비트코인이 동시에 채굴된다면? - chain reorg

2025.12.08 - [분류 전체보기] - 비트코인 채굴과 작업증명과(PoW)

비트코인 채굴과 작업증명과(PoW)

비트코인 PoW와 채굴에 대해서 위 포스트에서 알아봤다.

그런데 만약 두 채굴노드에서 동시에 비트코인이 채굴되면 어떤일이 발생할까?

시나리오

채굴은 각자 논스값을 찾는 과정이다.

동시에 채굴된 상태

확률적으로 희박하겠지만, 두 노드가 위와 같이 동시에 채굴을 할 수도 있다.

그리고 찾은 논스값을 포함한 블록을 주변 피어들에게 전달한다.

물리적으로 블록이 네트워크를 통해 전달되는 시간이 존재하므로, 각 노드는 먼저 받은 블록을 연결한다.

위 그림처럼 파란색과 가까운 노드들은 파란색 블록을 연결하고, 초록색과 가까운 노드는 초록색과 연결한다.

혹시 모르니 나중에 받은 블록도 보관은 한다. (just in case)

 

비트코인은 단일 체인으로 구성되고, 가장 긴 체인만 유효한 것으로 인정하여 이중지불을 해결했다.

따라서 현재 상태는 다음 블록이 채굴될 때까지 체인이 분리된 상태다. (포크 발생)

그리고, 둘 중 하나는 무효화 처리가 된다.

위 그림처럼 초록색 블록을 이어나가던 노드 위에 그 다음 블록이 먼저 쌓여 가장 긴 체인이 되면 그러지 못한 체인은 무효화된다.

파란색 블록을 이었던 노드는 이제 가장 긴 체인을 연결하기 위해, 원래 갖고 있던 초록색 블록과 그 다음 블록을 진짜로 인정하도록 수정한다.

이를 chain reorganization(reorg) 라고 하고, 결국 하나의 최종 버전으로 수렴한다.

Stale Block

초록색 블록이 더 긴 체인으로 인정되었으므로 같은 높이의 파란색 블록은 무효화된다.

마찬가지로 그 안의 모든 트랜잭션은 미지불 처리된다.

이때 파란색 블록을 Stale Block이라고 부른다.

 

일반적으로 동시에 채굴되어 체인분리가 발생한 경우, 블록 바디의 트랜잭션 정보들은 매우 유사하다.

채굴노드는 수수료순으로 정렬해서 이득이 되는대로 싣기 때문에 거의 유사하다.

 

그럼에도 불구하고 Stale Block에만 존재하던 트랜잭션이 있다면, 이는 멤풀로 다시 반환된다.

Orphan Block

종종 Stale Block을 Orphan Block과 혼동해서 고아블록이라고 부르는 경우가 있다.

하지만 이는 엄밀히 다르다. Orphan Block은 부모 블록이 존재하지 않는 경우를 말한다.

Stale Block은 체인 분리가 일어나고 경쟁에서 진 블록이다. 따라서 부모는 존재하기 때문에 Stale Block은 Orphan Block이 아니다.

 

이는 처음 노드 동기화(IBD)할 경우나 네트워크 전파 지연등으로 발생한다.

 

참고문헌

https://learnmeabitcoin.com/technical/blockchain/chain-reorganization/

Chain Reorganization | Adopting a New Longest Chain