인터넷이 사라지면 비트코인도 함께 사라질 것이라고 쉽게 생각하기 쉽습니다. 대부분의 사람들은 웹사이트와 앱을 통해 비트코인을 접하기 때문에, 둘의 연결은 자동적으로 느껴집니다. 하지만 둘은 같은 것이 아닙니다. 서로 따로 작동하며, 그 차이를 이해하면 비트코인이 실제로 어떻게 작동하고 무엇에 의존하는지 더 분명해집니다.

비트코인은 P2P 네트워크로, 노드라고 불리는 컴퓨터들이 서로 통신하며 공유 원장에 합의하는 구조입니다. 인터넷은 이 프로토콜이 돌아가는 기반 인프라입니다. 비트코인은 이를 이용해 거래를 전달하고, 어떤 블록이 체인에 추가될지 합의에 도달합니다. 하지만 원장 자체, 즉 지금까지 이루어진 모든 거래의 전체 기록은 전 세계 수천 대의 머신에 로컬 복사본으로 저장되어 있습니다.

인터넷이 완전히 꺼진다면

만약 인터넷이 완전히 끊겨도 비트코인은 사라지지 않지만, 전 세계 연결이 복구될 때까지 네트워크는 일시적으로 정지 상태에 들어갑니다.

• 거래가 멈춥니다: 새로운 거래는 전송되거나 확인될 수 없고, 활동이 멈추면서 mempool은 조용해집니다.

• 채굴이 중단됩니다: 채굴자들은 블록을 공유하거나 받을 수 없으므로, 새로운 비트코인이 발행되지 않고 거래 수수료도 처리되지 않습니다.

• 원장은 살아남습니다: 모든 노드는 블록체인의 전체 복사본을 보유하며, 전체 거래 기록을 얼어붙은 상태로 보존합니다.

• 소유권은 그대로 유지됩니다: 개인 키는 네트워크 통신 없이 코인을 옮길 수 없더라도 자금에 대한 통제권을 여전히 증명합니다.

• 복구는 자동으로 재개됩니다: 연결이 돌아오면 노드들은 동기화하고, 최장 체인 규칙을 사용해 경쟁하는 체인들을 정리한 뒤, 마지막 유효 블록부터 계속 진행합니다.

전 세계적인 인터넷 장애가 비트코인을 파괴하지는 않습니다. 단지 통신이 복구될 때까지 시스템을 일시 중지시킬 뿐입니다.

표적 공격이 비트코인을 무너뜨릴 수 있을까: 인프라 회복력 측정

무작위 인프라 장애는 많은 사람들이 생각하는 것보다 비트코인에 훨씬 적은 위험을 줍니다. 실증 연구에 따르면 우발적인 케이블 절단이나 지역적 장애가 전 세계 노드 수를 의미 있게 바꾸는 경우는 드뭅니다. 이는 비트코인 네트워크가 무작위성에 대해 구조적으로 회복력이 있음을 시사합니다. 

하지만 데이터가 보여주는 것은 다른 종류의 취약성입니다. 사고가 아니라, 핵심 인프라와 라우팅 집중을 정밀하게 노리는 조직적 공격에 대한 취약성입니다. 연구는 다음을 보여줍니다:

• 무작위 장애의 영향은 미미합니다: 케임브리지 대학의 연구자들은 2014년부터 2025년 사이에 확인된 68건의 해저 케이블 장애를 추적했고, 그중 87%가 전 세계 노드 수를 5% 미만으로만 변화시켰으며, 평균 영향은 -1.5%였습니다.

• 심각한 지역 장애도 전 세계적으로는 거의 드러나지 않습니다: 2024년 코트디부아르 연안에서 7개 또는 8개의 해저 케이블이 손상되어 서부 및 중앙 아프리카 13개국의 인터넷 접속이 방해되었을 때도, 전 세계 비트코인 노드 수는 약 -2.5%만 변했고, 이는 정상적인 일일 변동 범위 안이었습니다. 그 지역에 상대적으로 노드가 적었기 때문입니다.

• 무작위 단편화에는 극단적인 조건이 필요합니다: 국가 간 해저 케이블의 70% 이상이 동시에 실패해야 네트워크를 심각하게 분열시킬 수 있는데, 이는 역사적 전례도 없고 현실적인 장애 메커니즘도 없는 시나리오입니다.

• 표적 케이블 공격은 교란 임계값을 낮춥니다: 무작위로는 전 세계 국가 간 케이블의 70% 이상이 고장 나야 네트워크가 분열되지만, 가장 중심적인 고트래픽 경로, 특히 유럽–북미를 잇는 11개의 핵심 연결만을 겨냥한 조직적 공격이라면, 전략적으로 중요한 그 케이블들의 약 20%를 절단하는 것만으로도 비슷한 수준의 교란을 일으킬 수 있습니다.

