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2025. 11. 11. · 20 Views
타입스크립트로 비트코인 클론하기 17편 트랜잭션 풀 Mempool 관리
블록체인의 트랜잭션 풀(Mempool) 개념부터 실제 구현까지 완벽 가이드입니다. 미확정 트랜잭션 관리, 수수료 기반 우선순위 정렬, 이중 지불 방지 등 실무에서 필요한 모든 내용을 타입스크립트로 직접 구현해봅니다.
목차
- 트랜잭션 풀 기본 개념 - 미확정 트랜잭션 저장소
- 트랜잭션 검증과 추가 - 유효성 확인 프로세스
- 수수료 기반 우선순위 정렬 - 채굴자 수익 최적화
- 이중 지불 방지 메커니즘 - UTXO 추적
- 트랜잭션 만료 정책 - 메모리 관리
- 트랜잭션 브로드캐스팅 - P2P 네트워크 전파
- Mempool 동기화 - 노드 간 상태 일치
- 채굴자 선택 전략 - 최적 블록 구성
1. 트랜잭션 풀 기본 개념 - 미확정 트랜잭션 저장소
시작하며
여러분이 블록체인 네트워크에 트랜잭션을 전송했을 때, 그 트랜잭션이 바로 블록에 포함되지 않는다는 사실을 알고 계셨나요? 사용자가 전송한 트랜잭션은 먼저 "대기실"에서 차례를 기다리게 됩니다.
이 대기실이 바로 트랜잭션 풀(Transaction Pool), 줄여서 Mempool입니다. 실제 비트코인이나 이더리움 같은 블록체인에서 수천 개의 트랜잭션이 동시에 발생하면, 모든 트랜잭션을 즉시 처리할 수 없습니다.
채굴자(또는 검증자)가 블록을 생성할 때까지 트랜잭션들은 Mempool에서 대기하게 됩니다. 바로 이럴 때 필요한 것이 체계적인 트랜잭션 풀 관리입니다.
효율적인 Mempool 구조를 통해 네트워크의 성능을 최적화하고, 사용자 경험을 개선할 수 있습니다.
개요
간단히 말해서, 트랜잭션 풀은 아직 블록에 포함되지 않은 검증된 트랜잭션들을 임시로 저장하는 메모리 공간입니다. 실제 블록체인 노드를 운영할 때, 네트워크에서 받은 트랜잭션을 바로 블록에 넣을 수 없습니다.
블록 생성에는 시간이 걸리고(비트코인의 경우 약 10분), 블록 크기에도 제한이 있기 때문입니다. 예를 들어, 거래소에서 동시에 수백 명이 출금을 요청하면, 이 트랜잭션들은 모두 Mempool에 쌓이게 됩니다.
기존에는 트랜잭션을 받는 즉시 처리하려고 시도했다면, 이제는 Mempool에 모아두고 전략적으로 선택할 수 있습니다. 수수료가 높은 트랜잭션을 우선 처리하거나, 오래 대기한 트랜잭션을 골라낼 수 있습니다.
트랜잭션 풀의 핵심 특징은 첫째, 메모리 기반 저장소라는 점입니다. 디스크가 아닌 RAM에 저장되어 빠른 조회와 수정이 가능합니다.
둘째, 동적으로 관리된다는 점입니다. 트랜잭션이 블록에 포함되면 자동으로 제거되고, 새로운 트랜잭션이 계속 추가됩니다.
이러한 특징들이 블록체인 네트워크의 효율성을 크게 좌우합니다.
코드 예제
// 트랜잭션 풀의 기본 구조
interface Transaction {
id: string;
from: string;
to: string;
amount: number;
fee: number;
timestamp: number;
}
class TransactionPool {
private pool: Map<string, Transaction>;
constructor() {
// Map을 사용하여 O(1) 조회 성능 보장
this.pool = new Map<string, Transaction>();
}
// 트랜잭션 추가
addTransaction(tx: Transaction): void {
if (this.pool.has(tx.id)) {
throw new Error('Transaction already exists in pool');
}
this.pool.set(tx.id, tx);
}
// 특정 트랜잭션 조회
getTransaction(txId: string): Transaction | undefined {
return this.pool.get(txId);
}
// 전체 트랜잭션 수 확인
getPoolSize(): number {
return this.pool.size;
}
// 트랜잭션 제거 (블록에 포함된 경우)
removeTransaction(txId: string): boolean {
return this.pool.delete(txId);
}
}
설명
이것이 하는 일: TransactionPool 클래스는 블록체인 노드가 받은 트랜잭션들을 임시로 관리하는 핵심 컴포넌트입니다. 네트워크에서 전파된 트랜잭션을 받아 저장하고, 채굴자가 블록을 생성할 때 이 풀에서 트랜잭션을 선택합니다.
첫 번째로, Transaction 인터페이스는 트랜잭션의 필수 정보를 정의합니다. id는 각 트랜잭션을 고유하게 식별하고, from과 to는 송신자와 수신자 주소를 나타냅니다.
amount는 전송 금액, fee는 채굴자에게 지불할 수수료, timestamp는 트랜잭션 생성 시간을 기록합니다. 이 정보들은 나중에 트랜잭션 우선순위를 결정하는 데 사용됩니다.
그 다음으로, TransactionPool 클래스는 Map<string, Transaction>을 사용합니다. 여기서 Map을 선택한 이유가 중요합니다.
배열을 사용하면 특정 트랜잭션을 찾을 때 O(n) 시간이 걸리지만, Map을 사용하면 O(1)에 조회할 수 있습니다. 실제 비트코인 네트워크에서는 Mempool에 수만 개의 트랜잭션이 쌓일 수 있기 때문에, 이런 성능 차이가 매우 중요합니다.
addTransaction 메서드는 중복 체크를 먼저 수행합니다. 같은 트랜잭션이 여러 번 추가되는 것을 방지하여 메모리 낭비를 막고, 이중 지불 공격의 가능성도 줄입니다.
getTransaction은 트랜잭션 ID로 빠르게 조회하고, removeTransaction은 블록에 포함된 트랜잭션을 풀에서 제거합니다. 마지막으로, 이 기본 구조는 확장 가능하도록 설계되었습니다.
나중에 트랜잭션 검증 로직, 수수료 기반 정렬, 크기 제한 등의 기능을 쉽게 추가할 수 있습니다. 여러분이 이 코드를 사용하면 블록체인 노드의 핵심 기능을 구현할 수 있고, 트랜잭션 처리 흐름을 명확하게 이해할 수 있습니다.
또한 Map의 효율적인 사용법을 배우고, 타입스크립트의 타입 안정성을 활용하여 버그를 줄일 수 있습니다.
실전 팁
💡 pool을 private으로 선언하여 외부에서 직접 접근하지 못하게 하세요. 모든 접근은 메서드를 통해서만 가능하도록 하면 데이터 무결성을 보장할 수 있습니다.
💡 트랜잭션 ID는 반드시 고유해야 합니다. 실제 구현에서는 트랜잭션 내용의 해시값을 ID로 사용하여 중복을 원천적으로 방지하세요.
💡 메모리 사용량을 모니터링하세요. Mempool이 너무 커지면 노드가 다운될 수 있으므로, 최대 크기를 설정하고 오래된 트랜잭션을 자동으로 제거하는 정책이 필요합니다.
💡 트랜잭션 추가 시 기본적인 검증(잔액 확인, 서명 검증 등)을 먼저 수행하세요. 잘못된 트랜잭션이 풀에 들어가면 나중에 처리할 때 문제가 발생합니다.
💡 실제 운영 환경에서는 로깅을 추가하세요. 트랜잭션이 추가/제거될 때마다 로그를 남기면 문제 발생 시 디버깅이 훨씬 쉬워집니다.
2. 트랜잭션 검증과 추가 - 유효성 확인 프로세스
시작하며
여러분의 블록체인 노드가 네트워크에서 트랜잭션을 받았습니다. 그런데 이 트랜잭션을 바로 풀에 넣어도 될까요?
만약 잔액이 부족한 계정의 트랜잭션이라면? 서명이 위조된 트랜잭션이라면?
이런 문제는 실제로 악의적인 공격자들이 자주 시도하는 방법입니다. 유효하지 않은 트랜잭션을 무분별하게 받아들이면, Mempool이 쓰레기 데이터로 가득 차고, 네트워크 성능이 저하되며, 심각한 경우 노드가 다운될 수도 있습니다.
바로 이럴 때 필요한 것이 철저한 트랜잭션 검증 프로세스입니다. 트랜잭션을 풀에 추가하기 전에 여러 단계의 검증을 거쳐야 합니다.
개요
간단히 말해서, 트랜잭션 검증은 받은 트랜잭션이 블록체인 규칙을 준수하는지 확인하는 과정입니다. 실제 블록체인 노드를 운영할 때, 검증 없이 트랜잭션을 받아들이면 치명적입니다.
해커가 잔액보다 큰 금액을 전송하는 트랜잭션을 보내거나, 다른 사람의 계정을 사칭하는 트랜잭션을 보낼 수 있습니다. 예를 들어, 공격자가 같은 코인을 여러 번 전송하는 이중 지불(double spending) 시도를 할 수 있습니다.
기존에는 트랜잭션을 받으면 일단 저장하고 나중에 문제를 발견했다면, 이제는 사전에 철저히 검증하여 문제를 원천 차단할 수 있습니다. 이는 네트워크의 보안과 효율성을 동시에 향상시킵니다.
트랜잭션 검증의 핵심 단계는 첫째, 형식 검증입니다. 트랜잭션의 필수 필드가 모두 있는지, 데이터 타입이 올바른지 확인합니다.
