[김정호의 4차혁명 오딧세이] 사토시 나카모토와 3차원 반도체

기사입력 : 2018년02월20일 09:28

최종수정 : 2018년02월20일 09:30

비트코인 채굴비용 줄이기 위해 반도체 혁신 초래
비트코인, 사회, 경제 외 기술 분야에 미치는 영향도 주목

사카시 나카모토의 첫 논문, 비트코인 탄생시키다

사토시 나카모토는 암호화폐 비트코인을 처음으로 제안한 인물이다. 실체가 베일에 싸인 가상의 인물로 보이는 사토시 나카모토는 2008년 10월 'A Peer-to-Peer Electronic Cash System'이라는 제목의 9쪽짜리 비트코인 관련 논문을 처음 발표했다. 그리고 2009년 '비트코인 코어'(Bitcoin Core)라는 프로그램을 공개하면서 비트코인이 처음 발행되었다.

사토시 나카모토의 'A Peer-to-Peer Electronic Cash System'을 우리말로 번역한다면 '비트코인:개인과 개인 전자 화폐 시스템'으로 표현될 수 있다. 다시 말해 제3의 기관(국가기관 혹은 금융기관)을 통하지 않고 직접 개인 간에 사용 가능한 전자화폐 시스템을 제시한 논문이다.

그 논문의 요약 부분을 한글로 쉽게 재 정리하고 설명하면 다음과 같다.

'전자 화폐(electronic cash)가 순수하게 개인과 개인간(peer-to-peer)의 지불 수단이 된다면, 그 방법은 금융 기관을 거치지 않고 바로 개인 간에 직접 지불할 수 있게 된다. 이 방법에 디지털 서명이 사용될 수 있긴 하지만, 이 새로운 방법의 진정한 장점은 이중 지불(double spending)을 방지하기 위해서 제3의 신용 기관이 필요하지 않다는 점이다.

우리는 금융기관을 거치지 않고 개인 간의 네트워크 (Peer-to-Peer network)로 이 문제를 해결한다. 이 네트워크는 거래를 해싱(hashing. 이터를 임의의 길이의 데이터로 바꾸어 주는 암호 함수)으로 암호화를 실행한다. 그리고 타임스탬프(특정한 시간을 알려주는 문자열)를 찍고 해싱 기반 작업증명(proof-of-work)을 서로 연결한 사슬(chain)로 만든다. 그 작업증명은 재 수행하지 않고서는 변경할 수 없는 기록을 생성해 변조를 불가능하게 한다.'

사토시 나카모토가 2008년 처음 발표한 비트코인 관련 논문 요약 부분.

사토시 나카모토의 논문은 국가 권력이나 공인된 중앙 집권적 기관 없이 개인 간에 직접 거래가 가능한 지불 수단을 제안한 것이다. 지불 인증을 받기 위해서 발생한 거래 정보를 해시라는 암호 함수를 이용해 일정 길이의 데이터로 변환한다.

또 이렇게 생산된 데이터는 날짜 정보와 함께 거래 내역이 장부로 만들어지면서 이 작업 장부들이 서로 연결돼 블록체인을 만든다. 그 결과 변경하기 매우 어려운 데이터가 되어 신뢰성과 정확성, 안정성이 보장된다. 달리 말하면 기존의 중앙 집권화된 화폐 권력을 개인들이 나누어 갖자는 개념이 핵심이라고 볼 수 있다. 따라서 화폐의 민주화 방향이라고 볼 수도 있고, 화폐 무정부주의라고도 말 할 수 있다. 기존의 중앙 집권화된 화폐 발행, 유통, 저장 권한의 문제점을 인식하고 변화를 추구한다고 본다.

채굴과 막대한 전기 요금 발생

이러한 암호화폐인 비트코인을 취득하는 방법은 세가지 방법이 있다. 먼저 '채굴'(mining)하는 방법이다. 두 번째는 남이 채굴한 비트코인을 사는 방법이다. 세 번째는 비트코인을 받고 물건을 파는 방법이다.

