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한빛미디어

분산원장 기술

수학 증명과 의사코드로 배우는 블록체인 구조와 알고리즘

한빛미디어

번역서

판매중

  • 저자 : 로저 워튼호퍼
  • 번역 : 박지훈 , 류희원
  • 출간 : 2020-09-30
  • 페이지 : 208 쪽
  • ISBN : 9791162243138
  • 물류코드 :10313
초급 초중급 중급 중고급 고급
4.2점 (6명)
좋아요 : 0

블록체인을 지탱하는 분산 시스템 구조와 알고리즘 정복 

 

분산원장과 블록체인은 비트코인보다 훨씬 오래되었지만, 기술의 이론과 실제를 이해하는 개발자는 드물다. 이 책은 비트코인 전후에 등장한 주요 접근법에 대해 정확한 설명을 제공하며, 분산원장과 관련된 개념들을 수학 증명과 의사코드로 간단명료하게 살펴본다. 장애 허용 시스템, 팩소스, 합의/동의, 비잔틴 문제, 쿼럼 시스템, 최종 일관성 등 자주 들어봤으면서도 이해하기 어려웠던 개념과 프로토콜, 알고리즘을 명확하게 정의하고 설명한다. 

 

 

출판사 리뷰

 

알고리즘으로 배우는 분산 시스템의 구조와 이론 

수학 증명과 의사코드로 명확하게 이해하기 

 

10년간 튜링 상 절반을 차지할 만큼 분산 시스템과 암호학은 컴퓨터 과학의 중심에 위치한다. 참여자 간 신뢰를 구축하고 거래 내역을 영구 보존한다는 측면에서 블록체인의 본질은 분산원장이다. 이와 관련된 기술은 비트코인 이전에도 존재해왔지만, 이론과 실제를 이해하는 개발자는 드물다. 기법과 도구 역시 초기 단계이고 파편화를 겪고 있어 단순히 코드만 돌려보는 것만으로는 부족하다. 

이 책은 비트코인 전후에 등장한 주요 분산 시스템 기술에 대해 정확한 설명을 제공하는 정통 이론서다. 관련 개념을 수학 증명과 의사코드로 정면 돌파한다. 장애 허용 시스템, 팩소스, 합의/동의, 비잔틴 문제, 쿼럼 시스템, 최종 일관성 등 익히 들어왔지만 이해하기 어려웠던 개념과 프로토콜, 알고리즘을 명확하게 정의하고 살펴본다. 각 챕터는 상호 독립적이라 원하는 주제만 골라서 볼 수 있고, 챕터 노트를 제공해 효시가 되는 문헌과 후속 연구를 찾아볼 수 있게 했다. 

 

 

추천사

 

이 짧은 학술서는 블록체인의 탄생에 핵심이 된 토픽들의 발전 과정을 따라간다. 장애 허용, 합의, 쿼럼 등 다양한 분산 시스템 개념을 다룬다. 비잔틴 노드를 정의하고 여러 알고리즘에 미친 영향을 설명하는 부분이 특히 훌륭했다. 아이디어를 최초로 다룬 문헌과 그 역사를 소개하는 챕터 노트도 큰 도움이 되었다.

저자

로저 워튼호퍼

취리히 연방 공과대학교(ETH Zürich) 정보기술전자공학부 교수. 동대학에서 컴퓨터과학 박사학위를 땄고, 워싱턴 주 마이크로소프트 리서치, 브라운 대학교, 매쿼리 대학교 등에서 연구했다. 분산 시스템, 무선 네트워크, 모바일 시스템, 소셜 네트워크 등 컴퓨터과학과 IT의 알고리즘 및 시스템 측면에 관심이 크다. PODC, SPAA, SIGCOMM, STOC 등 저명한 국제 학회에 여러 논문을 발표했고, 2012년 SIROCCO 상을 비롯하여 여러 차례 수상한 경력이 있다.

역자

박지훈

현재 삼성리서치 시큐리티 팀에서 데이터 프라이버시를 연구하고 있다. 블록체인을 주제로 사내 벤처인 C-Lab 프로젝트를 주도했으며, 다년간 서비스 개발 및 머신러닝 프로젝트에 참여하였다. 블록체인과 IoT를 접목한 비즈니스 모델 개발로 시대적 패러다임의 긍정적 진보를 꿈꾸는 개발자이다. 옮긴 책으로 『비즈니스 블록체인』(공역), 『컨텍스트의 시대』(공역)가 있다.