둘째, 잔액 검증입니다. 송신자의 잔액이 전송하려는 금액과 수수료를 합한 것보다 큰지 확인합니다.
셋째, 서명 검증입니다. 트랜잭션이 실제로 송신자가 서명한 것인지 암호학적으로 확인합니다.
이러한 검증 단계들이 블록체인의 신뢰성을 보장합니다.
코드 예제
// 트랜잭션 검증 로직
class ValidatedTransactionPool extends TransactionPool {
private accountBalances: Map<string, number>;
constructor() {
super();
this.accountBalances = new Map<string, number>();
}
// 잔액 설정 (실제로는 블록체인에서 조회)
setBalance(address: string, balance: number): void {
this.accountBalances.set(address, balance);
}
// 트랜잭션 유효성 검증
private validateTransaction(tx: Transaction): boolean {
// 1. 형식 검증
if (!tx.id || !tx.from || !tx.to || tx.amount <= 0 || tx.fee < 0) {
console.error('Invalid transaction format');
return false;
}
// 2. 자기 자신에게 전송 방지
if (tx.from === tx.to) {
console.error('Cannot send to self');
return false;
}
// 3. 잔액 검증
const senderBalance = this.accountBalances.get(tx.from) || 0;
const totalRequired = tx.amount + tx.fee;
if (senderBalance < totalRequired) {
console.error(`Insufficient balance. Required: ${totalRequired}, Available: ${senderBalance}`);
return false;
}
// 4. 중복 트랜잭션 검증
if (this.getTransaction(tx.id)) {
console.error('Transaction already in pool');
return false;
}
return true;
}
// 검증 후 추가
addValidatedTransaction(tx: Transaction): boolean {
if (!this.validateTransaction(tx)) {
return false;
}
this.addTransaction(tx);
console.log(`Transaction ${tx.id} added to pool`);
return true;
}
}
설명
이것이 하는 일: ValidatedTransactionPool 클래스는 기본 TransactionPool을 상속받아 검증 기능을 추가합니다. 모든 트랜잭션이 풀에 들어가기 전에 여러 단계의 검사를 통과해야 하므로, 잘못된 트랜잭션이 시스템에 들어오는 것을 차단합니다.
첫 번째로, 형식 검증 단계에서는 트랜잭션의 필수 필드를 확인합니다. id, from, to가 비어있지 않은지, amount가 양수인지, fee가 음수가 아닌지 검사합니다.
타입스크립트의 타입 시스템이 컴파일 타임에 일부 검증을 해주지만, 런타임에 네트워크에서 받은 데이터는 추가 검증이 필요합니다. 예를 들어, 악의적인 노드가 amount에 -100을 넣어 보낼 수 있기 때문입니다.
그 다음으로, 자기 자신에게 전송하는 것을 방지합니다. 이는 불필요한 트랜잭션이며, 일부 공격 시나리오에서 악용될 수 있습니다.
잔액 검증이 가장 중요한데, accountBalances Map에서 송신자의 현재 잔액을 조회하고, 전송 금액과 수수료를 합한 값과 비교합니다. 실제 구현에서는 이 잔액 정보를 블록체인 상태에서 읽어옵니다.
중복 트랜잭션 검증은 같은 트랜잭션이 여러 번 처리되는 것을 방지합니다. 네트워크 지연으로 같은 트랜잭션이 여러 노드에서 여러 번 전파될 수 있기 때문에 이 검사가 필수적입니다.
마지막으로, addValidatedTransaction 메서드는 모든 검증을 통과한 경우에만 트랜잭션을 추가합니다. 검증 실패 시 false를 반환하여 호출자가 적절히 대응할 수 있게 합니다.
성공 시에는 로그를 남겨 추적 가능성을 높입니다. 여러분이 이 코드를 사용하면 안전한 트랜잭션 처리 시스템을 구축할 수 있습니다.
잘못된 트랜잭션으로 인한 네트워크 혼란을 방지하고, 사용자에게 명확한 오류 메시지를 제공할 수 있습니다. 또한 각 검증 단계를 분리하여 나중에 추가 검증 로직(서명 확인, 타임스탬프 검증 등)을 쉽게 넣을 수 있습니다.
실전 팁
💡 검증 실패 시 구체적인 에러 메시지를 로깅하세요. "Invalid transaction"보다는 "Insufficient balance. Required: 100, Available: 50" 같은 메시지가 디버깅에 훨씬 유용합니다.
💡 검증 순서가 중요합니다. 가장 빠르고 가벼운 검증(형식 검증)을 먼저 하고, 무거운 검증(서명 검증, 블록체인 상태 조회)은 나중에 하세요. 이렇게 하면 대부분의 잘못된 트랜잭션을 초기에 걸러낼 수 있습니다.
💡 실제 구현에서는 accountBalances를 직접 관리하지 말고, 블록체인의 UTXO(Unspent Transaction Output) 세트나 계정 상태를 조회하는 별도 모듈을 사용하세요.
💡 동일한 계정에서 여러 트랜잭션이 동시에 들어올 수 있습니다. 이 경우 nonce(순차 번호)를 사용하여 트랜잭션 순서를 보장하고, 잔액 계산 시 대기 중인 트랜잭션도 고려해야 합니다.
💡 검증 로직을 별도 클래스(TransactionValidator)로 분리하면 테스트가 쉬워지고 재사용성이 높아집니다. 단일 책임 원칙(Single Responsibility Principle)을 지키세요.
3. 수수료 기반 우선순위 정렬 - 채굴자 수익 최적화
시작하며
여러분이 채굴자라고 생각해보세요. Mempool에 1000개의 트랜잭션이 있는데, 블록에는 100개만 담을 수 있습니다.
어떤 트랜잭션을 선택하시겠어요? 당연히 수수료가 높은 트랜잭션을 선택하는 것이 합리적입니다.
채굴자는 수수료로 수익을 얻기 때문입니다. 하지만 단순히 수수료만 보면 안 됩니다.
트랜잭션 크기도 고려해야 합니다. 수수료가 높지만 크기가 큰 트랜잭션보다, 수수료가 약간 낮지만 크기가 작은 여러 트랜잭션이 더 수익성이 좋을 수 있습니다.
바로 이럴 때 필요한 것이 효율적인 우선순위 정렬 알고리즘입니다. 수수료율(fee rate)을 계산하여 가장 수익성 높은 트랜잭션을 빠르게 선택할 수 있습니다.
개요
간단히 말해서, 수수료 기반 정렬은 단위 크기당 수수료가 높은 트랜잭션을 우선적으로 선택하는 전략입니다. 실제 비트코인 네트워크에서는 블록 크기가 제한되어 있습니다(약 1MB).
채굴자는 이 제한된 공간에 최대한 수익성 높은 트랜잭션을 담고 싶어 합니다. 예를 들어, 네트워크가 혼잡할 때 사용자들은 자신의 트랜잭션이 빨리 처리되길 원하므로 수수료를 높게 설정합니다.
이때 수수료율이 높은 순서로 정렬하면 가장 급한 트랜잭션이 먼저 처리됩니다. 기존에는 트랜잭션을 도착한 순서대로 처리했다면, 이제는 경제적 인센티브에 따라 우선순위를 정할 수 있습니다.
이는 채굴자에게는 더 많은 수익을, 사용자에게는 예측 가능한 처리 시간을 제공합니다. 수수료 기반 정렬의 핵심은 첫째, 수수료율 계산입니다.
fee를 트랜잭션 크기로 나누어 바이트당 수수료를 구합니다. 둘째, 내림차순 정렬입니다.
수수료율이 높은 것부터 낮은 순으로 정렬하여 우선순위 큐를 만듭니다. 셋째, 동적 업데이트입니다.
새 트랜잭션이 추가되거나 제거될 때마다 정렬을 유지해야 합니다. 이러한 메커니즘이 블록체인 경제 시스템을 작동시킵니다.
코드 예제
// 수수료율 계산 및 정렬
interface TransactionWithFeeRate extends Transaction {
size: number; // 트랜잭션 바이트 크기
feeRate: number; // 바이트당 수수료
}
class PrioritizedTransactionPool extends ValidatedTransactionPool {
// 트랜잭션 크기 계산 (실제로는 직렬화된 크기)
private calculateTransactionSize(tx: Transaction): number {
// 간단한 예시: JSON 문자열 길이
return JSON.stringify(tx).length;
}
// 수수료율 계산
private calculateFeeRate(tx: Transaction, size: number): number {
return tx.fee / size; // satoshi per byte
}
// 우선순위 순으로 정렬된 트랜잭션 가져오기
getTransactionsByPriority(limit?: number): TransactionWithFeeRate[] {
const transactions: TransactionWithFeeRate[] = [];
// 모든 트랜잭션에 대해 수수료율 계산
this.getAllTransactions().forEach((tx) => {
const size = this.calculateTransactionSize(tx);
const feeRate = this.calculateFeeRate(tx, size);
transactions.push({
...tx,
size,
feeRate
});
});
// 수수료율 기준 내림차순 정렬
transactions.sort((a, b) => b.feeRate - a.feeRate);
// limit이 지정된 경우 상위 n개만 반환
return limit ? transactions.slice(0, limit) : transactions;
}
// 블록에 포함할 트랜잭션 선택
selectTransactionsForBlock(maxBlockSize: number): TransactionWithFeeRate[] {
const selected: TransactionWithFeeRate[] = [];
let currentSize = 0;
const prioritized = this.getTransactionsByPriority();
for (const tx of prioritized) {
if (currentSize + tx.size <= maxBlockSize) {
selected.push(tx);
currentSize += tx.size;
}
}
return selected;
}
// 상속받은 메서드에서 사용하기 위한 헬퍼
private getAllTransactions(): Transaction[] {
const txs: Transaction[] = [];
// 실제 구현에서는 pool을 순회
return txs;
}
}
설명
이것이 하는 일: PrioritizedTransactionPool 클래스는 경제적 인센티브에 따라 트랜잭션을 선택하는 스마트한 시스템입니다. 단순히 절대적인 수수료가 아니라 효율성을 고려하여, 제한된 블록 공간에 최대한 많은 수수료를 담을 수 있도록 최적화합니다.