• 라우팅 집중은 추가 노출을 만듭니다: 많은 비트코인 노드가 Hetzner, OVH, Amazon 같은 소수의 대형 인프라 제공업체 안에 호스팅되어 있기 때문에, 특히 노드 호스팅이 집중된 곳에서 전략적으로 중심적인 라우팅 용량의 약 5%만 교란해도 의미 있는 네트워크 분열을 일으키기에 충분할 수 있습니다.

• 지리적 분산이 주요 방어 수단입니다: 노드가 널리 분산될수록 회복력은 커지고, 2021년 채굴이 최고조로 집중되던 시기처럼 군집할수록 네트워크는 눈에 띄게 더 취약해집니다.

비트코인은 사고를 견디도록 설계되었습니다. 실제로 노출되는 지점은 무작위성이 아니라 정밀함입니다.

비트코인의 노드 네트워크 자체는 얼마나 취약한가?

케이블과 라우팅 계층은 이야기의 한 부분만 보여줍니다. 그러나 비트코인의 peer-to-peer 네트워크 안에는, 노드 수준에서 더 직접적인 두 번째 취약성이 존재합니다. 

연구자들 at 키프로스 공과대학교는 28일 동안 비트코인과 이더리움, Dash, 도지코인, 라이트코인, 비트코인 캐시, 지캐시를 포함한 다른 6개의 블록체인 네트워크를 크롤링하며, 피어들 사이의 모든 가능한 연결을 매핑하고 그것들을 실제로 무너뜨리려면 무엇이 필요한지 스트레스 테스트했습니다.

그 결과는 공격이 어떻게 수행되는지에 따라 뚜렷이 두 세계로 갈렸습니다.

• 무작위 장애는 놀랄 만큼 피해가 적습니다: 우연한 오프라인, 하드웨어 고장, 정전, ISP 장애로 노드가 내려가도 구조적 영향은 제한적이었습니다. 네트워크는 이를 큰 혼란 없이 흡수했으며, 이는 케임브리지 케이블 연구가 물리 계층에서 발견한 것과 일치합니다. 비트코인은 정확히 이런 종류의 장애를 염두에 두고 설계되었고, 그 설계는 실제로 잘 작동합니다.

• 표적 제거는 완전히 다른 이야기입니다: 연구자들이 네트워크에서의 중요도에 따라 비트코인 노드 순위를 매기고 가장 연결성이 높은 노드부터 제거하기 시작하자, 가장 큰 연결 컴포넌트는 처음 다섯 개를 제거한 뒤 40% 줄었습니다. 표적 노드 10개를 제거하는 것만으로도 네트워크는 기능 크기의 절반으로 줄어들었습니다.

• 분할은 단순한 단절 이상을 뜻합니다: 네트워크가 고립된 섬들로 쪼개지면, 각 분할 내부의 노드들은 반대편과 연결을 잃을 뿐 아니라 반대편이 존재한다는 사실 자체를 인식하지 못하게 됩니다. 자기 분할 너머의 노드에 대해 알지 못하므로, 그 경계를 넘어 새 링크를 형성할 수 없습니다. 분할은 자기 강화적이 되며 내부에서는 보이지 않게 됩니다.

• 호스팅 집중은 또 하나의 노출층을 더합니다: 비트코인의 가장 연결성이 높은 노드 약 20%가 하나의 Autonomous System, 즉 하나의 호스팅 제공업체나 네트워크 운영자 안에 위치해 있는 것으로 나타났습니다. DDoS 공격이나 BGP 라우팅 조작을 통해 그 단일 제공업체를 조직적으로 공격하면, 그 클러스터 전체를 한 번에 제거할 수 있습니다.

Paphitis et al. (2023)의 그림: 7개 블록체인 네트워크에서 노드 집중도 기준 상위 10개 Autonomous System(호스팅 제공업체)을 표적화했을 때의 영향. 분홍색 선은 각 AS 제거 후 남아 있는 가장 큰 연결 컴포넌트의 상대적 크기를 보여줍니다. 더 가파른 분홍색 선과 더 높은 노란색 막대는 인프라 수준 공격에 대한 더 큰 취약성을 의미합니다.

