지문해설 : 이 글은 블록체인 기술의 개념과 특성을 설명하고, 블록체인 기술의 한계를 제시하고 있다. 블록체인 기술은 데이터를 블록 단위로 묶어 체인 형태로 연결한 것을 여러 대의 컴퓨터에 중복 저장하는 기술을 말한다. 블록체인 기술은 데이터를 저장하기 위해 검증과 승인 과정을 거쳐야 한다는 점에서 데이터를 무단으로 변경하기 어렵다는 장점이 있다. 블록체인 기술에서 고려해야 할 세 가지 특성으로 보안성과 탈중앙성, 확장성이 있는데 아직까지 이 세 가지를 함께 높일 수 있는 방법이 없어 블록체인 기술은 대규모로 채택되지 못하고 있다는 한계가 있다.
[주제] 블록체인 기술의 특성과 한계
[8～11] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.
블록체인 기술은 데이터를 블록이라는 단위로 묶어 체인 형태로 연결한 것을 여러 대의 컴퓨터에 중복 저장하는 기술이다. 체인 형태로 연결된 블록의 집합을 블록체인이라 하고, 블록체인을 저장하는 컴퓨터를 노드라고 한다. 새로 생성된 블록은 노드들에 전파된다. 노드들은 블록에 포함된 내용이 블록체인의 다른 블록에 있는 내용과 상충되지 않는지, 동일한 내용이 블록체인의 다른 블록에 이중으로 포함되어 있지 않은지 검증한다. 검증이 끝난 블록을 블록체인에 연결할지 여부는 모든 노드들이 참여하는 승인 과정을 통해 정해진다. 승인이 완료된 블록은 블록체인에 연결되고, 이 블록체인은 노드들에 저장된다. 승인 과정에는 합의 알고리즘이 사용되고, 합의 알고리즘의 예로 ‘작업증명’이 있다.
블록체인 기술의 성능은 블록체인에 데이터가 저장되는 속도로 정의되며, 단위 시간당 블록체인에 저장되는 데이터의 양으로 계산될 수 있다. 블록체인 기술은 공개형과 비공개형으로 구분된다. 비공개형은 공개형과 달리 노드 수에 제한을 두고, 일반적으로 공개형에 비해 합의 알고리즘의 속도가 빠르다. 따라서 비공개형은 승인 과정에 걸리는 시간이 짧기 때문에 성능이 높다.
데이터가 무단으로 변경되기 어렵다는 성질을 무결성이라 하는데 무결성은 블록체인 기술의 대표적인 장점이다. 특정 노드에 저장되어 있는 일부 데이터가 변경되면 변경된 블록과 그 이후의 블록들은 블록체인과의 연결이 끊어진다. 끊어진 모든 블록을 다시 연결하는 것은 승인 과정을 필요로 하기 때문에 연결을 복구하는 것은 어렵다. 즉 블록과 블록체인의 연결을 유지하면서 블록체인에 포함된 데이터를 변경하는 것이 어려우므로 블록체인 데이터는 무결성이 높다. 무단 변경과 달리, 일부 데이터가 지워져도 승인된 원래의 데이터로 복원할 때는 승인 과정이 필요하지 않다. 따라서 ㉠ 블록체인에 포함된 데이터는 일부가 지워지더라도 복원이 용이하다.
블록체인 기술에서 고려해야 할 세 가지 특성이 있다. 보안성은 데이터의 무단 변경이 어려울 뿐 아니라 동일한 내용의 데이터가 블록체인의 서로 다른 블록에 또는 단일 블록에 이중으로 포함되는 것이 어렵다는 성질이다. 승인 과정에 걸리는 시간이 줄거나 노드 수가 감소하면 보안성은 낮아진다. 탈중앙성은 승인 과정에 다수의 노드들이 참여하고, 특정 노드가 승인 과정을 주도하지 않는다는 성질이다. 노드 수가 감소하면 탈중앙성은 낮아진다. 확장성은 블록체인 기술이 목표로 하는 응용 분야에 적용 가능할 만큼 성능이 높고, 노드 수가 증가해도 서비스 유지가 가능하다는 성질이다. 노드 수가 증가하면 성능이 저하되므로, 확장성이 높다는 것은 노드 수가 증가하더라도 성능 저하가 크지 않다는 것을 의미한다. 그래서 기술 변화 없이 확장성을 높이고자 할 때 노드 수를 제한하는 방법이 사용되기도 한다. 노드 수를 제한하면 성능 저하를 막을 수 있기 때문이다. 아직까지 블록체인 기술은 보안성, 탈중앙성, 확장성을 함께 높일 수 있는 방법이 없어 대규모로 채택되지 못하고 있다.