첫 번째로, calculateTransactionSize 메서드는 트랜잭션의 실제 크기를 계산합니다. 여기서는 JSON 문자열 길이를 사용했지만, 실제 비트코인에서는 직렬화된 바이너리 데이터의 크기를 사용합니다.
트랜잭션에 포함된 서명, 입력/출력 개수 등에 따라 크기가 달라집니다. 예를 들어, 여러 주소에서 코인을 모아서 전송하는 트랜잭션은 크기가 크고, 단순 1:1 전송은 작습니다.
그 다음으로, calculateFeeRate는 핵심 메트릭인 수수료율을 계산합니다. fee를 size로 나누면 "바이트당 얼마를 지불하는가"를 알 수 있습니다.
비트코인에서는 일반적으로 satoshi/byte 단위를 사용합니다. 예를 들어, 250바이트 트랜잭션에 5000 satoshi 수수료를 붙이면 수수료율은 20 sat/byte입니다.
getTransactionsByPriority 메서드는 Mempool의 모든 트랜잭션을 수수료율로 정렬합니다. Array.sort()를 사용하여 내림차순 정렬하는데, 이는 O(n log n) 시간 복잡도를 가집니다.
트랜잭션이 많을 때는 힙(heap) 자료구조를 사용하면 더 효율적이지만, 여기서는 가독성을 위해 배열 정렬을 사용했습니다. 마지막으로, selectTransactionsForBlock 메서드가 실제 블록 생성 로직입니다.
이 메서드는 배낭 문제(knapsack problem)의 탐욕 알고리즘(greedy algorithm) 버전입니다. 수수료율이 높은 트랜잭션부터 차례로 선택하면서, 블록 크기 제한을 초과하지 않도록 합니다.
이 방법은 최적해를 보장하지는 않지만(실제 최적화는 NP-hard 문제), 실용적이고 빠릅니다. 여러분이 이 코드를 사용하면 채굴 수익을 최대화할 수 있고, 사용자에게 "수수료를 높이면 빨리 처리된다"는 명확한 메시지를 전달할 수 있습니다.
또한 네트워크 혼잡 시 우선순위 메커니즘이 자동으로 작동하여 중요한 트랜잭션이 먼저 처리됩니다. 탐욕 알고리즘과 정렬의 실제 응용 사례를 배울 수 있습니다.
실전 팁
💡 실제 환경에서는 매번 전체 정렬하는 대신 우선순위 큐(priority queue)를 사용하세요. 힙 자료구조를 사용하면 삽입과 최댓값 추출이 O(log n)으로 효율적입니다.
💡 수수료율만 보지 말고 "조상 수수료율(ancestor fee rate)"도 고려하세요. 트랜잭션이 다른 미확인 트랜잭션에 의존하는 경우, 그 조상들의 수수료도 함께 계산해야 정확합니다.
💡 블록 공간의 마지막 부분에는 작은 트랜잭션을 우선적으로 선택하는 로직을 추가하세요. 큰 트랜잭션을 넣으려다가 공간이 남는 것보다, 작은 트랜잭션 여러 개로 채우는 것이 효율적입니다.
💡 네트워크 혼잡도에 따라 최소 수수료율 임계값을 설정하세요. 너무 낮은 수수료의 트랜잭션은 아예 풀에 받지 않아 메모리를 절약할 수 있습니다.
💡 수수료율 통계를 제공하는 API를 만드세요. 사용자가 현재 네트워크 상황에 맞는 적절한 수수료를 설정할 수 있도록 도와줍니다(예: "빠름: 50 sat/byte, 보통: 20 sat/byte").
4. 이중 지불 방지 메커니즘 - UTXO 추적
시작하며
여러분이 100코인을 가지고 있다고 가정해봅시다. 악의적으로 같은 100코인을 사용하여 두 개의 트랜잭션을 동시에 만들 수 있을까요?
하나는 친구에게 보내고, 다른 하나는 거래소에 보내는 식으로요. 이것이 바로 블록체인에서 가장 중요한 보안 문제 중 하나인 이중 지불(double spending)입니다.
만약 Mempool에 충돌하는 두 트랜잭션이 동시에 들어간다면, 한 트랜잭션이 블록에 포함된 후에도 다른 트랜잭션이 나중에 처리될 수 있습니다. 이는 네트워크를 혼란에 빠뜨리고, 블록체인의 신뢰성을 무너뜨립니다.
바로 이럴 때 필요한 것이 UTXO(Unspent Transaction Output) 추적입니다. 이미 사용된 코인을 다시 사용하려는 시도를 감지하고 차단할 수 있습니다.
개요
간단히 말해서, 이중 지불 방지는 같은 코인을 두 번 이상 사용하려는 시도를 탐지하여 차단하는 메커니즘입니다. 비트코인 같은 UTXO 기반 블록체인에서는 각 코인의 출처를 추적합니다.
여러분이 코인을 받으면 그것은 "미사용 출력(UTXO)"이 되고, 그 코인을 전송하면 "사용된 출력"이 됩니다. 한 번 사용된 UTXO는 다시 사용할 수 없습니다.
예를 들어, 앨리스가 밥에게 1 BTC를 보낸 UTXO는, 밥이 찰리에게 전송하면 더 이상 사용할 수 없습니다. 기존에는 블록에 포함된 후에만 이중 지불을 확인했다면, 이제는 Mempool 단계에서도 충돌을 감지할 수 있습니다.
이는 네트워크 자원을 절약하고, 악의적인 트랜잭션 전파를 조기에 차단합니다. 이중 지불 방지의 핵심은 첫째, 입력 추적입니다.
각 트랜잭션이 어떤 UTXO를 소비하는지 기록합니다. 둘째, 충돌 감지입니다.
새로운 트랜잭션이 이미 Mempool에 있는 트랜잭션과 같은 UTXO를 사용하려고 하면 거부합니다. 셋째, RBF(Replace-By-Fee) 지원입니다.
경우에 따라 더 높은 수수료를 제시하면 기존 트랜잭션을 교체할 수 있도록 허용합니다. 이러한 메커니즘이 블록체인의 핵심 가치인 이중 지불 방지를 실현합니다.
코드 예제
// UTXO 기반 이중 지불 방지
interface UTXO {
txId: string; // 이 UTXO를 생성한 트랜잭션 ID
outputIndex: number; // 트랜잭션 내 출력 인덱스
amount: number;
owner: string;
}
interface TransactionInput {
utxoTxId: string;
utxoOutputIndex: number;
}
interface ExtendedTransaction extends Transaction {
inputs: TransactionInput[]; // 소비할 UTXO들
}
class DoubleSpendProtectedPool extends PrioritizedTransactionPool {
// 현재 Mempool에서 사용 중인 UTXO 추적
private spentUtxos: Set<string>;
constructor() {
super();
this.spentUtxos = new Set<string>();
}
// UTXO를 고유하게 식별하는 키 생성
private getUtxoKey(txId: string, outputIndex: number): string {
return `${txId}:${outputIndex}`;
}
// 이중 지불 검사
private checkDoubleSpend(tx: ExtendedTransaction): boolean {
for (const input of tx.inputs) {
const utxoKey = this.getUtxoKey(input.utxoTxId, input.utxoOutputIndex);
if (this.spentUtxos.has(utxoKey)) {
console.error(`Double spend detected! UTXO ${utxoKey} already spent`);
return false;
}
}
return true;
}
// 트랜잭션 추가 (이중 지불 검사 포함)
addTransactionWithDoubleSpendCheck(tx: ExtendedTransaction): boolean {
// 기존 검증 로직
if (!this.addValidatedTransaction(tx)) {
return false;
}
// 이중 지불 검사
if (!this.checkDoubleSpend(tx)) {
return false;
}
// UTXO를 사용 중으로 표시
for (const input of tx.inputs) {
const utxoKey = this.getUtxoKey(input.utxoTxId, input.utxoOutputIndex);
this.spentUtxos.add(utxoKey);
}
console.log(`Transaction ${tx.id} added with ${tx.inputs.length} inputs`);
return true;
}
// 트랜잭션 제거 시 UTXO 해제
removeTransactionAndFreeUtxos(tx: ExtendedTransaction): void {
this.removeTransaction(tx.id);
// 사용했던 UTXO를 다시 사용 가능하게
for (const input of tx.inputs) {
const utxoKey = this.getUtxoKey(input.utxoTxId, input.utxoOutputIndex);
this.spentUtxos.delete(utxoKey);
}
}
}
설명
이것이 하는 일: DoubleSpendProtectedPool 클래스는 블록체인의 가장 중요한 보안 속성인 이중 지불 방지를 구현합니다. 같은 돈을 두 번 쓰려는 시도를 Mempool 단계에서 감지하고 차단하여, 블록체인의 무결성을 보호합니다.
첫 번째로, UTXO 인터페이스는 미사용 트랜잭션 출력을 표현합니다. 각 UTXO는 그것을 생성한 트랜잭션 ID(txId)와 그 트랜잭션 내에서의 위치(outputIndex)로 고유하게 식별됩니다.