 

역자

류희원

이화여대 중어중문학 및 고려대 경영전문대학원(KMBA)을 졸업하고 싱가포르 난양 이공대학(NTU) MBA 교환 학기를 수료하였다. 기술, 문화, 예술 방면의 콘텐츠 생산자들이 창업을 통해 세상을 보다 이롭고 풍요롭게 만드는 일에 관심이 많다. 옮긴 책으로 『비즈니스 블록체인』(공역), 『내 작은 디자인 회사』(공역), 『컨텍스트의 시대』(공역)가 있다.

 

Chapter 1 들어가며

1.1 분산 시스템이란?

1.2 이 책의 구성

 

Chapter 2 장애 허용 & 팩소스

2.1 클라이언트/서버

2.2 팩소스 

 

Chapter 3 합의

3.1 두 친구 

3.2 합의 

3.3 합의의 불가능성

3.4 랜덤 합의

3.5 공유 코인

 

Chapter 4 비잔틴 동의

4.1 유효성

4.2 비잔틴 노드의 개수 

4.3 왕 알고리즘

4.4 라운드 수의 하한

4.5 비동기 비잔틴 동의

 

Chapter 5 암호학 기초

5.1 키 교환

5.2 공개 키 암호

5.3 비밀 분산 및 벌크 암호화

5.4 메시지 인증 & 패스워드

5.5 전송 계층 보안

 

Chapter 6 인증된 동의

6.1 인증 기반 동의

6.2 프랙티컬 비잔틴 장애 허용

6.3 PBFT: 동의 프로토콜

6.4 PBFT: 뷰 전환 프로토콜

 

 

Chapter 7 쿼럼 시스템

7.1 부하와 작업

7.2 그리드 쿼럼 시스템

7.3 장애 허용 

7.4 비잔틴 쿼럼 시스템

 

Chapter 8 궁극적 일관성과 비트코인

8.1 일관성, 가용성, 분할 내성

8.2 비트코인

8.3 스마트 컨트랙트

8.4 약한 일관성 

 

Chapter 9 인사이드 비트코인

9.1 암호학 도구

9.2 스크립트와 메시지 형식

9.3 참가자

 

Chapter 10 분산 스토리지

10.1 일관된 해싱 

10.2 하이퍼큐빅 네트워크

10.3 DHT와 이탈

  • 분산원장 기술 (한빛미디어)

     

    책의 부제 "수학 증명과 의사코드로 배우는 블록체인 구조와 알고리즘" 에서 볼 수 있듯이 이 책은 철저하게 알고리즘에 대해 설명한다. 분산 시스템, 암호학, 비잔틴 동의, PBFT 그리고 비트코인... 블록체인을 한번쯤 접해본 사람이라면 들어봤을 용어에 대해 간략하게 설명하고 모든 내용을 의사코드 알고리즘으로 풀어내고 증명이 첨부되어 있다.

    - 누구에게 추천할 수 있을까?

    정말 분산 시스템, 블록체인 그리고 그와 관련된 알고리즘이 어떻게 구현되어 있는지 궁금한, 혹은 알아야할 필요가 있는 개발자에게만 이 책을 추천한다. 다양한 주제에 대해 각각의 장으로 "독립적"으로 구성되어 있다. 이 말은 처음부터 하나씩 읽어나갈 필요가 없다는 말이다. 그저 사전식으로 필요한 부분, 궁금한 부분을 찾아서 해당 알고리즘에 대해 공부해보면 된다. 즉, 모르는 것이 혹은 궁금한 것이 있는 사람이나 이 책을 봤을 때 시너지를 얻을 수 있는 것.

    처음 블록체인을 공부할 때 생각해보면, 논문, 백서들이 너무 어려워서 온갖 블로그와 영상으로 처음 시작하고 그 내용이 틀렸는지 맞는지도 모르고 닥치는 대로 이해하려 했던 기억이 난다. 결국은 논문이나 백서로 돌아와서 보게 되었지만 결국 논문, 백서는 우리에게 공부하라고 나온 문서가 아니니까 여전히 어렵다. 그런 면에서 이 책은 해설서, 사전 정도로 볼 수 있다. 책의 목차 정도만 기억하고 있다가 공부하던 중에 잘 이해안되는 부분이 나오면 그 때 이 책을 한 번 살펴보자. 