Autonomous System 공격은 개별 노드나 케이블이 아니라 호스팅 제공업체와 네트워크 운영자 자체를 직접 노립니다. 연구자들이 상위 10개 Autonomous System을 대상으로 표적 공격을 시뮬레이션했을 때, 모든 7개 네트워크에서 노드가 집중된 호스팅 제공업체와 네트워크 운영자들을 대상으로 발견한 것은 다음과 같습니다:

• 비트코인: 가장 회복력이 강함. 단일 제공업체가 지배하지 않고, 고연결 노드가 널리 흩어져 있으며, 10개의 AS를 제거한 뒤에도 네트워크는 점진적으로만 저하됩니다.

• 도지코인: 놀랍게도 2위. 비트코인처럼 점진적으로 하락하며, 도지코인의 기술적 위상에 대한 대부분의 가정과 달리 뚜렷한 집중 지점이 없습니다.

• 라이트코인: 중간 수준의 취약성. 비트코인이나 도지코인보다 초반 하락이 가파르며, 의미 있는 제공업체 집중이 있지만 치명적이지는 않습니다.

• 지캐시: 초반 급락 후 계속 하락. 중간 정도의 위치로, 이더리움과 비트코인 캐시보다는 낫고 비트코인과 도지코인보다는 약합니다.

• DASH: 집중되어 있고 취약함. 일부 경우 단일 AS가 전체 노드의 60% 이상을 호스팅하며, 전반적으로 가파른 하락을 보입니다.

• 이더리움: 대부분의 지표에서 두 번째로 큰 블록체인임에도 불구하고 두 번째 또는 세 번째 AS 제거만으로 급격히 붕괴합니다.

• 비트코인 캐시: 가장 취약함. 제공업체를 두세 번만 제거해도 사실상 붕괴합니다.

위의 모든 내용은 나머지 네트워크가 계속 작동하는 동안 특정 제공업체, 케이블 또는 노드를 겨냥한 부분적 공격을 가정합니다. 그러나 더 절대적인 질문도 던져볼 만합니다. 

더 불안한 질문은 부분적 압력 아래서 무엇이 일어나는가가 아니라, 그 압력이 결코 멈추지 않으면 무엇이 일어나는가입니다.

비트코인 네트워크가 줄어들기 시작하면 어떻게 될까?

이론상 비트코인은 단일 노드에서도 작동할 수 있습니다. 프로토콜에는 최소 요구 사항이 없습니다. 하지만 노드가 하나뿐인 네트워크는 사실상 네트워크라고 할 수 없습니다. 단일 노드는 자기 자신과 합의를 이룰 수 없고, 외부 거래를 검증하거나 새 블록을 누구에게도 전파할 수 없습니다.

더 중요한 것은 위험이 마지막 노드가 꺼지는 데만 있는 것이 아니라는 점입니다. 이것이 연구자들이 셧다운 문제라고 부르는 것이며, Day (2019)에 의해 정식화되었습니다. 이는 단순한 전원 스위치보다 더 미묘한 무언가를 드러냅니다.

Bitcoin Nodes historical | 출처: coin.dance

비트코인의 보안은 이진적이지 않습니다. 비트코인은 단순히 작동하거나 실패하는 것이 아닙니다. 그것은 조건부이며, 그 조건은 이를 지탱하는 네트워크의 건전성입니다.

그 네트워크가 얇아지면, 시스템은 갑자기 붕괴하는 것이 아니라 점차 더 쉽게 조작될 수 있게 됩니다.

• 불안정한 합의 모델: 비트코인은 Day가 분류한 불안정한 합의 하에서 작동합니다. 이는 최근 블록들이 최종적인 것이 아니라 확률적이며, 충분한 부정행위 영향이 축적되면 이론적으로 다시 쓸 수 있음을 의미합니다.

• 규모를 통한 보안: 24,000개 이상의 정직한 노드가 참여하면 거래 기록을 다시 쓰는 것은 경제적으로 비현실적입니다. 조정과 공격의 비용이 잠재적 이익을 상회하기 때문입니다.

• 마모를 통한 침식: 노드가 교란이나 축소 때문에 네트워크를 떠나면, 최근 블록을 수정하는 데 대한 경제적·구조적 장벽이 조용히 약해집니다.

• 명확한 임계점이 없습니다: 네트워크는 식별 가능한 하나의 순간에 실패하지 않습니다. 대신, 침해를 알리는 뚜렷한 경계 없이 점점 더 신뢰할 수 없는 상태가 됩니다.

• 가장 작은 네트워크가 가장 약합니다: 남아 있는 노드가 적을수록 부정한 행위자가 합의에 영향을 미치기 쉬워지므로, 극단적인 축소는 본질적으로 위험합니다.

• 우아한 종료 메커니즘이 없습니다: 비트코인에는 원장이 완성되었고 영구적으로 고정되었다고 선언하는 내장된 종료 스위치나 공식 절차가 없으므로, 최종 상태가 아니라 활성 합의에 의존해야 합니다.

