비트코인은 2009년 사토시 나카모토가 제안한 암호 화폐로 중앙 기관 없이 통화가 발행, 관리되는 분산 합의 구조를 가지고 있다. 채굴은 이러한 분산 합의 구조의 중추를 담당하는 작업으로 대기 중인 비트코인의 거래를 블록화하여 비트코인의 블록체인(장부)에 포함시키는 역할을 한다. 블록의 생성에는 컴퓨팅 자원이 필요하기 때문에, 채굴을 담당하는 채굴자에게 보상으로 비트코인이 지급되며, 이 보상을 통해 새로운 비트코인이 발급된다. 비트코인은 2100만개 까지만 발행할 수 있도록 설계되었으며, 인플레이션에 대비하기 위해 채굴 과정에 반감기라는 개념이 도입되었다. 2009년에 50 BTC이었던 보상은 현재 12.5 BTC인 상태이나 채굴 보상의 실제 가치는 더욱 늘어났다. 이는 2017년 1월 12일 기준 1 BTC당 924,000원이던 비트코인이 2017년 12월 10일 기준 16,103,306원이 되어 실질 보상액을 증가시켰기 때문이다. 가격 상승으로 인해 신규 채굴자가 지속적으로 유입되고 있음에도 채굴이 실제로 어느 정도 수익성이 있는지에 대한 연구는 미비한 상태이다. 본 논문에서는 비트코인의 채굴 구조를 살펴보고 비트코인의 채굴에 어느 정도의 수익성을 기대할 수 있는지를 살펴보고자 한다.
비트코인은 2009년 사토시 나카모토가 제안한 암호 화폐로 중앙 기관 없이 통화가 발행, 관리되는 분산 합의 구조를 가지고 있다. 채굴은 이러한 분산 합의 구조의 중추를 담당하는 작업으로 대기 중인 비트코인의 거래를 블록화하여 비트코인의 블록체인(장부)에 포함시키는 역할을 한다. 블록의 생성에는 컴퓨팅 자원이 필요하기 때문에, 채굴을 담당하는 채굴자에게 보상으로 비트코인이 지급되며, 이 보상을 통해 새로운 비트코인이 발급된다. 비트코인은 2100만개 까지만 발행할 수 있도록 설계되었으며, 인플레이션에 대비하기 위해 채굴 과정에 반감기라는 개념이 도입되었다. 2009년에 50 BTC이었던 보상은 현재 12.5 BTC인 상태이나 채굴 보상의 실제 가치는 더욱 늘어났다. 이는 2017년 1월 12일 기준 1 BTC당 924,000원이던 비트코인이 2017년 12월 10일 기준 16,103,306원이 되어 실질 보상액을 증가시켰기 때문이다. 가격 상승으로 인해 신규 채굴자가 지속적으로 유입되고 있음에도 채굴이 실제로 어느 정도 수익성이 있는지에 대한 연구는 미비한 상태이다. 본 논문에서는 비트코인의 채굴 구조를 살펴보고 비트코인의 채굴에 어느 정도의 수익성을 기대할 수 있는지를 살펴보고자 한다.
Bitcoin (BTC) is a cryptocurrency proposed by Satoshi Nakamoto in 2009. Bitcoin makes its transactions with no central authorities. This decentralization is accomplished with its mining, which is an operation that makes people compete to solve math puzzles to include new transactions into block, and...
Bitcoin (BTC) is a cryptocurrency proposed by Satoshi Nakamoto in 2009. Bitcoin makes its transactions with no central authorities. This decentralization is accomplished with its mining, which is an operation that makes people compete to solve math puzzles to include new transactions into block, and eventually block chains (ledger) of bitcoin. Because miners need to solve a complex puzzles, they need a lot of computing resources. In return for miners' resources, bitcoin network gives newly minted bitcoins as a reward to miners when they succeed in mining. To prevent inflation, the reward is halved every 4 years. For example, in 2009 block reward was 50 BTC, but today, the block reward is 12.5 BTC. On the other hands, exchange rate for bitcoin and Korean Won (KRW) changed drastically from 924,000 KRW/BTC (January 12th, 2017) to 16,103,306 KRW/BTC (December 10th, 2017), which made mining more attractive. However, there are no rigorous researches on the profitability of bitcoin mining. In this paper, we evaluate the profitability of bitcoin mining.
