블록체인은 탈중앙화와 신뢰 기반의 기술로 주목받아 왔지만, 외부 공격에 완전히 면역은 아닙니다. 특히 51% 공격과 DDoS(분산 서비스 거부) 공격은 블록체인의 근간을 위협하는 대표적인 해킹 수법으로 손꼽힙니다. 이러한 공격에 대응하기 위해 블록체인 보안기술은 끊임없이 발전해왔으며, 현재는 다양한 합의 알고리즘, 검증 시스템, 프라이버시 보호 기술 등이 함께 활용되고 있습니다. 이 글에서는 블록체인을 위협하는 핵심 해킹 유형과 그에 대응하는 보안 기술 및 최신 동향을 체계적으로 정리합니다.
51% 공격의 원리와 블록체인에 대한 위험성
51% 공격은 작업증명(PoW) 기반 블록체인에서 발생할 수 있는 대표적인 공격 유형입니다. 이 공격은 전체 네트워크의 해시레이트(연산 능력) 중 51% 이상을 하나의 주체가 장악했을 때 가능합니다. 이 경우 공격자는 새 블록의 생성 순서를 통제할 수 있으며, 기존 블록을 무효화하거나 특정 거래를 되돌리는 ‘이중 지불(double spending)’이 가능해집니다.
실제로 2018년 이후로 몇몇 소규모 블록체인 프로젝트—예를 들어 ‘Bitcoin Gold’, ‘Vertcoin’, ‘Ethereum Classic’ 등—이 51% 공격에 노출되어 수십만 달러의 피해를 입은 사례가 보고되었습니다. 이러한 공격은 탈중앙화를 핵심으로 하는 블록체인의 신뢰 기반을 무너뜨릴 수 있으며, 프로젝트의 생존 가능성 자체를 위협하기도 합니다. 더 나아가, 해시 파워의 집중 문제도 무시할 수 없습니다. 일부 대형 채굴 풀(Pool)이 해시레이트를 장악할 경우, 이론적으로는 특정 풀 한 곳이 단독으로 블록체인을 장악할 가능성도 배제할 수 없습니다. 이를 막기 위해선 채굴자의 지리적·운영적 분산을 유도하고, 하드포크나 알고리즘 변경 등 기술적 조치가 필요합니다.
또한, PoW 외에도 지분증명(PoS), 위임지분증명(DPoS) 등의 대체 합의 알고리즘이 주목받고 있습니다. 이러한 알고리즘은 네트워크의 해시 파워가 아닌, 암호화폐의 보유량이나 투표를 기반으로 검증 권한을 부여하기 때문에 51% 공격의 가능성을 낮출 수 있는 장점이 있습니다. 하지만 이 역시 지분의 집중에 따른 새로운 위험성을 낳기 때문에, 지속적인 설계 개선과 커뮤니티 참여 확대가 필수적입니다.
DDoS 공격과 블록체인 네트워크
DDoS(Distributed Denial of Service) 공격은 블록체인 네트워크가 갖고 있는 탈중앙 구조의 한계점을 노린 대표적인 해킹 방식 중 하나입니다. 수많은 악성 노드 또는 봇이 특정 노드나 전체 블록체인 네트워크에 동시에 접근하면서 과도한 트래픽을 유발하고, 이를 통해 정상적인 거래 처리 또는 블록 생성을 방해하는 방식입니다.
이더리움은 과거 DDoS 공격으로 인한 심각한 네트워크 혼잡을 겪은 바 있으며, 이로 인해 블록 생성 시간이 지연되고, 트랜잭션 수수료(Gas)가 비정상적으로 치솟는 현상이 발생했습니다. 이런 상황은 사용자 경험을 악화시키고 플랫폼에 대한 신뢰 저하로 이어집니다. 또한 DDoS 공격은 단순한 트래픽 유입뿐만 아니라, 블록체인의 스마트 계약(Smart Contract)을 겨냥한 공격으로도 발전하고 있습니다. 예를 들어, 반복적인 호출로 특정 계약의 자원을 고갈시키는 '가스 고갈(Gas Exhaustion)' 공격이나, 오라클 데이터를 조작해 부정확한 외부 정보를 유입시키는 ‘오라클 조작(Oracle Manipulation)’ 방식도 있습니다.