8. 다음은 윗글을 읽은 학생에게 제공된 학습지의 일부이다. 학생의 ‘판단 결과’로 적절하지 않은 것은?
세부 내용 파악 정답해설 : 1문단에서 블록체인의 승인 과정에는 합의 알고리즘이 사용되고, 합의 알고리즘의 예로 작업증명이 있다고 하였다. 합의 알고리즘은 작업증명보다 더 큰 범주 이므로 합의 알고리즘을 작업증명의 한 예라고 하는 것은 적절하지 않다.
정답 ④ [오답피하기] ① 2, 3문단에서 블록체인 기술의 특성과 장점을 소개하고 있으며 4문 단에서는 블록체인 기술에서 고려해야 할 세 가지 특성을 설명하고 있다. 그리고 아직까지 이 특성들을 함께 높일 방법이 없어 대규모로 채택되지 못하고 있다는 한계점을 언급하고 있다. ② 블록체인이 데이터 단위인 블록이 체인 형태로 연결된 것임을 언급하고 있을 뿐, 블록체인 기술의 응용 분야를 소개하고 있지 않다. ③ 3문단에서 블록체인 기술의 장점을 제시하고 있지만, 다른 기술과의 경쟁 양상은 설명하고 있지 않다. ⑤ 1문단에서 체인 형태로 연결된 블록의 집합을 블록체인이라 하고, 블록체인을 저장하는 컴퓨터를 노드라고 하였다.
9. 윗글에 대한 이해로 가장 적절한 것은?
① 승인 과정에 참여할 노드를 결정하기 위해 합의 알고리즘이 사용된다.
② 일부 블록체인 데이터가 변경되면 전체 노드의 모든 블록은 승인 과정을 다시 거쳐야 한다.
③ 블록과 블록체인의 연결을 유지하면서 블록체인 데이터를 삭제할 수 있으면 보안성이 높다.
④ 공개형 블록체인 기술은 같은 양의 데이터가 저장되는 데 걸리는 시간이 짧을수록 성능이 낮아진다.
⑤ 블록이 블록체인에 연결되기 위해서는 블록의 데이터가 블록 체인의 다른 데이터와 비교되어야 한다.
중심 내용 파악 정답해설 : 1문단에 따르면, 블록체인에 연결될 수 있는 블록은 검증이 끝난 블록이 어야 한다. 블록에 포함된 내용이 블록체인의 다른 블록에 있는 내용과 상충되지 않는지, 동일한 내용이 블록체인의 다른 블록에 이중으로 포함되어 있지 않은지를 검증 하는 것은 블록의 데이터를 블록체인의 다른 데이터와 비교하는 것이라 할 수 있다.