예를 들어, 앨리스가 밥에게 2 BTC를 보내는 트랜잭션이 있고 이것이 트랜잭션 ABC123이라면, 밥의 2 BTC는 "ABC123:0" UTXO로 표현됩니다. 이 UTXO는 밥이 다른 사람에게 전송하기 전까지 유효합니다.
그 다음으로, TransactionInput은 새 트랜잭션이 어떤 UTXO를 소비하려는지 명시합니다. 밥이 찰리에게 1.5 BTC를 보내려면, 자신의 "ABC123:0" UTXO를 입력으로 사용하는 새 트랜잭션을 만듭니다.
ExtendedTransaction은 이러한 입력 배열을 포함하여, 트랜잭션의 자금 출처를 명확히 합니다. spentUtxos Set은 현재 Mempool에 있는 트랜잭션들이 사용하려는 모든 UTXO를 추적합니다.
Set을 사용하는 이유는 O(1) 시간에 특정 UTXO가 이미 사용 중인지 확인할 수 있기 때문입니다. getUtxoKey 메서드는 "txId:outputIndex" 형식의 고유 문자열을 생성하여 Set의 키로 사용합니다.
checkDoubleSpend 메서드가 핵심 로직입니다. 새로운 트랜잭션의 각 입력 UTXO를 검사하여, 그것이 이미 spentUtxos Set에 있는지 확인합니다.
만약 있다면 이중 지불 시도이므로 false를 반환합니다. 예를 들어, 밥이 "ABC123:0" UTXO를 사용하는 트랜잭션을 이미 Mempool에 넣었는데, 같은 UTXO를 사용하는 또 다른 트랜잭션을 보내려 하면 차단됩니다.
addTransactionWithDoubleSpendCheck는 기존 검증 로직에 이중 지불 검사를 추가합니다. 모든 검사를 통과하면 사용된 UTXO들을 spentUtxos에 추가하여 표시합니다.
removeTransactionAndFreeUtxos는 반대 동작으로, 트랜잭션이 블록에 포함되거나 만료되어 풀에서 제거될 때 해당 UTXO들을 다시 사용 가능하게 만듭니다. 이는 트랜잭션이 거부되었을 때 사용자가 다시 시도할 수 있게 합니다.
여러분이 이 코드를 사용하면 블록체인의 가장 중요한 보안 속성을 구현할 수 있습니다. 악의적인 이중 지불 공격을 조기에 차단하고, 네트워크 대역폭을 절약하며, 사용자에게 명확한 오류 메시지를 제공할 수 있습니다.
UTXO 모델의 핵심 개념을 실제로 구현해보면서 비트코인 내부 동작을 깊이 이해할 수 있습니다.
실전 팁
💡 실제 구현에서는 전체 블록체인의 UTXO 세트를 별도로 관리해야 합니다. Mempool의 spentUtxos는 "대기 중인 사용"만 추적하고, 이미 블록에 포함된 UTXO는 더 큰 UTXO 데이터베이스에서 관리하세요.
💡 RBF(Replace-By-Fee) 기능을 추가하려면, 같은 UTXO를 사용하더라도 수수료가 충분히 높으면 기존 트랜잭션을 교체하도록 허용하세요. 사용자가 트랜잭션을 "가속"할 수 있게 됩니다.
💡 트랜잭션 체인을 고려하세요. Mempool에 있는 트랜잭션 A의 출력을 트랜잭션 B가 입력으로 사용하는 경우, 이는 유효합니다. 이를 "CPFP(Child Pays For Parent)"라고 하며, 자식 트랜잭션의 높은 수수료가 부모 트랜잭션도 함께 처리되게 만듭니다.
💡 악의적인 노드가 대량의 충돌 트랜잭션을 보내 DoS 공격을 시도할 수 있습니다. IP 기반 제한이나 proof-of-work를 추가하여 이를 방어하세요.
💡 메모리 효율을 위해 UTXO 키를 문자열 대신 해시값으로 저장하는 것을 고려하세요. 수백만 개의 UTXO를 추적할 때 메모리 사용량 차이가 큽니다.
5. 트랜잭션 만료 정책 - 메모리 관리
시작하며
여러분의 Mempool에 6개월 전에 들어온 트랜잭션이 아직 남아있다면 어떻게 해야 할까요? 수수료가 너무 낮아서 어떤 채굴자도 선택하지 않는 트랜잭션들이 계속 쌓이면, 결국 서버 메모리가 가득 차게 됩니다.
이런 문제는 실제 비트코인 노드 운영자들이 자주 겪는 상황입니다. 네트워크가 혼잡할 때 낮은 수수료로 트랜잭션을 보낸 사용자들은 며칠, 심지어 몇 주를 기다려도 처리되지 않을 수 있습니다.
이런 "좀비 트랜잭션"들이 Mempool을 점령하면 새로운 트랜잭션을 받을 공간이 없어집니다. 바로 이럴 때 필요한 것이 트랜잭션 만료 정책입니다.
일정 시간이 지나거나 특정 조건을 만족하면 자동으로 트랜잭션을 제거하여 메모리를 확보할 수 있습니다.
개요
간단히 말해서, 트랜잭션 만료 정책은 오래되거나 처리 가능성이 낮은 트랜잭션을 자동으로 제거하는 메커니즘입니다. 실제 블록체인 노드는 제한된 메모리로 운영됩니다.
비트코인 코어(Bitcoin Core)는 기본적으로 300MB의 Mempool 크기 제한을 가지며, 이를 초과하면 낮은 수수료율의 트랜잭션부터 제거합니다. 예를 들어, 네트워크가 매우 혼잡해서 최소 수수료율이 50 sat/byte가 되면, 20 sat/byte의 트랜잭션은 Mempool에서 퇴출됩니다.
기존에는 트랜잭션을 무기한 보관하여 메모리 문제가 발생했다면, 이제는 시간 기반 또는 공간 기반 정책으로 자동 관리할 수 있습니다. 이는 노드의 안정성을 높이고, 사용자에게 현실적인 기대치를 제공합니다.
만료 정책의 핵심은 첫째, 시간 기반 만료입니다. 트랜잭션이 일정 시간(예: 14일) 동안 처리되지 않으면 자동 제거합니다.
둘째, 크기 기반 제거입니다. Mempool 크기가 한계에 도달하면 수수료율이 낮은 트랜잭션부터 제거합니다.
셋째, 최소 수수료율 정책입니다. 네트워크 상황에 따라 동적으로 최소 수수료율을 조정하여, 그 이하의 트랜잭션은 아예 받지 않습니다.
이러한 정책들이 노드의 장기 운영을 가능하게 합니다.
코드 예제
// 트랜잭션 만료 및 메모리 관리
interface TimestampedTransaction extends ExtendedTransaction {
addedAt: number; // Mempool에 추가된 시간
}
class ManagedTransactionPool extends DoubleSpendProtectedPool {
private maxPoolSize: number; // 최대 트랜잭션 개수
private maxAge: number; // 최대 보관 시간 (밀리초)
private minFeeRate: number; // 최소 수수료율
private transactions: Map<string, TimestampedTransaction>;
constructor(
maxPoolSize: number = 1000,
maxAge: number = 14 * 24 * 60 * 60 * 1000, // 14일
minFeeRate: number = 1 // 1 sat/byte
) {
super();
this.maxPoolSize = maxPoolSize;
this.maxAge = maxAge;
this.minFeeRate = minFeeRate;
this.transactions = new Map();
}
// 만료된 트랜잭션 제거
removeExpiredTransactions(): number {
const now = Date.now();
let removedCount = 0;
for (const [txId, tx] of this.transactions.entries()) {
if (now - tx.addedAt > this.maxAge) {
this.removeTransactionAndFreeUtxos(tx);
this.transactions.delete(txId);
removedCount++;
console.log(`Removed expired transaction ${txId}`);
}
}
return removedCount;
}
// 수수료율이 낮은 트랜잭션 제거
evictLowFeeTransactions(): number {
if (this.transactions.size <= this.maxPoolSize) {
return 0;
}
// 수수료율로 정렬
const sortedTxs = Array.from(this.transactions.values())
.map(tx => ({
tx,
feeRate: tx.fee / JSON.stringify(tx).length
}))
.sort((a, b) => a.feeRate - b.feeRate); // 오름차순
// 초과 개수만큼 제거
const toRemove = this.transactions.size - this.maxPoolSize;
let removedCount = 0;
for (let i = 0; i < toRemove && i < sortedTxs.length; i++) {
const { tx } = sortedTxs[i];
this.removeTransactionAndFreeUtxos(tx);
this.transactions.delete(tx.id);
removedCount++;
console.log(`Evicted low-fee transaction ${tx.id} (fee rate: ${sortedTxs[i].feeRate})`);
}
return removedCount;
}
// 트랜잭션 추가 (만료 정책 적용)
addManagedTransaction(tx: ExtendedTransaction): boolean {
// 수수료율 검사
const feeRate = tx.fee / JSON.stringify(tx).length;
if (feeRate < this.minFeeRate) {
console.error(`Transaction ${tx.id} fee rate too low: ${feeRate} < ${this.minFeeRate}`);
return false;
}
// 기존 검증
if (!this.addTransactionWithDoubleSpendCheck(tx)) {
return false;
}
// 타임스탬프 추가
const timestampedTx: TimestampedTransaction = {
...tx,
addedAt: Date.now()
};
this.transactions.set(tx.id, timestampedTx);
// 크기 제한 확인 및 제거
this.evictLowFeeTransactions();
return true;
}
// 주기적 정리 작업
performMaintenance(): void {
console.log('Starting Mempool maintenance...');
const expiredCount = this.removeExpiredTransactions();
const evictedCount = this.evictLowFeeTransactions();
console.log(`Maintenance complete: ${expiredCount} expired, ${evictedCount} evicted`);
console.log(`Current pool size: ${this.transactions.size}`);
}
// 최소 수수료율 업데이트 (네트워크 상황에 따라)
updateMinFeeRate(newRate: number): void {
this.minFeeRate = newRate;
console.log(`Min fee rate updated to ${newRate} sat/byte`);
// 새 기준에 맞지 않는 트랜잭션 제거
for (const [txId, tx] of this.transactions.entries()) {
const feeRate = tx.fee / JSON.stringify(tx).length;
if (feeRate < this.minFeeRate) {
this.removeTransactionAndFreeUtxos(tx);
this.transactions.delete(txId);
console.log(`Removed transaction ${txId} due to new min fee rate`);
}
}
}
}
설명
이것이 하는 일: ManagedTransactionPool 클래스는 제한된 자원으로 노드를 안정적으로 운영할 수 있게 하는 스마트한 관리 시스템입니다. 무한정 트랜잭션을 쌓아두는 대신, 현실적인 정책을 적용하여 메모리와 처리 능력을 최적화합니다.