Bitcoin (BTC) is a cryptocurrency proposed by Satoshi Nakamoto in 2009. Bitcoin makes its transactions with no central authorities. This decentralization is accomplished with its mining, which is an operation that makes people compete to solve math puzzles to include new transactions into block, and eventually block chains (ledger) of bitcoin. Because miners need to solve a complex puzzles, they need a lot of computing resources. In return for miners' resources, bitcoin network gives newly minted bitcoins as a reward to miners when they succeed in mining. To prevent inflation, the reward is halved every 4 years. For example, in 2009 block reward was 50 BTC, but today, the block reward is 12.5 BTC. On the other hands, exchange rate for bitcoin and Korean Won (KRW) changed drastically from 924,000 KRW/BTC (January 12th, 2017) to 16,103,306 KRW/BTC (December 10th, 2017), which made mining more attractive. However, there are no rigorous researches on the profitability of bitcoin mining. In this paper, we evaluate the profitability of bitcoin mining.
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문제 정의
따라서 자본을 투자할만한 잠재성이 비트코인 채굴에 있는지 확인하기 위한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 비트코인의 채굴 구조를 살펴보고, 채굴을 실제로 행할 경우 어느 정도의 수익성을 기대할 수 있는지를 정리한다.
국내에서도 채굴에 대한 다수의 연구가 이루어졌으나 이 또한 이기적인 채굴[6]이나 비트코인 거래의 법적 쟁점[7], 비트코인의 취약점 연구[8]와 같이 주로 이론적, 법리적인 접근이 많았다. 본 논문은 채굴의 수익성에 대한 내용을 다룬다.
채굴 이익 Pearn은 채굴에 성공하여 얻는 보상 및 수수료(BTC)에 환율(KRW/BTC)을 곱하여 얻을 수 있다. 채굴 이익의 계산을 위해 우선 비트코인의 채굴이 어떻게 이루어지는지를 알아본다.
가설 설정
Cpool은 월별 채굴이익 Pearn에 대해 0%에서 3% 정도의 값을 가진다[14]. 본 논문에서는 2017년 한 해 동안 가장 많이 이용된 풀 서비스 업체인 AntPool의 1%를 Cpool로 가정한다[15].
은 한국전력공사에서 제공하는 전기요금계산기를 통해 계산할 수 있다[10]. 전기 소모량은 사용하는 비트코인 채굴기에 따라 달라지며, 본 논문에서는 Antminer S9 채굴기를 사용하는 것으로 가정하므로 전기 소모량은 1,323 W가 된다. 일반용(갑)I 전기를 이용할 경우 Antminer S9의 한 달 사용 시 전기 요금은 133,240원이 된다.
제안 방법
채굴에 널리 사용되고 있는 Bitmain사의 비트코인 채굴기 해시율 정보는 판매 페이지에 게시되어 있다[12]. 본 논문에서는 Hindv를 Antminer S9의 해시율인 13,500 GH/s로 설정한다.
을 통해 확인할 수 있다. 유동성이 이와 같이 크기 때문에 Erate를 예측하는 것은 어려우므로, 본 논문에서는 Erate가 (1)현재 값을 유지할 경우, (2)75% 하락할 경우, (3)100% 상승할 경우의 세 가지로 나누어 분석한다. 12월 10일의 Erate는 약 16,000,000원/BTC이므로, 현재 값을 유지할 경우의 Erate는 16, 000,000원/BTC이고, 75% 하락할 경우의 Erate는 4,000,000원/BTC, 그리고 100% 상승할 경우의 Erate는 32,000,000원/BTC와 같다.