정답 ⑤ [오답피하기] ① 1문단에서 검증이 끝난 블록을 블록체인에 연결할지의 여부는 모든 노드들이 참여하는 승인 과정을 통해 정해지며, 이러한 승인 과정에는 합의 알고리즘이 사용된다고 하였다. 승인 과정에 참여할 노드를 결정하기 위해 합의 알고리즘이 사용되는 것이 아니다. ② 3문단에서 특정 노드에 저장되어 있는 일부 데이터가 변경 되면 변경된 블록과 그 이후의 블록들은 블록체인과의 연결이 끊어진다고 하였다. 승인 과정은 검증이 끝난 블록을 블록체인에 연결할지 여부를 결정하는 것으로, 승인 과정을 거쳐야 하는 블록은 전체 노드의 모든 블록이 아니라 데이터가 변경된 블록과그 이후의 블록들이다. ③ 4문단에 따르면 보안성은 데이터의 무단 변경이 어려울 뿐아니라 동일한 내용의 데이터가 블록체인의 서로 다른 블록에 또는 단일 블록에 이중 으로 포함되는 것이 어렵다는 성질이다. 블록과 블록체인의 연결을 유지하면서 블록 체인 데이터를 삭제할 수 있다는 것은 데이터가 무단으로 변경되는 것이므로 보안성이 높은 것이 아니다. ④ 2문단에서 블록체인 기술의 성능은 블록체인에 데이터가 저장되는 속도로 정의되며, 단위 시간당 블록체인에 저장되는 데이터의 양으로 계산될수 있다고 하였다. 따라서 같은 양의 데이터가 저장되는 데 걸리는 시간이 짧을수록 성능은 높아진다고 할 수 있다.
10. ㉠의 이유로 가장 적절한 것은?
① 블록체인에 포함된 데이터는 변경이 쉽기 때문이다.
② 블록체인이 여러 노드들에 중복 저장되기 때문이다.
③ 승인 과정에 참여하는 노드 수에 제한이 있기 때문이다.
④ 데이터가 블록체인에 포함되기 위해서는 승인 과정을 필요로 하기 때문이다.
⑤ 동일한 데이터가 블록체인에 연결된 서로 다른 블록에 이중으로 포함되어 있기 때문이다.
생략된 내용 추론 정답해설 : 1문단에 따르면, 블록체인 기술은 데이터를 블록이라는 단위로 묶어 체인 형태로 연결한 것을 여러 대의 컴퓨터에 중복 저장하는 기술이다. 블록체인에 저장된 데이터가 일부 지워졌을 때에는 다른 노드들에 있는, 승인된 원래의 데이터를 별도의 승인 과정 없이 가져오면 되기 때문에 복원이 용이하다.
정답 ② [오답피하기] ① 3문단에 따르면 블록체인에 포함된 데이터는 무결성이 높으므로 변경하는 것이 어렵다. ③ 승인 과정에는 모든 노드가 참여한다. 노드 수에 제한을 두는 것은 지워진 데이터를 복원하는 것과 관련이 없다. ④ 3문단에서 데이터를 무단으로 변경하여 블록이 끊어진 경우, 끊어진 모든 블록을 다시 연결하는 것은 승인 과정을 필요로 하기 때문에 연결을 복구하는 것은 어렵다고 하였다. 무단 변경과 달리 일부 데이터가 지워져도 승인된 원래의 데이터로 복원할 때에는 승인 과정이 필요 없기 때문에 복원이 용이하다고 하였으므로, 승인 과정을 필요로 하기 때문에 복원이 용이 하다고 추론하는 것은 적절하지 않다. ⑤ 1문단에서 노드들은 블록에 포함된 내용이 블록체인의 다른 블록에 있는 내용과 상충되지 않는지, 동일한 내용이 블록체인의 다른 블록에 이중으로 포함되어 있지 않은지 검증한다고 하였다. 그러므로 동일한 데이 터가 블록체인에 연결된 서로 다른 블록에 이중으로 포함되는 것은 아니다.
11. 윗글을 바탕으로 <보기>를 이해한 내용으로 가장 적절한 것은? [3점]
<보 기>
노드 수가 10개로 고정된 블록체인 기술을 사용하고 있는 A 업체는 이전에 사용하던 작업증명 대신 속도가 더 빠른 합의 알고리즘을 개발해, 유통 분야에서 요구되는 성능을 초과 달성했다. 한편 B업체는 최근 A업체보다 데이터의 위조 불가능성 향상시킨 블록체인 기술을 개발했다. 이 기술은 노드 수에 제한이 없지만 현재는 200개의 노드가 참여하고 있다. 승인 과정에는 작업증명을 사용한다.