첫 번째로, 생성자 매개변수들은 노드 운영자가 조정할 수 있는 정책을 정의합니다. maxPoolSize는 동시에 보관할 수 있는 최대 트랜잭션 개수입니다(기본 1000개).
maxAge는 트랜잭션이 Mempool에 머물 수 있는 최대 시간입니다(기본 14일). minFeeRate는 받아들일 최소 수수료율입니다(기본 1 sat/byte).
이 값들은 네트워크 상황과 하드웨어 사양에 따라 조정할 수 있습니다. 그 다음으로, removeExpiredTransactions 메서드는 시간 기반 정리를 수행합니다.
현재 시간과 트랜잭션 추가 시간의 차이가 maxAge를 초과하면 해당 트랜잭션을 제거합니다. 예를 들어, 2주 전에 1 sat/byte로 보낸 트랜잭션은 아마 영원히 처리되지 않을 것이므로, 메모리를 차지하게 두는 것보다 제거하고 사용자에게 재전송을 권장하는 것이 낫습니다.
evictLowFeeTransactions 메서드는 공간 기반 정리를 담당합니다. Mempool 크기가 maxPoolSize를 초과하면, 모든 트랜잭션을 수수료율로 정렬하고 가장 낮은 것부터 제거합니다.
이는 비트코인 코어의 실제 동작 방식입니다. 네트워크가 혼잡할 때 자연스럽게 수수료 경쟁이 발생하고, 낮은 수수료 트랜잭션은 밀려나게 됩니다.
addManagedTransaction은 트랜잭션을 추가하기 전에 수수료율을 먼저 확인합니다. 최소 기준에 미달하면 아예 Mempool에 넣지 않아 불필요한 처리를 피합니다.
그리고 addedAt 타임스탬프를 추가하여 나중에 만료 여부를 판단할 수 있게 합니다. 트랜잭션 추가 후 즉시 크기 제한을 확인하여, 필요하면 낮은 수수료 트랜잭션을 제거합니다.
performMaintenance 메서드는 주기적으로 실행되어야 하는 정리 작업입니다. 실제 운영에서는 cron job이나 setInterval로 예를 들어 10분마다 실행하여 Mempool을 깨끗하게 유지합니다.
updateMinFeeRate는 네트워크 혼잡도에 따라 동적으로 최소 수수료율을 조정합니다. 네트워크가 매우 바쁠 때는 이 값을 높여서 불필요한 트랜잭션 유입을 막을 수 있습니다.
여러분이 이 코드를 사용하면 장기간 안정적으로 노드를 운영할 수 있습니다. 메모리 부족으로 노드가 다운되는 것을 방지하고, 사용자에게 현실적인 수수료 가이드를 제공하며, 네트워크 전체의 효율성을 높일 수 있습니다.
시간과 공간 복잡도를 고려한 실전 알고리즘 설계를 배울 수 있습니다.
실전 팁
💡 performMaintenance는 Node.js의 setInterval을 사용해 주기적으로 실행하세요. 예를 들어, setInterval(() => pool.performMaintenance(), 10 * 60 * 1000)으로 10분마다 실행합니다.
💡 트랜잭션을 제거할 때 사용자에게 알림을 보내는 시스템을 구축하세요. 웹소켓이나 이메일로 "트랜잭션이 만료되었으니 더 높은 수수료로 재전송하세요"라고 알려줄 수 있습니다.
💡 최소 수수료율을 동적으로 조정하는 알고리즘을 추가하세요. 최근 블록들의 평균 수수료율을 분석하여 자동으로 minFeeRate를 업데이트하면 사용자 경험이 개선됩니다.
💡 디스크에 백업 Mempool을 저장하는 것을 고려하세요. 노드가 재시작될 때 Mempool을 복원할 수 있어, 사용자 트랜잭션이 사라지지 않습니다.
💡 메모리 사용량을 실시간으로 모니터링하고, 임계값에 도달하면 더 공격적으로 제거하는 긴급 모드를 구현하세요. 예를 들어, 메모리 사용률이 90%를 넘으면 maxPoolSize를 일시적으로 줄입니다.
6. 트랜잭션 브로드캐스팅 - P2P 네트워크 전파
시작하며
여러분이 트랜잭션을 생성하고 자신의 노드 Mempool에 넣었다고 해서 끝이 아닙니다. 다른 노드들도 이 트랜잭션을 알아야 채굴자가 블록에 포함시킬 수 있습니다.
그런데 어떻게 수천 개의 노드에게 효율적으로 전파할 수 있을까요? 블록체인은 중앙 서버가 없는 P2P(Peer-to-Peer) 네트워크입니다.
각 노드는 연결된 몇몇 이웃 노드들에게만 메시지를 보냅니다. 그러면 그 노드들이 또 자신의 이웃들에게 전파하는 식으로 전체 네트워크에 퍼져나갑니다.
하지만 이 과정에서 같은 트랜잭션을 중복으로 받거나, 무한 루프에 빠질 수 있습니다. 바로 이럴 때 필요한 것이 스마트한 브로드캐스팅 전략입니다.
중복을 방지하면서 빠르게 전체 네트워크에 트랜잭션을 전파할 수 있습니다.
개요
간단히 말해서, 트랜잭션 브로드캐스팅은 새로운 트랜잭션을 네트워크의 다른 노드들에게 효율적으로 전파하는 과정입니다. 실제 비트코인 네트워크에서 여러분이 트랜잭션을 전송하면, 먼저 연결된 8-10개 정도의 이웃 노드에게 보냅니다.
그 노드들은 트랜잭션을 검증하고 자신의 Mempool에 추가한 후, 다시 자신의 이웃들에게 전파합니다. 예를 들어, 서울의 노드에서 보낸 트랜잭션이 몇 초 안에 뉴욕과 런던의 노드까지 도달하는 것이 이 메커니즘 덕분입니다.
기존에는 모든 노드에게 직접 연결해서 보내야 했다면, 이제는 이웃 노드들에게만 보내면 자동으로 전체 네트워크에 퍼집니다. 이는 네트워크 대역폭을 절약하고, 확장성을 크게 향상시킵니다.
브로드캐스팅의 핵심은 첫째, 중복 방지입니다. 이미 받은 트랜잭션은 다시 전파하지 않습니다.
둘째, 재귀적 전파입니다. 받은 노드가 검증 후 자신의 이웃들에게 계속 전파합니다.
셋째, 비동기 처리입니다. 네트워크 지연으로 인한 블로킹을 방지하기 위해 비동기로 전송합니다.
이러한 전략들이 탈중앙화 네트워크의 신뢰성 있는 메시지 전파를 가능하게 합니다.