그런데 채굴 과정에서 비트코인의 복잡한 암호를 푸는 계산과정이 필요하다. 그리고 그 대가로 비트코인을 받는다. 이 암호의 난이도는 계속 높아진다. 채굴 과정이 마치 금을 캐는 것 같다고 해서 채굴이라고 부른다. 향후 100년간 발행되는 비트코인 숫자는 2100만개로 제한되어 있다. 마구잡이로 찍어 내서 인플레이션이 높은 기존 화폐의 문제점을 최소화 하려는 의도로 보인다. 그런데 이 비트코인을 채굴하기 위해선 강력한 GPU(그래픽처리장치)를 기반으로 한 고성능 컴퓨터 여러 대가 필요하다. 일단 컴퓨터 구입 비용이 들어간다. 그리고 암호 계산 과정에서 막대한 전기요금이 든다.

비트코인 채굴에 사용 가능한 엔비디아의 3차원 반도체인 GPU(그래픽 프로세서)와 HBM(고대역 메모리. 출처: KAIST.

반도체 혁신 초래한 비트코인

그래서 비트코인 채굴 비용을 줄이기 위해선 GPU(그래픽처리장치)가 소모하는 전력 양을 줄일 필요가 있다. 암호를 푸는 계산을 하기 위해 GPU 와 메모리 사이에 많은 데이터를 주고 받아야 하는데, 이때의 전력 소모는 GPU 입출력 신호 전력이 가장 큰 부분을 차지한다. 보통 입출력 배선의 전력 소모량은 배선의 길이에 비례한다. 납작한 실리콘 웨이퍼 상에 만들어 지는 기존의 반도체는 배선의 길이를 줄이기 어렵다.

그래서 요즘은 GPU와 메모리를 위로 쌓아서 수직으로 배선을 연결하는 3차원 반도체가 미래의 반도체로 각광받고 있다. 반도체를 얇게 갈아서 두께를 머리카락 굵기보다 얇은 30마이크로 미터 이하로 만들고 수 만개의 수직 구멍을 만들어 입출력 신호선을 수직으로 설계한다. 그러면 입출력 배선의 길이를 기존 2차원 반도체에 비해서 10분의 1이하로 줄일 수 있다. 더 나아가 수직으로 설계된 연결선을 많이 만들면 GPU 와 메모리 사이에 데이터를 빠른 시간에 많이 만들 수 있다.

SK 하이닉스의 3차원 반도체 메모리 사진. 출처: KAIST.

최근 대표적인 GPU 회사인 엔비디아의 매출이 급격히 오르고 주가도 지속적으로 오르고 있다. 그 원인을 알고 보니 비트코인의 채굴에 필요한 GPU 수요가 급증했다는 것이다. 중앙 집권화된 기존의 화폐 시스템을 개혁하고자 한 사토시 나카모토의 의도는 의도치 않게 반도체의 혁신을 촉발하고 있다.

더욱이 비트코인 채굴에 필요한 전기료를 아끼기 위해 이제 GPU 와 메모리가 3차원 반도체 구조로 가속화되고 있다. 이 3차원 반도체는 비트코인 채굴뿐만 아니라 4차 산업혁명의 핵심인 인공지능, 빅데이터 처리에도 유용하게 쓰이고 있다. 모두 데이터 처리량이 증가하고 동시에 전력 소모를 줄여야 하는 요구를 동시에 받고 있기 때문이다. 비트코인이라는 신 기술이 사회, 경제뿐만 아니라 기술 분야에도 어떤 큰 영향을 미칠지 주목해 볼 필요가 있다.

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

김정호 카이스트 교수.