① A 업체의 블록체인 기술은 이전보다 확장성과 보안성이 모두 높아졌겠군.
② B 업체의 블록체인 기술은 노드 수가 증가할수록 보안성과 확장성이 모두 높아지겠군.
③ B 업체의 블록체인 기술은 노드 수가 감소하면 성능은 높아 지고 탈중앙성이 낮아지겠군.
④ A 업체의 블록체인 기술은 B 업체와 달리 공개형이고，B 업체보다 탈중앙성이 낮겠군.
⑤ A 업체의 블록체인 기술은 B 업체와 승인 과정이 다르고, B 업체보다 무결성이 높겠군.
구체적 사례 적용 정답해설 : 2문단에서 블록체인 기술의 성능은 블록체인에 데이터가 저장되는 속도로 정의된다고 하였다. 블록이 블록체인에 연결되는 속도가 빠를수록 데이터가 저장되는 속도가 빠르다고 할 수 있는데, 블록이 블록체인에 연결되는 속도는 승인 과정에 걸리는 시간이 짧을수록 빨라진다. 승인 과정에는 블록을 블록체인에 연결할지 여부를 정하기 위해 모든 노드들이 참여하기 때문에, 노드의 수가 적을수록 승인 과정에 걸리는 시간도 짧아질 것이다. 따라서 B 업체의 블록체인 기술은 노드 수가 감소하면 성능은 높아지게 된다. 또한 4문단에서 노드 수가 감소하면 탈중앙성은 낮아진다고 하였으므로 B 업체의 블록체인 기술은 노드 수가 감소하면 탈중앙성은 낮아지게 된다는 것을 알 수 있다.
정답 ③ [오답피하기] ① 4문단에 따르면 확장성은 블록체인 기술이 목표로 하는 응용 분야에 적용 가능할 만큼 성능이 높고, 노드 수가 증가해도 서비스 유지가 가능하다는 성질 이다. A 업체의 기술은 응용 분야인 유통 분야에서 요구되는 성능을 초과 달성하게 되었으므로, 이전보다 확장성이 높아진 것으로 볼 수 있다. 한편 합의 알고리즘의 속도가 빠르다는 것은 승인 과정에 걸리는 시간이 줄어든다는 것을 의미한다. 4문단에 따르면, 승인 과정에 걸리는 시간이 줄면 보안성은 낮아지므로 A 업체의 블록체인 기술의 보안성이 이전보다 높아졌다고 보기는 어렵다. ② 4문단에서 노드 수가 감소하면 보안성은 낮아진다고 하였으므로 노드 수가 증가하면 보안성이 높아진다고 추론할수 있다. 그렇지만 노드 수가 증가하면 그만큼 성능이 저하되므로 확장성은 낮아질수 있다. ④ A 업체의 블록체인 기술은 노드 수가 10개로 고정되어 있고, B 업체의 블록체인 기술은 노드 수에 제한이 없다. 2문단에서 노드 수에 제한을 두는 블록체인 기술을 비공개형이라고 한다고 하였으므로, A 업체의 블록체인 기술은 B 업체와 달리 비공개형임을 알 수 있다. 4문단에서 노드 수가 감소하면 탈중앙성은 낮아진다고 하였고, A 업체의 블록체인 기술의 노드 수가 B 업체의 블록체인 기술 노드 수보다 적으므로 A 업체의 블록체인 기술의 탈중앙성이 더 낮다. ⑤ A, B 업체는 서로 다른 합의 알고리즘을 사용하기 때문에 승인 과정이 다르다고 볼 수 있다. 3문단에서 데이 터가 무단으로 변경되기 어렵다는 성질을 무결성이라고 한다고 하였다. 그렇지만 B 업체의 블록체인 기술이 A 업체의 블록체인 기술보다 데이터의 위조 불가능성을 향상시킨 것이라 하였으므로, A 업체의 기술이 B 업체의 기술보다 무결성이 더 높은 것은 아니다.
2025 9월 평가원 모의평가 기출 지문