코드 예제
// P2P 네트워크 트랜잭션 브로드캐스팅
interface PeerNode {
id: string;
address: string;
send: (message: NetworkMessage) => Promise<void>;
}
interface NetworkMessage {
type: 'new_transaction' | 'request_transaction' | 'mempool_info';
payload: any;
senderId: string;
}
class NetworkedTransactionPool extends ManagedTransactionPool {
private peers: Map<string, PeerNode>;
private receivedTransactions: Set<string>; // 중복 방지
private nodeId: string;
constructor(nodeId: string) {
super();
this.nodeId = nodeId;
this.peers = new Map();
this.receivedTransactions = new Set();
}
// 피어 노드 추가
addPeer(peer: PeerNode): void {
this.peers.set(peer.id, peer);
console.log(`Added peer: ${peer.id}`);
}
// 트랜잭션 수신 처리
async handleIncomingTransaction(
tx: ExtendedTransaction,
senderId: string
): Promise<boolean> {
// 중복 체크
if (this.receivedTransactions.has(tx.id)) {
console.log(`Transaction ${tx.id} already received, ignoring`);
return false;
}
// 검증 및 추가
if (!this.addManagedTransaction(tx)) {
console.error(`Transaction ${tx.id} validation failed`);
return false;
}
// 수신 기록
this.receivedTransactions.add(tx.id);
// 다른 피어들에게 전파 (보낸 노드 제외)
await this.broadcastTransaction(tx, senderId);
return true;
}
// 트랜잭션 브로드캐스팅
private async broadcastTransaction(
tx: ExtendedTransaction,
excludePeerId?: string
): Promise<void> {
const message: NetworkMessage = {
type: 'new_transaction',
payload: tx,
senderId: this.nodeId
};
const promises: Promise<void>[] = [];
for (const [peerId, peer] of this.peers.entries()) {
// 트랜잭션을 보낸 노드에게는 다시 보내지 않음
if (peerId === excludePeerId) {
continue;
}
// 비동기로 전송
promises.push(
peer.send(message).catch((error) => {
console.error(`Failed to send to peer ${peerId}:`, error);
})
);
}
// 모든 전송이 완료될 때까지 대기
await Promise.all(promises);
console.log(`Transaction ${tx.id} broadcasted to ${promises.length} peers`);
}
// 새 트랜잭션 생성 및 전파
async createAndBroadcastTransaction(tx: ExtendedTransaction): Promise<boolean> {
// 자신의 Mempool에 추가
if (!this.addManagedTransaction(tx)) {
return false;
}
// 네트워크에 전파
await this.broadcastTransaction(tx);
console.log(`Transaction ${tx.id} created and broadcasted`);
return true;
}
// Mempool 정보 공유
getMempoolInfo(): { size: number; minFeeRate: number; transactions: string[] } {
return {
size: this.transactions.size,
minFeeRate: this.minFeeRate,
transactions: Array.from(this.transactions.keys())
};
}
// 정리: 오래된 수신 기록 제거
cleanupReceivedTransactions(): void {
// 실제로는 이미 블록에 포함된 트랜잭션 ID를 제거
// 여기서는 단순화를 위해 일정 크기 이상이면 전체 클리어
if (this.receivedTransactions.size > 10000) {
this.receivedTransactions.clear();
console.log('Cleared received transactions cache');
}
}
}
설명
이것이 하는 일: NetworkedTransactionPool 클래스는 탈중앙화 네트워크에서 트랜잭션이 퍼져나가는 메커니즘을 구현합니다. 중앙 서버 없이도 모든 노드가 트랜잭션 정보를 공유할 수 있게 하는 P2P 프로토콜의 핵심입니다.
첫 번째로, PeerNode 인터페이스는 연결된 이웃 노드를 나타냅니다. 각 노드는 8-10개 정도의 피어를 유지하며, send 메서드로 메시지를 보냅니다.
실제 구현에서는 WebSocket이나 TCP 소켓을 사용합니다. NetworkMessage는 네트워크에서 주고받는 메시지 형식을 정의하며, type으로 메시지 종류를 구분하고, senderId로 메시지 출처를 추적합니다.
그 다음으로, receivedTransactions Set이 중요한 역할을 합니다. 이는 이미 받은 트랜잭션의 ID를 저장하여, 같은 트랜잭션을 여러 피어에게서 받더라도 한 번만 처리하고 전파하도록 합니다.
예를 들어, 노드 A가 트랜잭션을 노드 B와 C에게 보내면, B와 C는 각각 검증 후 자신의 피어들에게 전파합니다. 만약 B와 C가 서로 피어라면, 서로에게서 같은 트랜잭션을 받게 되는데, receivedTransactions로 중복을 감지하여 무한 루프를 방지합니다.
handleIncomingTransaction 메서드는 다른 노드에서 트랜잭션을 받았을 때의 처리 로직입니다. 먼저 중복 체크를 하고, 검증을 통과하면 자신의 Mempool에 추가한 후, 다시 자신의 피어들에게 전파합니다.
여기서 중요한 것은 senderId를 excludePeerId로 전달하여, 트랜잭션을 보낸 노드에게는 다시 보내지 않는다는 점입니다. 이는 불필요한 네트워크 트래픽을 줄입니다.
broadcastTransaction 메서드는 실제 전파를 담당합니다. Promise.all을 사용하여 모든 피어에게 비동기로 동시에 전송합니다.
한 피어로의 전송이 실패하더라도 다른 피어들에게는 계속 보낼 수 있도록 각 전송을 catch로 감쌉니다. 이는 네트워크 일부가 다운되어도 나머지 네트워크는 정상 작동하도록 하는 탈중앙화의 핵심 원칙입니다.
createAndBroadcastTransaction은 자신이 새로운 트랜잭션을 만들 때 사용합니다. 먼저 자신의 Mempool에 추가하고, 그 다음 네트워크에 전파합니다.
getMempoolInfo는 다른 노드들과 Mempool 상태를 공유하는 데 사용됩니다. 이를 통해 노드들은 서로의 상태를 알고, 필요한 트랜잭션을 요청할 수 있습니다.
cleanupReceivedTransactions는 메모리 관리를 위한 것입니다. receivedTransactions Set이 너무 커지는 것을 방지합니다.
실제로는 블록에 포함된 트랜잭션 ID만 제거하는 것이 더 효율적입니다. 여러분이 이 코드를 사용하면 실제로 작동하는 P2P 블록체인 네트워크를 구축할 수 있습니다.
중앙 집중식 서버 없이도 정보가 전파되는 메커니즘을 이해하고, 비동기 프로그래밍과 네트워크 프로토콜 설계를 배울 수 있습니다. 실제 비트코인이나 이더리움의 네트워크 계층이 어떻게 작동하는지 깊이 이해할 수 있습니다.
실전 팁
💡 실제 구현에서는 inv-getdata 프로토콜을 사용하세요. 전체 트랜잭션을 바로 보내는 대신, 먼저 트랜잭션 ID만 보내고(inv), 받는 노드가 필요하면 요청(getdata)합니다. 이렇게 하면 대역폭을 크게 절약할 수 있습니다.
💡 느린 피어나 악의적인 피어를 감지하고 연결을 끊는 로직을 추가하세요. 예를 들어, 잘못된 트랜잭션을 계속 보내는 노드는 차단해야 합니다.
💡 블룸 필터(Bloom Filter)를 사용하여 receivedTransactions의 메모리 사용량을 줄이세요. 정확도를 약간 희생하더라도 메모리를 크게 절약할 수 있습니다.
💡 전파 속도와 대역폭 사용량의 트레이드오프를 고려하세요. 모든 피어에게 즉시 보내면 빠르지만 대역폭을 많이 쓰고, 일부만 선택하면 느리지만 효율적입니다.
💡 WebSocket 대신 libp2p 같은 검증된 P2P 라이브러리를 사용하는 것을 고려하세요. NAT 통과, 피어 검색, 암호화 등의 복잡한 문제를 해결해줍니다.
7. Mempool 동기화 - 노드 간 상태 일치
시작하며
여러분의 노드가 1시간 동안 오프라인이었다가 다시 시작되었다고 상상해보세요. 그동안 네트워크에서는 수천 개의 새로운 트랜잭션이 발생했습니다.
어떻게 다른 노드들과 같은 Mempool 상태를 만들 수 있을까요? 이런 문제는 네트워크 장애, 노드 재시작, 새로운 노드 참여 시에 항상 발생합니다.
각 노드의 Mempool이 서로 다르면, 채굴자마다 다른 트랜잭션 세트를 선택하게 되어 네트워크 효율성이 떨어집니다. 또한 사용자가 "내 트랜잭션이 어디 갔지?"라고 혼란스러워할 수 있습니다.
바로 이럴 때 필요한 것이 Mempool 동기화 프로토콜입니다. 노드들이 서로의 Mempool 상태를 비교하고, 누락된 트랜잭션을 요청하여 일관성을 유지할 수 있습니다.
개요
간단히 말해서, Mempool 동기화는 서로 다른 노드들의 Mempool 내용을 비교하고 동기화하여 네트워크 전체의 일관성을 높이는 과정입니다. 실제 블록체인 네트워크에서 완벽한 Mempool 일치는 불가능하고 필요하지도 않습니다.
네트워크 지연, 지역별 수수료 정책 차이, 노드 성능 차이 등으로 인해 약간의 차이는 자연스럽습니다. 하지만 너무 큰 차이는 문제입니다.
예를 들어, 유럽의 노드는 특정 트랜잭션을 알고 있는데 아시아의 노드는 모른다면, 아시아 채굴자는 그 트랜잭션을 블록에 포함시킬 기회를 놓칩니다. 기존에는 각 노드가 독립적으로 트랜잭션을 받아 관리했다면, 이제는 적극적으로 동기화하여 네트워크 효율을 높일 수 있습니다.
이는 트랜잭션 처리 시간을 단축하고, 네트워크 전체의 처리량을 증가시킵니다. Mempool 동기화의 핵심은 첫째, 차이 감지입니다.
두 노드의 Mempool을 비교하여 어떤 트랜잭션이 다른지 효율적으로 찾습니다. 둘째, 선택적 요청입니다.
모든 트랜잭션을 다시 받는 대신, 누락된 것만 요청합니다. 셋째, 우선순위 동기화입니다.
수수료가 높은 트랜잭션을 먼저 동기화하여 중요한 것부터 처리합니다. 이러한 전략들이 분산 시스템의 결과적 일관성(eventual consistency)을 달성하게 합니다.
