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비트코인(Bitcoin)은 블록체인 기술을 기반으로 만들어진 온라인 암호화폐이다. 비트코인의 화폐 단위는 BTC로 표시한다. 2008년 10월 사토시 나카모토라는 가명을 쓰는 프로그래머가 개발하여, 2009년 1월 프로그램 소스를 배포했다. 중앙은행이 없이 전 세계적 범위에서 P2P 방식으로 개인들 간에 자유롭게 송금 등의 금융거래를 할 수 있게 설계되어 있다. 또 중앙은행을 거치지 않아 수수료 부담이 적다. 거래장부는 블록체인 기술을 바탕으로 전 세계적인 범위에서 여러 사용자들의 서버에 분산하여 저장하기 때문에 해킹이 불가능하다. SHA-256 기반의 암호 해시 함수를 사용한다.

2009년 비트코인의 소스 코드가 공개되었고, 이더리움, 이더리움 클래식, 리플, 라이트코인, 에이코인, 대시, 모네로, 제트캐시, 퀀텀 등 다양한 알트코인들이 생겨났다. 알트코인은 비트코인 이후에 등장한 암호화폐를 의미하며, 비트코인은 여러 알트코인들 사이에서 일종의 기축통화 역할을 하고 있다.

비트코인은 2009년 사토시 나카모토가 만든 가상화폐로, 통화를 발행하고 관리하는 중앙 장치가 존재하지 않는 구조를 가지고 있다. 대신, 비트코인의 거래는 P2P 기반 분산 데이터베이스에 의해 이루어지며, 공개 키 암호 방식 기반으로 거래를 수행한다. 비트코인은 공개성을 가지고 있다. 비트코인은 지갑 파일의 형태로 저장되며, 이 지갑에는 각각의 고유 주소가 부여되며, 그 주소를 기반으로 비트코인의 거래가 이루어진다. 비트코인은 1998년 웨이따이가 사이버펑크 메일링 리스트에 올린 암호통화(cryptocurrency)란 구상을 최초로 구현한 것 중의 하나이다.

비트코인은 공개 키 암호 방식을 이용해 공개된 계정간에 거래를 한다. 모든 거래는 비공개적이나 거래의 기록은 남으며, 분산 데이터베이스에 저장된다. 분산된 시간서버로 일련의 작업증명(proof-of-work)을 하여 중복지출(double-spending)을 방지한다. 거래 기록은 모두 데이터베이스에 저장되어야 한다. 저장소 크기를 줄이기 위해 머클 트리(Merkle tree)가 사용된다. 

비트코인 네트워크는 “코인 생성” 옵션을 선택한 소프트웨어를 구동하는 누군가, 구체적으로는 블록을 생성해내는데 성공한 누군가에게 한 묶음의 새로운 비트코인을 시간당 6번 정도씩 생성해 배분할 수 있도록 되어 있다. 그 소프트웨어나 같은 역할을 하는 사용자가 직접 만든 특수한 프로그램을 구동하는 사람은 누구나 비트코인 묶음을 받을 가능성이 있다. 

비트코인을 생성하는 것은 금광 채굴에 빗대어 “채굴”이라고 불리기도 한다. 사용자가 코인 묶음을 받을 수 있는 확률은 정해진 목표값 이하의 해시를 만들어낼 수 있는 확률과 같으며, 비트코인이 묶음당 생성되는 채굴량은 50 BTC를 넘지 않는다. 그리고 채굴량 변동은 매 21만 블록이 생성될 때마다 1/2으로 줄어들게 프로그램되어, 전부 2100만 비트코인을 넘지 않게 된다. 이 지불금이 줄어들면, 사용자들은 블록을 생성하는 노드를 구동하는 것 보다는 거래 수수료를 벌도록 유도된다.

네트워크의 생성용 노드들은 전부 그들의 후보 블록을 만들기 위한 암호화 문제를 찾아내기 위해 경쟁한다. 이 문제를 풀려면 반복적인 시행착오가 필요하다. 노드가 정답을 찾으면 네트워크의 나머지 노드에게 그것을 알리고 새로운 비트코인 묶음을 요구한다. 새로 해결된 블록(solved-block)을 받은 노드들은 그것을 허가하기 전에 인증하고 체인에 추가한다. 노드에는 표준 클라이언트를 사용하거나 GPU 가속을 이용하는 다른 소프트웨어가 사용될 수 있다. 사용자들은 집단으로 비트코인을 생성할 수도 있다.

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