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김계환 오늘 영장심사...위증 혐의 [서울=뉴스핌] 고다연 기자 = '채해병 사건' 수사외압 의혹의 핵심 인물로 꼽히는 김계환 전 해병대 사령관이 오는 22일 중앙지법에서 구속 심사를 받는다. 순직해병 사망사건 관련 의혹을 수사하는 이명현 특별검사팀이 18일 모해위증 등 혐의로 김계환 전 해병대사령관에 대한 구속영장을 청구했다. 순직해병 사망사건 관련 의혹을 수사하는 이명현 특별검사팀이 18일 모해위증 등 혐의로 김계환 전 해병대사령관에 대한 구속영장을 청구했다. 남세진 영장 전담 부장판사가 22일 오전 10시 30분 김 전 사령관의 영장실질심사(구속 전 피의자 심문)을 진행한다. [사진=뉴스핌 DB] 남세진 영장 전담 부장판사가 22일 오전 10시 30분 김 전 사령관의 영장실질심사(구속 전 피의자 심문)을 진행한다. 이번 구속영장 청구는 지난 2일 순직해병특검 출범 이후 첫 신병확보 시도다. 김 전 사령관은 2023년 7∼8월 채상병 순직 사건 당시 초동 조사한 박정훈 전 해병대 수사단장(대령)에게 윗선의 외압이 가해지는 과정에 관여했다는 의혹을 받고 있다. 김 전 사령관은 지난해 2월 군사법원에서 열린 박 대령의 항명 혐의 재판에 증인으로 출석해 이른바 'VIP 격노설'을 박 대령에게 전달한 적 없다고 주장하며, "나 아니면 안 된다는 착각과 영웅심리로 해병대의 역사와 전통을 흔들어선 안 된다"고 박 대령을 비판했다. 앞서 특검팀은 이날 오후 언론 공지를 통해 구속영장 청구 사실을 알리며 "김계환은 채상병 사망 사건 당시 해병대 사령관으로, 해병대 수사단장 박정훈 대령에게 수사기록 이첩 관련 지시를 한 상관"이라며 "특검은 피의자가 죄를 범하였다고 의심할만한 상당한 이유가 있고, 범죄가 중대하며, 증거인멸의 가능성이 크므로 구속수사가 필요하다고 판단하고 있다"고 밝혔다. gdy10@newspim.com 2025-07-18 20:56