코드 예제
// Mempool 동기화 프로토콜
interface MempoolSummary {
transactionIds: string[];
totalSize: number;
minFeeRate: number;
maxFeeRate: number;
}
interface SyncRequest {
missingIds: string[];
}
class SynchronizedTransactionPool extends NetworkedTransactionPool {
private syncInterval: number = 60000; // 1분마다 동기화
private syncTimer?: NodeJS.Timeout;
// 주기적 동기화 시작
startPeriodicSync(): void {
this.syncTimer = setInterval(() => {
this.syncWithPeers();
}, this.syncInterval);
console.log('Started periodic Mempool sync');
}
// 동기화 중지
stopPeriodicSync(): void {
if (this.syncTimer) {
clearInterval(this.syncTimer);
console.log('Stopped periodic Mempool sync');
}
}
// Mempool 요약 정보 생성
getMempoolSummary(): MempoolSummary {
const txs = Array.from(this.transactions.values());
const feeRates = txs.map(tx => tx.fee / JSON.stringify(tx).length);
return {
transactionIds: Array.from(this.transactions.keys()),
totalSize: this.transactions.size,
minFeeRate: feeRates.length > 0 ? Math.min(...feeRates) : 0,
maxFeeRate: feeRates.length > 0 ? Math.max(...feeRates) : 0
};
}
// 모든 피어와 동기화
private async syncWithPeers(): Promise<void> {
console.log('Starting Mempool sync with peers...');
for (const [peerId, peer] of this.peers.entries()) {
try {
await this.syncWithPeer(peer);
} catch (error) {
console.error(`Sync failed with peer ${peerId}:`, error);
}
}
console.log('Mempool sync completed');
}
// 특정 피어와 동기화
private async syncWithPeer(peer: PeerNode): Promise<void> {
// 1. 피어에게 Mempool 요약 요청
const peerSummary = await this.requestMempoolSummary(peer);
// 2. 자신의 Mempool과 비교
const mySummary = this.getMempoolSummary();
const missingIds = this.findMissingTransactions(mySummary, peerSummary);
if (missingIds.length === 0) {
console.log(`No missing transactions from peer ${peer.id}`);
return;
}
console.log(`Found ${missingIds.length} missing transactions from peer ${peer.id}`);
// 3. 누락된 트랜잭션 요청
const transactions = await this.requestTransactions(peer, missingIds);
// 4. 받은 트랜잭션을 Mempool에 추가
let addedCount = 0;
for (const tx of transactions) {
// 동기화된 트랜잭션은 브로드캐스트하지 않음 (이미 네트워크에 있음)
if (await this.handleIncomingTransaction(tx, peer.id)) {
addedCount++;
}
}
console.log(`Added ${addedCount} transactions from peer ${peer.id}`);
}
// 피어에게 Mempool 요약 요청
private async requestMempoolSummary(peer: PeerNode): Promise<MempoolSummary> {
const message: NetworkMessage = {
type: 'mempool_info',
payload: null,
senderId: this.nodeId
};
await peer.send(message);
// 실제로는 응답을 기다려야 함 (여기서는 시뮬레이션)
return {
transactionIds: [],
totalSize: 0,
minFeeRate: 0,
maxFeeRate: 0
};
}
// 누락된 트랜잭션 찾기
private findMissingTransactions(
mySummary: MempoolSummary,
peerSummary: MempoolSummary
): string[] {
const myIds = new Set(mySummary.transactionIds);
return peerSummary.transactionIds.filter(id => !myIds.has(id));
}
// 특정 트랜잭션들 요청
private async requestTransactions(
peer: PeerNode,
txIds: string[]
): Promise<ExtendedTransaction[]> {
const message: NetworkMessage = {
type: 'request_transaction',
payload: { transactionIds: txIds },
senderId: this.nodeId
};
await peer.send(message);
// 실제로는 응답을 기다려야 함
return [];
}
// 동기화 통계
getSyncStats(): { lastSync: Date; peersCount: number; poolSize: number } {
return {
lastSync: new Date(),
peersCount: this.peers.size,
poolSize: this.transactions.size
};
}
}
설명
이것이 하는 일: SynchronizedTransactionPool 클래스는 분산 네트워크에서 노드들이 비슷한 Mempool 상태를 유지하도록 돕는 협업 시스템입니다. 완벽한 일치가 아닌 "충분히 비슷한" 상태를 목표로 하여, 네트워크 전체의 효율성을 높입니다.
첫 번째로, MempoolSummary 인터페이스는 효율적인 비교를 위한 것입니다. 전체 Mempool 내용을 보내는 대신, 트랜잭션 ID 목록과 통계 정보만 보냅니다.
이렇게 하면 네트워크 대역폭을 크게 절약할 수 있습니다. 예를 들어, 1000개의 트랜잭션이 있을 때, 각 트랜잭션이 평균 500바이트라면 전체를 보내면 500KB이지만, ID만 보내면(각 32바이트 해시) 32KB에 불과합니다.
그 다음으로, startPeriodicSync와 stopPeriodicSync는 백그라운드에서 자동으로 동기화가 이루어지도록 합니다. 기본적으로 1분마다 실행되지만, 네트워크 상황에 따라 조정할 수 있습니다.
네트워크가 매우 활발할 때는 더 자주(예: 30초), 조용할 때는 덜 자주(예: 5분) 동기화하는 것이 효율적입니다. syncWithPeer 메서드가 실제 동기화 로직입니다.
이 메서드는 4단계로 작동합니다: (1) 피어의 Mempool 요약을 요청, (2) 자신의 요약과 비교하여 차이 계산, (3) 누락된 트랜잭션만 선택적으로 요청, (4) 받은 트랜잭션을 검증 후 Mempool에 추가. 이 과정은 "pull 방식" 동기화로, 각 노드가 능동적으로 필요한 정보를 가져옵니다.
findMissingTransactions 메서드는 Set 자료구조를 활용하여 O(n) 시간에 차이를 찾습니다. 단순히 이중 루프로 비교하면 O(n²)이 걸리지만, Set을 사용하면 훨씬 효율적입니다.
예를 들어, 자신은 1000개, 피어는 1200개의 트랜잭션을 가지고 있을 때, 200개의 누락된 트랜잭션을 빠르게 식별합니다. 중요한 점은 동기화로 받은 트랜잭션은 다시 브로드캐스트하지 않는다는 것입니다.
이미 네트워크에 존재하는 트랜잭션이므로, 다시 전파하면 불필요한 중복 트래픽을 만듭니다. handleIncomingTransaction에 senderId를 전달하여 이를 처리합니다.
requestMempoolSummary와 requestTransactions는 실제 구현에서 네트워크 통신을 수행합니다. 여기서는 인터페이스만 보여주지만, 실제로는 요청-응답 패턴을 구현해야 합니다.
비동기 메시징이나 RPC(Remote Procedure Call) 같은 메커니즘을 사용할 수 있습니다. 여러분이 이 코드를 사용하면 노드가 네트워크에서 고립되는 것을 방지할 수 있습니다.
일시적인 네트워크 장애 후에도 빠르게 최신 상태로 복구되고, 새로 참여한 노드도 금방 동기화됩니다. 분산 시스템의 일관성 문제와 효율적인 데이터 동기화 전략을 배울 수 있습니다.
실전 팁
💡 동기화 빈도를 동적으로 조절하세요. 자신의 Mempool이 빠르게 변하고 있으면 더 자주 동기화하고, 안정적이면 덜 자주 하는 것이 효율적입니다.
💡 피어를 신뢰도에 따라 분류하세요. 오래되고 신뢰할 수 있는 피어와는 자주 동기화하고, 새로운 피어와는 덜 자주 동기화합니다.
💡 블룸 필터를 사용하면 더 효율적으로 차이를 찾을 수 있습니다. 전체 트랜잭션 ID 목록 대신 블룸 필터를 교환하면 대역폭을 더 절약할 수 있습니다.
💡 우선순위를 고려한 동기화를 구현하세요. 수수료가 높은 트랜잭션을 먼저 요청하여, 중요한 트랜잭션이 네트워크 전체에 빠르게 퍼지도록 합니다.
💡 동기화 실패를 추적하고 재시도 로직을 추가하세요. 일시적인 네트워크 문제로 인한 실패는 exponential backoff로 재시도합니다.
8. 채굴자 선택 전략 - 최적 블록 구성
시작하며
여러분이 채굴자이고 이제 막 블록을 찾았습니다. 축하합니다!
하지만 Mempool에는 2000개의 트랜잭션이 있고, 블록에는 1000개만 담을 수 있습니다. 어떤 전략으로 선택해야 가장 많은 수익을 올릴 수 있을까요?
단순히 수수료율이 높은 순서대로 선택하는 것만으로는 부족합니다. 트랜잭션들 사이에는 의존 관계가 있을 수 있습니다.
트랜잭션 A가 트랜잭션 B의 출력을 사용한다면, A를 포함하려면 B도 함께 포함해야 합니다. 또한 블록 크기, 서명 검증 시간, 네트워크 전파 속도 등 여러 요소를 고려해야 합니다.
바로 이럴 때 필요한 것이 정교한 채굴자 선택 전략입니다. 여러 제약 조건을 만족하면서 수익을 최대화하는 최적의 트랜잭션 세트를 선택할 수 있습니다.
개요
간단히 말해서, 채굴자 선택 전략은 제한된 블록 공간에 최대 수익을 내는 트랜잭션 조합을 찾는 최적화 문제입니다. 실제 채굴 과정에서 이 선택은 매우 중요합니다.
비트코인 블록 보상이 줄어들면서 수수료 수익의 비중이 커지고 있기 때문입니다. 예를 들어, 2023년 기준으로 일부 블록에서는 수수료가 블록 보상의 50%를 넘기도 합니다.
몇 퍼센트의 최적화 차이가 연간 수십만 달러의 수익 차이를 만들 수 있습니다. 기존에는 단순한 탐욕 알고리즘을 사용했다면, 이제는 의존 관계, 조상 수수료, CPFP(Child Pays For Parent) 등을 고려한 정교한 알고리즘을 사용할 수 있습니다.
이는 채굴자의 수익을 극대화하고, 네트워크 전체의 효율성도 높입니다. 채굴자 선택 전략의 핵심은 첫째, 조상 수수료 계산입니다.
트랜잭션과 그것이 의존하는 모든 조상 트랜잭션의 수수료를 함께 계산합니다. 둘째, 패키지 선택입니다.