성능/효과
(12) > 0이므로 12개월이 되면 초기비용을 회수할 수 있지만, 초기비용을 회수한 이후로 계속 수익이 발생하는 것은 아니다. Erate가 5,500,000원/BTC를 유지한다면 Pnet(48)=0 또한 성립하므로 12개월이 지난 이후의 특정 시점에서부터는 채굴을 통해 얻을 수 있는 이익이 전기 요금 등의 지출보다 적어진다는 것을 알 수 있다. 따라서 장기적으로 채굴을 통한 수익을 유지하려면 주기적인 채굴 기기에 대한 투자도 고려되어야 할 것이다.
먼저 Erate의 값과 관계없이 시간이 지남에 따라 Pnet(n)이 점점 커지는 것을 확인할 수 있다. 단 Pnet(n)의 기울기는 Erate에 크게 의존하며, Erate가 4,000,000원/BTC인 경우에 12개월이 지나도 Pnet(n)이 0을 넘지 못함을 확인할 수 있다. Erate가 16,000,000원/BTC인 경우 약 2개월 만에 Pnet(n)이 0이 되며, Erate가 32,000,000원/BTC인 경우 약 1개월만에 Pnet(n)이 0이 된다.
본 논문을 통해 2017년 12월 현재를 기준으로 비트코인의 채굴이 우수한 수익성을 가지고 있음을 확인하였다. 비트코인의 실제 가치가 현재와 같거나 또는 증가한다면 비트코인 채굴은 기기 비용과 전기료를 모두 고려하더라도 상당히 수익성이 좋은 편이다.
후속연구
그러나 비트코인의 가치는 변동이 극심하다. 따라서 비트코인이 현재의 가치를 유지하리라고 확신하기는 어려운 상황이기 때문에 실제로 비트코인 채굴을 계획 중이라면 본 논문이 정리한 각 요소의 현재 값과 미래 값을 면밀하게 검토, 예측하여야 할 것이다.
하지만, 비트코인 가격이 급락한다면 비트코인 채굴 수익성도 급격히 감소하여 비트코인 네트워크에 참여하는 채굴자의 수가 감소할 것으로 보이며 이는 비트코인 네트워크의 안전도에 악영향을 끼칠 것으로 예상된다. 본격적인 비트코인 채굴의 역사는 매우 짧기 때문에 채굴 기기의 발달, 비트코인 가격 변동, 채굴풀의 변화, 거래 수수료 변화 등을 고려한 비트코인 채굴의 수익성에 대한 연구가 지속적으로 수행되어야할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비트코인의 발행 총량은?
비트코인의 발행 총량은 21,000,000 BTC로 그 수가 정해져 있다. 채굴을 통해 블록이 생성될 때마다 보상으로 새 비트코인이 생성되는데 이 보상값은 시간에 따라 줄어들도록 만들어져 있다.
채굴 보상이 0이 되더라도 채굴을 통해 비트코인을 얻을 수 있는 이유는?
채굴 보상이 0이 되더라도 채굴을 통해 비트코인을 얻을 수 없는 것은 아니다. 비트코인의 이용자들이 자신의 거래가 블록에 빠르게 포함되도록 하기 위해 채굴자에게 거래마다 수수료를 지급하기 때문이다. 2017년 12월 10일 기준 블록 당 수수료는 블록당 보상인 12.
채굴자에게 보상으로 비트코인이 지급되는 이유는?
비트코인의 신뢰성은 블록체인이라고 불리는 장부에 기반을 둔다. 블록체인의 기본 요소가 되는 블록의 생성에는 컴퓨팅 자원이 필요하기 때문에, 채굴을 담당하는 채굴자에게 보상으로 비트코인이 지급된다. 하나의 블록에는 다수의 거래(트랜잭션)가 포함되는데, 비트코인 블록의 첫 번째 거래는 채굴자에게 블록 생성에 대한 보상을 주기 위해 할당된 것이다.
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