     개발자라서인지 확실히 장황한 말보다는 코드 몇줄로 보여주는 것이 더 이해가 잘될 때가 있다.

  • 비트코인 하면 가장 먼저 떠오르는 게 무엇일까? 가상화폐? 암호화폐? 투기의 대상? 등등, 여러가지 이미지가 떠오를 것이다. 비트코인은 블록체인을 기반으로 한 암호화폐로서 대중에게 널리 알려져 있고 여전히 암호화폐 생태계에서 막강한 영향력을 행사하고 있는 코인이다. 비트코인을 위시한 여러 암호화폐들은 블록체이라는 기술을 등에 업고 여러 해 동안 발전에 발전을 거듭해 오고 있으며 진화하고 있는 형국이다. 그런데 여러 암호화폐들의 근간이 되는 '블록체인'이란 기술이 바로 '분산원장기술',  일명 DLT의 하나라는 사실을 알고 있는 이들이 몇이나 될까? 이렇듯 분산원장기술이란 용어는 대중에게 익숙하지도 않을뿐더러, 심지어 IT에 종사하고 있는 이들에게도 낯설기만 한 개념으로 다가온다. 비트코인과 같은 암호화폐가 대중에게 널리 각인 되면서 자연스레 블록체인의 위상은 갈수록 높아지고 있었지만 분산원장기술은 블록체인의 명성과 다르게 조용히 제 자리를 굳건히 유지하고 있었다. 한편 '수학 증명과 의사코드로 배우는 블록체인 구조와 알고리즘' 이라는 다소 길고 지루할 것 같은 부제를 달고 이 세상에 등장한 '분산원장기술'이란 책을, 한빛미디어에서 발간하게 되었다.

     

     

     

    블록체인이란 단어가 부제에 등장했듯이, 책 겉 표지 배경에는 굵고 거대한 '체인'이 자연스레 나타나 있다.

     

    이 책은 분산시스템의 정의를 먼저 살피면서 책의 구성 상태에 대한 개괄적인 설명을 언급한다. 2장부터 장애 허용과 팩소 알고리즘에 대한 내용을 다루면서 이에 따른 알고리즘과 수도코드(Pseudo Code)가 출현하기 시작한다. 책의 전반적인 구성이 어떠한 개념에 대한 부연설명과 알고리즘을 결부하여 서술해 나가는 방식으로 되어 있는데, 전형적인 스토리텔링 방식이 아니라서 언뜻 보기엔 딱딱하게 느껴질 수도 있겠다. 그럼에도 불구하고 이런 구성의 장점은 하나의 챕터가 다른 챕터와 연결 되는 구성이 아니라 독립적으로 위치하고 있기 때문에 마음에 드는 부분을 취사 선택해서 읽어 나가도 무리가 없다는데 있을 것이다.

     

     

     

     

     

     

    계속해서 이 서적은 합의, 비잔틴 동의, 암호학 기초, 인증된 동의, 쿼럼 시스템 등을 다루면서 비트코인과 분산원장기술의 내밀한 속성들 들춰내고 분산 스토리지에 대한 내용을 방점으로 찍고 마무리 된다. 이 책의 전반적인 내용이 쉽지 않은 개별 주제를 알고리즘과 수도 코드를 통해 풀이 되고 있기 때문에 독자 역시 어느 정도 IT에 대한 기반 지식이 있어야 읽어 나가는데 어려움이 없을 것이다. 쉽지 않은 내용을 쉽게 풀어 나가는 책이 아니기 때문에, 기초 체력 없이 이 책에 접근했다가 생채기를 입을 게 분명하지만, 적어도 분산원장기술이라는 것이 어떻게 쓰이고 있으며 이러한 기술을 지탱하는 알고리즘과 프로토콜들에는 무엇이 있는지에 대한 기본적인 감을 잡을 수 있다는 데에 큰 도움이 될 수 있는 책이라고 생각한다. 이 책을 필두로 하여 앞으로 분산원장기술을 다루는 서적들이 더욱 많이 출간 되길 바라마지 않는다.