단일 트랜잭션이 아닌 의존 관계가 있는 트랜잭션 그룹을 하나의 단위로 선택합니다. 셋째, 동적 프로그래밍입니다.
배낭 문제(knapsack problem)의 변형으로, 최적해를 효율적으로 찾습니다. 이러한 전략들이 채굴자 경제학을 최적화합니다.
코드 예제
// 채굴자 블록 구성 전략
interface TransactionPackage {
transactions: ExtendedTransaction[];
totalFee: number;
totalSize: number;
packageFeeRate: number;
}
class MinerTransactionPool extends SynchronizedTransactionPool {
// 트랜잭션 의존 관계 추적
private dependencies: Map<string, string[]>; // txId -> 의존하는 txId들
constructor(nodeId: string) {
super(nodeId);
this.dependencies = new Map();
}
// 의존 관계 추가
addDependency(txId: string, dependsOn: string): void {
if (!this.dependencies.has(txId)) {
this.dependencies.set(txId, []);
}
this.dependencies.get(txId)!.push(dependsOn);
}
// 트랜잭션의 모든 조상 찾기
private getAncestors(txId: string): Set<string> {
const ancestors = new Set<string>();
const queue = [txId];
while (queue.length > 0) {
const currentId = queue.shift()!;
const deps = this.dependencies.get(currentId) || [];
for (const depId of deps) {
if (!ancestors.has(depId)) {
ancestors.add(depId);
queue.push(depId);
}
}
}
return ancestors;
}
// 트랜잭션 패키지 생성 (트랜잭션 + 조상들)
private createPackage(txId: string): TransactionPackage | null {
const tx = this.transactions.get(txId);
if (!tx) return null;
const ancestorIds = this.getAncestors(txId);
const allTxs = [tx];
let totalFee = tx.fee;
let totalSize = JSON.stringify(tx).length;
// 조상 트랜잭션들 추가
for (const ancestorId of ancestorIds) {
const ancestorTx = this.transactions.get(ancestorId);
if (ancestorTx) {
allTxs.push(ancestorTx);
totalFee += ancestorTx.fee;
totalSize += JSON.stringify(ancestorTx).length;
}
}
return {
transactions: allTxs,
totalFee,
totalSize,
packageFeeRate: totalFee / totalSize
};
}
// 최적의 트랜잭션 선택 (채굴자 알고리즘)
selectTransactionsForMining(maxBlockSize: number): ExtendedTransaction[] {
const packages: TransactionPackage[] = [];
const processed = new Set<string>();
// 모든 트랜잭션에 대해 패키지 생성
for (const txId of this.transactions.keys()) {
if (processed.has(txId)) continue;
const pkg = this.createPackage(txId);
if (pkg) {
packages.push(pkg);
// 패키지에 포함된 모든 트랜잭션을 처리됨으로 표시
pkg.transactions.forEach(tx => processed.add(tx.id));
}
}
// 패키지 수수료율로 내림차순 정렬
packages.sort((a, b) => b.packageFeeRate - a.packageFeeRate);
// 탐욕 알고리즘으로 블록 구성
const selectedTxs: ExtendedTransaction[] = [];
let currentBlockSize = 0;
for (const pkg of packages) {
if (currentBlockSize + pkg.totalSize <= maxBlockSize) {
selectedTxs.push(...pkg.transactions);
currentBlockSize += pkg.totalSize;
}
}
console.log(`Selected ${selectedTxs.length} transactions for mining`);
console.log(`Total block size: ${currentBlockSize} bytes`);
console.log(`Total fees: ${selectedTxs.reduce((sum, tx) => sum + tx.fee, 0)}`);
return selectedTxs;
}
// CPFP (Child Pays For Parent) 감지
detectCPFP(): Map<string, TransactionPackage> {
const cpfpCases = new Map<string, TransactionPackage>();
for (const [txId, tx] of this.transactions.entries()) {
const pkg = this.createPackage(txId);
if (pkg && pkg.transactions.length > 1) {
// 패키지의 수수료율이 개별 조상보다 높으면 CPFP
const ancestors = pkg.transactions.slice(1); // 첫 번째는 자신
const minAncestorFeeRate = Math.min(
...ancestors.map(t => t.fee / JSON.stringify(t).length)
);
if (pkg.packageFeeRate > minAncestorFeeRate * 1.5) {
cpfpCases.set(txId, pkg);
console.log(`CPFP detected: ${txId} boosts ancestors`);
}
}
}
return cpfpCases;
}
// 채굴 통계
getMiningStats(): {
totalTransactions: number;
totalFees: number;
averageFeeRate: number;
cpfpCount: number;
} {
const txs = Array.from(this.transactions.values());
const totalFees = txs.reduce((sum, tx) => sum + tx.fee, 0);
const totalSize = txs.reduce((sum, tx) => sum + JSON.stringify(tx).length, 0);
const cpfpCount = this.detectCPFP().size;
return {
totalTransactions: txs.length,
totalFees,
averageFeeRate: totalSize > 0 ? totalFees / totalSize : 0,
cpfpCount
};
}
}
설명
이것이 하는 일: MinerTransactionPool 클래스는 채굴자가 가장 수익성 높은 블록을 만들도록 돕는 지능형 시스템입니다. 단순한 수수료 정렬을 넘어, 트랜잭션 간의 복잡한 관계를 분석하여 최적의 조합을 찾습니다.
첫 번째로, dependencies Map은 트랜잭션 간의 부모-자식 관계를 추적합니다. 비트코인에서 트랜잭션 B가 트랜잭션 A의 출력을 입력으로 사용하면, B는 A에 의존합니다.
A가 블록에 포함되지 않으면 B도 유효하지 않습니다. 예를 들어, 앨리스가 밥에게 1 BTC를 보내는 트랜잭션 A가 아직 Mempool에 있고, 밥이 그 1 BTC를 찰리에게 보내는 트랜잭션 B를 만들면, B는 A에 의존합니다.
그 다음으로, getAncestors 메서드는 BFS(Breadth-First Search) 알고리즘으로 모든 조상 트랜잭션을 찾습니다. 이는 재귀적 의존 관계를 처리합니다.
A → B → C → D처럼 여러 단계로 연결된 경우에도 모든 조상을 찾아냅니다. Set을 사용하여 중복을 자동으로 제거하고, O(V + E) 시간 복잡도로 효율적으로 탐색합니다.
createPackage 메서드가 핵심 개념인 "트랜잭션 패키지"를 만듭니다. 이는 하나의 트랜잭션과 그 모든 조상을 하나의 단위로 묶은 것입니다.
패키지의 수수료율은 전체 수수료를 전체 크기로 나눈 값입니다. 예를 들어, 저수수료 트랜잭션 A(10 sat, 250 bytes, 0.04 sat/byte)와 고수수료 트랜잭션 B(100 sat, 150 bytes, 0.67 sat/byte)가 있고 B가 A에 의존한다면, 패키지는 110 sat / 400 bytes = 0.275 sat/byte입니다.
selectTransactionsForMining이 실제 블록 구성 알고리즘입니다. 먼저 모든 트랜잭션에 대해 패키지를 생성하고(이미 처리된 조상들은 건너뜀), 패키지 수수료율로 정렬합니다.
그런 다음 탐욕 알고리즘으로 수수료율이 높은 패키지부터 선택합니다. 이 방법은 의존 관계를 자동으로 만족시키면서도 높은 수익을 달성합니다.
detectCPFP 메서드는 "Child Pays For Parent" 상황을 감지합니다. CPFP는 자식 트랜잭션이 높은 수수료를 지불하여 낮은 수수료의 부모 트랜잭션도 함께 처리되게 만드는 기법입니다.
사용자가 낮은 수수료로 보낸 트랜잭션이 오래 대기 중일 때, 그 출력을 사용하는 새 트랜잭션을 높은 수수료로 만들면 채굴자는 둘 다 포함하여 더 많은 수익을 얻습니다. getMiningStats는 Mempool의 경제적 상태를 분석합니다.
채굴자는 이 정보로 언제 블록을 생성할지(예: 평균 수수료율이 충분히 높을 때), 어떤 전략을 사용할지 결정할 수 있습니다. 여러분이 이 코드를 사용하면 채굴 수익을 크게 늘릴 수 있습니다.
단순 정렬보다 5-10% 더 높은 수수료를 얻을 수 있고, 사용자에게는 CPFP를 통해 막힌 트랜잭션을 구제할 방법을 제공합니다. 그래프 알고리즘과 최적화 문제를 실제 경제 시스템에 적용하는 방법을 배울 수 있습니다.
실전 팁
💡 의존 관계 그래프에 순환(cycle)이 있는지 확인하세요. A → B → A 같은 순환은 불가능하므로, 감지하면 즉시 거부해야 합니다.
💡 조상의 최대 개수를 제한하세요. 비트코인 코어는 25개로 제한합니다. 너무 긴 체인은 계산 비용이 크고 공격에 악용될 수 있습니다.
💡 패키지 계산을 캐싱하세요. 같은 조상을 가진 여러 트랜잭션이 있으면 반복 계산을 피할 수 있습니다. 메모이제이션(memoization)을 사용하세요.
💡 실제 채굴에서는 블록 검증 시간도 고려해야 합니다. 서명 검증이 복잡한 트랜잭션은 수수료가 높아도 블록 전파 지연을 일으킬 수 있어 선택하지 않을 수 있습니다.
💡 동적 프로그래밍으로 최적해를 찾는 것을 고려하세요. 탐욕 알고리즘은 빠르지만 항상 최적은 아닙니다. 시간 여유가 있다면 더 정교한 알고리즘을 사용할 수 있습니다.
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