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'갑질 의혹' 강선우 살린 까닭 [서울=뉴스핌] 이재창 정치전문기자 = 이재명 대통령이 20일 이진숙 교육부 장관 후보자에 대한 지명을 철회하고 강선우 여성가족부 장관 후보자는 살리기로 했다. 장관 후보자들에 대한 도덕성 논란이 심각한 상황에서 낙마자 없이 넘어갈 수는 없다는 판단에 따라 상징적인 낙마자로 이 후보자를 선택한 것이다. 야당이 강력히 요구한 두 명 중 한 명을 낙마시킴으로써 야당의 체면을 세워주는 모양새를 취하는 동시에 독주한다는 부정적 이미지를 피하려 한 것이다. 이 대통령 입장에서는 이 후보자 낙마가 측근인 강 후보자에 비해 부담이 상대적으로 덜했다. 강 후보자가 낙마할 경우 현역 의원 낙마 1호라는 불명예를 안게 돼 의원직을 수행하기도 여의치 않은 상황이었다. 이 후보자 낙마로 강 후보자를 구제한 것이다. [서울=뉴스핌] 이길동 기자 =강선우 여성가족부 장관 후보자가 26일 서울 종로구 수송동에 마련된 마련된 인사청문회 준비 사무실로 출근하며 취재진의 질문에 답하고 있다.2025.06.26 gdlee@newspim.com 이 대통령과 여권 핵심은 지난주 이미 한 명 낙마 쪽으로 가닥을 잡았다. 우상호 정무수석이 "일부 후보자의 경우 청문회 이후에도 논란이 계속돼 여론이 악화하고 있다"고 말했다. 낙마를 사실상 기정사실화한 것이다. 특히 주말 여야 원내대표를 만나 의견을 구한 것은 최소한 한 명의 낙마를 전제로 한 것이었다. 야당 대표까지 만나고 모든 후보자를 밀어붙일 경우 독주한다는 비판을 피하기 어렵기 때문이다. 더불어민주당이 주장한 낙마자 제로는 이 대통령의 결단을 부각하기 위한 전술이었다. '낙마자는 없다'는 여당의 강경론에도 이 대통령이 지명 철회를 요구하는 야당과 민심을 수용하는 모양을 취할 수 있도록 한 것이다. 자진 사퇴가 아니라 지명 철회라는 강수는 야당의 요구를 수용하는 모양을 취한 것이다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 이진숙 부총리 겸 교육부 장관 후보자가 16일 오전 서울 여의도 국회 교육위원회에서 열린 인사청문회에서 모두발언을 하고 있다. 2025.07.16 mironj19@newspim.com 관심은 낙마자가 한 명이냐, 아니면 두 명이냐였다. 두 후보자 모두 낙마 1순위였다. 한 명을 살리기 어려울 정도로 막상막하였다. 논문 표절과 자녀 불법 조기 유학 의혹이 불거진 데다 전문성도 결여돼 있다는 지적을 받은 이 후보자의 낙마는 사실상 결정된 상태였다. 여기에 강 후보자까지 포함시킬지 여부가 초미의 관심사였다. 파상 공세를 취하는 야당이 문제가 아니었다. 두 후보자에 대해 진보색이 강한 시민 단체마저 낙마를 요구했다. 여론을 중시하는 이 대통령 입장에서는 곤혹스러운 상황이 아닐 수 없었다. 자칫 지지 세력이 등을 돌릴 수 있어서다. 이런 상황에서 이 후보자 낙마와 강 후보자 구제는 여당 기류에서 그대로 나타났다. 대통령실 주변에서 "이 후보자는 외부에서 추천했다"는 얘기가 흘러나온 것은 낙마자가 나올 경우 1순위는 이 후보자가 될 수 있음을 강하게 시사한 것이다. 낙마하더라도 부담이 덜할 수 있다는 의미로 받아들여진 것이다. 당 분위기는 더 노골적이었다. 강 후보자에 대해서는 입단속이 이뤄진 것으로 알려졌으나 이 후보자에 대해서는 특별한 지침이 없었다고 한다. 이를 반영하듯 강 후보자에 대해서는 지난주 중반까지 여론이 싸늘했지만 그 이후 당 주변에서는 더 이상 얘기가 나오지 않았다. 이 후보자에 대해서는 달랐다. 김상욱 의원에 이어 강득구 의원이 공개적으로 이 후보자를 비판하며 거취를 거론했다. 강 의원은 "연구 윤리 위반, 반민주적 행정 이력, 전문성 부족 등은 결코 가볍게 넘길 수 없는 중대 결격 사유"라고 말했다. 이 후보자 낙마로 분위기를 몰아가는 듯했다. 이 후보자는 논문 표절 문제가 컸지만 이재명 정부가 전면에 내세운 유능함도 보여주지 못한 게 결정적이었다. 여권이 갑질 논란이 심했던 강 후보자를 감싼 논리가 유능함이었다. 청문회 과정에서 유보 통합 등 교육 정책과 관련된 기본적인 사항조차 숙지하지 못해 전문성에 심각한 의구심이 제기됐다. 여당 의원들조차 "어떻게 그런 것도 대답을 하지 못하느냐"는 비판이 나올 정도였다. 우상호 대통령실 정무수석은 이날 오후 용산 대통령실에서 브리핑을 통해 인사청문회를 거쳤지만 임명이 안 된 11명의 장관 후보자 중 지명 철회는 이 후보자 한 명이라는 점을 분명히 해 강 후보자는 임명 절차를 밟을 것임을 시사했다. 강 후보자의 인사청문경과보고서가 채택되지 않은 상태에서 임명을 강행하려면 절차상 국회에 보고서 재송부를 요청해야 하는 만큼 이 대통령은 이른 시일 내에 관련 조치에 나설 것으로 보인다. 이 대통령이 강 후보자를 임명한다고 해도 부담은 남는다. 강 후보자의 사퇴를 요구한 상당수 민주당 보좌진들과 정서적으로 등을 지게 될 수밖에 없다. 강 후보자 사퇴를 요구한 시민단체의 입장도 부담이다. 야당은 여론을 돌리기 위한 파상 공세에 나서고 있다. 강 후보자도 갑질 장관이라는 낙인이 찍힌 상태에서 업무를 제대로 수행할 수 있을지도 의문이다. 향후 여론 추이에 관심이 쏠리는 이유다. leejc@newspim.com 2025-07-21 06:45