정직한 노드들이 떠나버리면, 부정한 노드들은 이를 막을 사람이 남아 있지 않은 채 최근 역사를 다시 쓸 수 있습니다.

인터넷이 실패할 때 비트코인을 계속 작동하게 하는 것은 무엇일까?

커뮤니티는 회복력에 대해 수동적이지 않았습니다. 기존 인터넷 연결이 실패할 때 세 개의 계층이 백업 인프라로 작동하며, 이들은 함께 연결 문제와 Day의 셧다운 연구가 밝혀낸 훼손 문제를 모두 해결합니다.

• Blockstream Satellite: 정지궤도 궤도에서 비트코인 블록체인 전체를 24시간 방송합니다. 작은 접시 안테나와 수신기만 있으면 인터넷 연결 없이도 전체 블록체인을 내려받을 수 있습니다. 단점은 단방향이라는 점입니다. 블록은 받을 수 있지만 거래를 다시 방송할 수는 없습니다. 읽기 전용 커버리지로, 노드를 동기화하고 원장을 보존하는 데는 유용하지만 지불에는 사용할 수 없습니다.

• TOR: 비트코인 노드의 점점 더 큰 비중이 익명화 오버레이 네트워크인 TOR를 통해 트래픽을 라우팅하고 있으며, 이는 클리어넷 인프라만에 의존하지 않는 연결을 만듭니다. 연구에 따르면 TOR 채택은 네트워크 회복력을 약 2~10% 향상시킵니다. 혁신적이기보다는 의미 있는 수준입니다. 흥미롭게도 이 회복력 향상은 익명화 자체에서 오는 것이 아니라, TOR 릴레이 대역폭이 고립시키기 어려운 연결성이 좋은 유럽 국가들에 집중되어 있기 때문에 발생합니다.

• Darkwire amateur radio: 실험적이지만 실제입니다. Darkwire 같은 프로젝트는 LoRa 장거리 라디오 메시 네트워크를 사용해 인터넷 없이 비트코인 거래를 중계합니다. 아직 실험 단계이며 초기입니다.

이 중 어느 것도 만능 해결책은 아닙니다. 위성은 거래를 다시 보낼 수 없습니다. TOR는 적당한 회복력을 더하지만 호스팅 집중 위험을 없애지는 못합니다. 라디오는 여전히 실험 단계입니다. 

함께 보면, 네트워크에는 여러 개의 독립적인 대체 계층이 있으며, 각각이 더 많은 정직한 노드를 온라인 상태로 유지합니다. 바로 이것이 셧다운 문제의 핵심입니다.

결론

비트코인은 공개 인터넷에만 의존하지 않습니다. 원장은 전 세계 수천 대의 머신에 존재하며 위성을 포함한 여러 통신 채널을 통해 전송될 수 있습니다. 그것이 필요로 하는 것은 어떤 형태로든의 연결성입니다. 가치가 이동하고, 거래가 확인되며, 합의가 형성될 수 있게 하는 네트워크 계층입니다.

완전한 인터넷 블랙아웃은 비트코인을 파괴하는 것이 아니라 그 자리에 멈춰 세울 것입니다. 연결이 돌아오는 순간, 설령 부분적이라도 노드들은 서로를 조정하고, 최장 체인이 우세해지며, 시스템은 잠시 멈췄던 것처럼 다시 작동할 것입니다.

진짜 위험은 갑작스러운 장애가 아니라 핵심 인프라: 해저 케이블, 백본 라우터, 호스팅 제공업체, 라우팅 시스템에 대한 지속적이고 조직적인 공격, 그리고 비트코인의 오버레이 네트워크에 대한 압박이 결합되어, 정직한 참여가 줄어들고 훼손이 자리 잡을 만큼 오래 유지되는 경우입니다.

그 시나리오는 국가 수준의 자원, 적대적 관할권을 넘는 조율, 그리고 몇 달 또는 몇 년 단위로 측정되는 인내를 필요로 합니다. 이론적으로는 가능합니다. 실제로는 극도로 있을 법하지 않습니다.

비트코인의 회복력은 실제적입니다. 그러나 신비로운 것은 아닙니다. 위성, Tor, 라디오 실험, 그리고 전 세계에 분산된 수만 개의 노드가 있는 상황에서, 깔끔한 일격으로 비트코인을 없애려는 시도는 마치 책의 모든 복사본을 한 번에 없애고, 누군가 생존한 아카이브를 부팅해 네트워크를 다시 시작하기 전에 모든 하드 드라이브에 도달하려는 것과 비슷할 것입니다.