려보면, 몇 개의 노드에만 연결되어 있어도 서로서로 통신을 통해 빠르게 전체 네트워크에 데이터를 전달할 수 있습니다.
  • 블록체인 플렛폼을 지원하는 다양한 P2P 네트워크: 비트코인, 이더리움 등

 

평소에 API 서버와 클라이언트 간의 관계를 잘 이해하고 있다면, Dapp 은 결국 클라이언트가 API 가 아니라 특정 라이브러리를 통해 서버와 통신하는 것이고, 서버는 단일 서버가 아니라 여러 노드 간의 연결로 구성되어 있다고 이해하면 쉬울 것입니다.

 

Dapp 의 흐름

Dapp 의 간단한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같습니다.

 

1) 사용자 이벤트는 웹 페이지의 js 에서 처리합니다.

2) 이벤트 발생 시 web3.js 라이브러리 함수를 사용하여 스마트 컨트랙트와 연결된 이더리움 노드와 연결하고 이벤트에 맞는 함수 A를 호출합니다.

3) 연결된 로컬 이더리움 노드 (ex. 개발자 컴퓨터) 는 메시지를 처리하고 검증한 후 피어 노드로 전달합니다.

4) 거래내역이 채굴 노드를 만날 때까지 전파합니다.

5) 각 노드는 새 block 을 받으면 해당 block 의 개별 거래내역이 정상적인지 + 전체 block 이 유효한지 검증합니다. 이후 block 에 존재하는 모든 거래내역을 처리하며 이 과정에서 계약 상태의 유효성을 암시적으로 확인합니다. (합의)

6) 검증이 성공적으로 완료되면 Confirmation 이벤트를 발생시키고, 웹 UI 를 포함하여 연결된 모든 클라이언트에 전파됩니다. 이를 UI 가 화면에 출력합니다.

 

이때, 대부분의 블록체인은 '전체 노드' 와 '채굴 노드' 로 기능적으로 노드를 구분하며 다음의 차이가 있습니다.

 

	전체 노드	채굴 노드
성격	거래내역을 수동으로 처리	거래내역을 적극적으로 처리
새 블록 생성	불가능 (단, 자신의 로컬 블록체인에는 추가 가능)	가능 (거래내역을 모아 새 블록을 생성하고 기존 블록체인에 추가하는 것이 주요 목적)
정확성 검증	수행	수행
특징	정확성 검증을 위해서만 거래를 실행. 블록체인을 읽을 순 있지만 쓸 수는 없다.	암호화폐를 지급받기 위해 에너지가 많이 소요되는 작업을 수행.

 

 

스마트 컨트랙트 (Samrt Contract)

스마트 컨트랙트란 블록체인 기반으로 다양한 형태의 계약을 체결하고 이행하는 것을 말합니다.

이 계약에는 금융, 부동산 계약, 투표 등의 다양한 계약이 가능합니다.

 

비탈릭 부테린이 이더리움이라는 가상 화폐를 만들고 구현한 것으로, (기존 비트코인에 넣으려다가 의견이 수용되지 않자 직접 만든..)

Solidity 라는 프로그래밍 언어를 통해 직접 스마트 컨트랙트 코드 (계약 조건, 내용 등) 를 작성할 수 있고, 블록체인 네트워크에 배포함으로서 사용자 간의 계약을 해당 코드를 통해 수행할 수 있습니다.

 

예시로 다음과 같은 형태가 있을 수 있습니다.

 

위 코드는 remix 로 작성한 스마트 컨트랙트 코드이며, 두 사용자가 코인을 주고 받는 '계약'에 대한 코드입니다.

 

이렇게 사용자 간의 합의가 이루어져야 하는 계약의 형태를 가지는 '무언가'에 대해 그 로직을 작성하고 수행하도록 하는 것을 의미한다고 이해해도 좋을 것 같습니다.

 

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이상으로 Dapp 에 대한 개념적인 부분과 구조적인 부분을 살펴보았습니다.