이에 대응하기 위한 기술적 방안으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.
- 노드 수준의 방화벽 및 필터링 기능 강화 - 비정상적 요청을 사전에 차단
- 트랜잭션 요율 제한 시스템 도입 - 과도한 요청 유입시 요금을 자동으로 증가시키는 구조
- 노드 검증 강화 및 캐시 기술 적용 - 효율적인 처리 방식 도입
- 라이트 클라이언트의 사용 확산 - 전체 노드의 부담을 줄이는 방식
한편, 블록체인 구조 자체에 보안 모듈을 삽입하는 Layer-1 보안 설계도 주목받고 있습니다. 이는 근본적으로 DDoS에 강한 구조를 갖추기 위한 접근 방식으로, 속도와 보안 사이의 균형점을 찾는 기술적 도전이 계속되고 있습니다.
블록체인 보안기술의 최신 동향
블록체인 생태계가 확장됨에 따라 보안 기술도 다양한 분야에서 동시에 발전하고 있습니다. 합의 알고리즘, 개인 정보 보호 기술, 스마트 계약 검증 기술, 위협 탐지 시스템 등 여러 영역에서 혁신이 이루어지고 있습니다.
- 합의 알고리즘의 진화 – PoW와 PoS 외에도 하이브리드 방식이 도입되고 있으며, Byzantine Fault Tolerance(BFT) 기반의 합의 알고리즘이 주요 프로젝트에 채택되고 있습니다. 이는 노드 간 합의 시 악의적인 참여자가 일부 존재해도 네트워크 전체에 영향을 주지 않도록 설계된 방식으로, 속도와 보안성 모두에서 균형을 추구합니다.
- 영지식증명 기술(ZK-SNARKs, ZK-STARKs) – ZKP(Zero-Knowledge Proof) 기반 기술은 사용자의 민감한 정보를 공개하지 않고고 거래의 유효성을 증명할 수 있어 프라이버시 보호에 효과적입니다. 특히 ZK-Rollup은 오프체인 처리된 대량의 트랜잭션을 요약하여 온체인에 기록하는 방식으로, 보안성과 처리 속도를 동시에 개선하는 혁신적인 확장 솔루션입니다.
- 스마트 계약 보안 기술 – 스마트 계약은 블록체인의 자동화 핵심이지만, 코드 오류나 취약점으로 인한 해킹 사례가 다수 발생하고 있습니다. 이더리움의 DAO 해킹 사건이 대표적입니다. 이를 방지하기 위해 스마트 계약 자동 검증 도구(Mithril, Mythril, Slither 등)와 정형 검증(Formal Verification) 기술이 활발히 개발되고 있습니다.
- AI 기반 위협 탐지 시스템 – 머신러닝 기반 보안 기술도 점점 블록체인 영역에 적용되고 있습니다. 예측 모델을 통해 이상 트랜잭션을 탐지하거나, 새로운 유형의 해킹 패턴을 실시간으로 분석하는 기술이 발전 중입니다. 이러한 AI 기반 보안 솔루션은 기존 시그니처 기반 보안 시스템의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다.
- 거버넌스와 커뮤니티 참여 기반 보안 강화 – 기술적 보안뿐 아니라 커뮤니티의 적극적인 참여와 의사결정 구조의 투명성도 보안의 중요한 요소로 작용합니다. 오픈소스 코드의 공동 리뷰, 버그 바운티 제도 운영, DAO를 통한 거버넌스 참여 확대 등이 블록체인의 보안성을 한층 높이는 방법이 됩니다.
결론
블록체인은 투명성과 신뢰를 바탕으로 한 혁신적인 기술이지만, 그 구조적 특성상 다양한 보안 위협에 노출될 수 있습니다. 51% 공격, DDoS, 스마트 계약 해킹 등은 단순한 기술적 문제가 아닌, 생태계 전체의 존속에 영향을 미치는 이슈입니다. 이에 따라 보안기술은 지속적으로 발전하고 있으며, 블록체인 프로젝트를 운영하거나 참여하는 모든 이해관계자는 이에 대한 이해와 대비가 필수적입니다. 변화하는 보안 위협에 능동적으로 대응하며, 안전하고 신뢰할 수 있는 블록체인 생태계를 구축하는 데 기여해야 할 때입니다.