     

    P.S :   
    한빛미디어 '나는 리뷰어' 이벤트에 당첨 되어 제공 받은 도서를 바탕으로 작성된 후기입니다.

     

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    비트코인을 사지는 않았지만 블록체인에 대한 관심이 뜨거웠던 2017~18년의 추억을 돌아보면서 읽었습니다.

     

    당시 자산으로서의 가치보다는 블록체인으로 어떤 서비스를 할 수 있을까에 대한 관심에서 읽었던 책들을 생각하면서, 이 책을 읽게 되었는 데 결국은 30%정도밖에 이해를 못했습니다.

     

    일단 블록체인에 대한 관심은 기술보다는 상품성에 주목한 것이라서, 블록체인이 어떤 문제 의식을 가지고 시작된 기술인지, 어떻게 보안을 유지할 수 있는 지 어렴풋이는 알고 있었습니다만, 이 책은 얇은 두께에 비해서 매우 본격적인 것 같습니다. 

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    [여태까지 한빛출판사의 책 중에서 가장 얇은 전처리대전과 그것보다 더 얇아보이는 분산원장 기술]

     

    수학, 암호학에 대한 상당한 지식이 있어야 이어갈 수 있다는 느낌이 물씬 풍기고, 이 책을 읽는 내내 챕터의 30%까지만 해도 좀 더 읽어보자고 는 의지를 불태웠지만, 문외한의 입장에서는 어려워도 너무 어렵다는 생각이 들었습니다.

     

     

    노트.jpg

     

    [이 노트은 내용을 정리하기 위한 것이 아닌 책이 뒤로 돌아가서 다시 찾는 경우가 많아서 적은 노트라서 꽤 더럽습니다.]

     

    어쨌든 이렇게 노트를 하지 않으면 수학적, 논리적 지식이 없는 분들에게는 어려운 책이라고 생각합니다만, 저자는 이 책을 어떻게 해서든 쉽게 이해할 수 있도록 설명을 간결하면서도 열심히 쓴 책이고, 암호의 처음부터 분산원장 기술까지의 여정을 그린 책으로 높은 산을 정복하고 싶다는 생각의 분이라면 추천드립니다.

     

     

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    [이렇게 이 책의 상당부분이 부연설명에 할애하고 있습니다.]

     

     

  • KakaoTalk_20201025_164639466.jpg

    저는 블록체인을 이 책을 통해 처음 접해보았습니다. 제가 이 책을 선택한 이유는 제가 시스템 보안에 관심이 많았고 평소 블록체인에 관해서 매우 학습을 하고 싶었기때문입니다.

     

    이 책의 특성은 여러 환경과 상황에서 적용 가능한 모델, 그리고 그 모델들이 결합된 형태를 살펴볼 수 있다는 것입니다.

    이 책의 초점은 실제 영향력을 끼치는 프로토콜과 시스템에 맞추어져 있다. 따라서 이 책에서 다루는 개념들은 단순히 정독하는 것이 아닌 실제 우리와 연관이 있기 떄문에 선정된 것들을 나타내기 때문에 상황 이입을 하면서 개념을 좀더 쉽게  이해할수 있다는 점입니다.

     

    요즘 시대는 서버, 네트워크, 개인적 보안등등 시스템적인 보안이 매우 중요시 되는 시대입니다. 모든 기업, 나라들은 자신들의 기밀은 지키면서도 남의 기밀을 알아내기 위해 창과 방패를 강화해나가고 있습니다. 블록체인은 그러한 방패의 새로운 신기술로 부상하고 있습니다. 즉 데이터를 암호화하는 기술로써 선호도가 가장 높은 기술입니다. 보안을 전문적으로 하는 기업들은 자신들의 보안방식을 블록체인으로 바꾸어가는 추세입니다.

     

    구성

    Chapter 1: 들어가며

    Chapter 2: 장애 허용 & 팩소스

    Chapter 3: 합의

    Chapter 4: 비잔틴 동의

    Chapter 5: 암호학 기초

    Chapter 6: 인증된 동의

    Chapter 7: 쿼럼 시스템

    Chapter 8: 궁극적 알관성과 비트코인

    Chapter 9: 인사이드 비트코인

    Chapter 10: 분산 스토리지

     

    이 책은 아무래도 내용이 암호학 기반이라서 암호학에 대해 어느정도 공부하신 분들은 별다른 막힘이 없이 그럭저럭 학습을 하실 수 있으시겠지만 초보자분들이 보시기에는 상당히 난해하실것입니다. 그러므로 암호학에 대해 기초적인 내용을 어느정도 공부하신 후에 이 책을 보시는것을 추천드립니다.(저도 암호학을 공부했지만 이해하는데 상당히 난해하드라고요ㅠㅠ)

     

    그리고 개인적으로 약간의 단점이 내용 구성부분에서 초보자분들이 접하시기에는 기초적인 내용이 부족하다는 점입니다. 초보자분들도 쉽게 학습하실 수 있게 기초적인 개념부분이 좀더 있었으면 더 좋았을것 같습니다.

  • 한빛미디어에서 제공받는 책으로 해당 리뷰를 작성하였습니다.

    책표지!

    1

    블록체인이 한참 유인일 때, 장난으로 다양한 코인을 만들면서 재미있게 놀았던 기억이 있다. 시간이 흘러서, 어느덧 블록체인 기술을 사용하게 되었고 다양한 교재를 구매해서 읽었으나 대부분이 하이퍼레저 패브릭, 이더리움을 사용해서 다양한 코인을 만드는 방법이 주를 이뤘다. 사실 블록체인에 대한 깊숙한 기술에 관한 내용은 ‘사토시 나카모토’의 논문을 참고하라는 주석이나 내용이 많다.

    2

    이 책을 받았을 때, ‘블록체인인가?’ 였다. 될 수 있으면 Node.js 등으로 만들어져서, 좀 ‘쉽게 쉽게 진행되는 책이면 좋겠다’ 싶었서 책을 구경하려고 폈는데 깜짝 놀랐다.

    이 책의 본 모습

    수학책이 잘못왔나 싶었지만, 목차를 읽고 흥미로웠다. 왜냐하면 이 책은 블록체인의 근간으로 이루는 수학적인 내용과 다양한 이론을 자세히 소개하고 있기 때문이다. 대부분의 블록체인이 ‘코인은 미래가 있다’라던지, ‘언젠가 코인이 화폐를 대신’ 할 것이다 등과 같은 이야기를 다루는 교양서가 대부분이다. 가끔은 하이퍼레저 패브릭 등을 사용하는 방법등을 소개할 뿐이다. 이 정도 수준있는 이론을 소개하는 교재는 없기 때문이다.

    심지어 책이 논문을 요약해서 모아둔 것 처럼 보일만큼 세부적인 내용을 뒷부분에 잘 정리한다는 점에서 나름 고마우면서 난이도 올라가는 소리가 들렸다.

    Ref

    3

    블록체인에 대한 개념이 대부분이 코인에 집중되어 있는 상황에서, 이렇게 잘 정리된 이론을 손쉽게 읽을 수 있어서 좋았다. ‘사토시’ 논문을 읽고, 다른걸 찾아읽으면 여기저기서 나오는 각 종 이론 덕분에 포기하기 일쑤였다. 블록체인을 활용해서 서비스를 구상하거나, 연구를 준비중이라면 이 책을 먼저 참고하자.

    하지만, 책이 이론적인 내용을 중점으로 다루고 세부적인 내용은 레퍼런스를 사용해서 보충해야 한다는 점에서 알 수 있듯이 블록체인을 처음 접하는 분들에게 난이도가 조금 어려울 수 있다. 처음 접하는 분들은 이 책을 ‘사전’처럼 사용하시면 좋을 듯 싶다.

  • 최근에 BlockChain 업계로 이직한 직장 동료떄문에 읽어 본 책.

     

    처음에는 쉽게 읽어지지만 

    뒤로 갈 수록 제반 지식이 부족한 나에게는 조금 어렵게 다가왔다.

    블록체인 전반적인 기술을 이론적으로 다루다 보니 기술을 처음 접하는 나에게는 좀 어렵게 다가왔다.
    그래도 두 세번 정도 정독을 한 다면 블록 체인에 대해서 좀 더 깊은 지식을 가질 수 있게 되지 않을 까 싶다. 

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