📝 스마트 컨트랙트 작동 방식

저번 게시물에서 스마트 컨트랙트의 개념과 등장 배경, 장점을 알아보았다. 이어 스마트 컨트랙트 작동 방식과 활용 사례를 알아보자.

스마트 컨트랙트 작동 방식

스마트 컨트랙트는 어떻게 작동할까? 스마트 컨트랙트를 구현한 가장 대표적인 블록체인인 이더리움을 기준으로 알아보자.

예를 들어, 코드스테이츠의 네트워킹 행사에 참여하는 모든 인원에게 CozNFT를 하나씩 나눠준다고 가정하자.

스마트 컨트랙트 작성 및 배포

스마트 컨트랙트를 사용하기 위해서는 먼저 스마트 컨트랙트를 블록체인 네트워크 상에 공유해야 한다.

1. 컨트랙트 작성 코드스테이츠에서는 먼저 NFT 콜렉션을 에어드랍하는 컨트랙트를 작성한다.
이더리움에서는 솔리디티(Solidity)라는 프로그래밍 언어로 스마트 컨트랙트를 작성한다. 다음과 같이 CozNFT.sol파일을 생성해 컨트랙트 코드를 작성한다.

// CozNFT.sol
contract CozNFT is ERC721 {
    mapping(uint256 => address) private _owners;
    mapping(address => uint256) private _balances;

    function transferFrom(address from, uint256 to, uint256 tokenId) external {
        require(ownerOf(tokenId) == from , "Error: transfer from incorrect owner");
        require(to != address(0), "Error: transfer to the zero address");

        _balances[from] -= 1;
        _balances[to] += 1;
        _owners[tokenId] = to;
    }
}

함수 transferFrom은 NFT 콜렉션을 전송하며, 전송 조건이 맞는지 확인한 후, 조건이 올바르게 만족되었다면 NFT 전송을 실행한다.

• require구문을 통해 해당 함수를 코드스테이츠에서 실행한 것이 맞는지, 올바른 주소로 전송하는 것인지 확인한다.
• 이후 상태변수 _balances와 _owners를 업데이트하여 NFT를 전송한다.

2. 컴파일

작성한 컨트랙트는 이더리움 노드의 EVM(Etherium Virtual Machine)이 실행한다. EVM은 이더리움 네트워크 노드들이 가지고 있는 가상의 실행환경으로, 컨트랙트 함수를 호출하여 그 결과를 확인할 수 있다.

EVM이 이해할 수 있게 작성한 CozNFT.sol 을 바이트코드(byteCode)로 컴파일한다.
바이트코드 형태만으로는 이 컨트랙트에 어떤 함수가 있는지 알기 어렵기 때문에 ABI(Application Binary Interface)도 함께 생성한다. ABI는 이 컨트랙트에 어떤 함수가 있는지, 무슨 일을 하는 함수인지 등을 적어둔 인터페이스 객체의 지합이다.

3. 브로드캐스팅
컴파일된 컨트랙트를 이더리움 네트워크 상에 브로드캐스팅한다. 그리고 컨트랙트를 배포하는 트랜잭션을 생성해 이더리움 네트워크에 전파한다.

이때 Geth나 Parity와 같은 이더리움 클라이언트를 사용해 직접 배포하거나, 메타마스크, Infura같이 이더리움 네트워크에 접근할 수 있는 API를 제공하는 서비스를 사용해도 된다.

4. 컨트랙트 배포
브로드캐스팅한 컨트랙트 배포 트랜잭션을 네트워크의 다른 채굴 블록이 자신의 블록에 담아 해당 블록이 배포되면, 블록체인에 CozNFT.sol 컨트랙트가 배포된다.

스마트 컨트랙트 사용

이제, 행사에 참가자가 오면 작성한 CozNFT.sol에 있는 transferFrom 함수를 실행해 해당 참가자에게 NFT를 지급해주어야 한다. 이는 아래와 같이 동작한다.

1. 함수 실행 트랜잭션 생성
CozNFT.sol의 transferFrom 함수를 실행한다는 트랜잭션을 생성한다.
이때, 특정 컨트랙트의 함수를 실행하기 위해서는 컨트랙트의 주소값과 컨트랙트의 ABI를 알아야 한다.

2. 브로드캐스팅
새로운 트랜잭션을 이더리움 네트워크에 브로드캐스팅한다.

3. transferFrom 실행
채굴 노드는 트랜잭션에 적혀있는대로 transferFrom을 실행한다. 이 때, CozNFT 컨트랙트는 바이트 코드 형태이므로, 채굴 노드는 자신의 EVM에서 컨트랙트 코드를 실행할 수 있다.

4. 트랜잭션 추가
EVM에서 컨트랙트 코드를 실행한 결과에 문제가 없으면, 채굴 노드는 자신이 만들려는 새 블록에 트랜잭션을 추가한다.

5. 노드 전파
트랜잭션이 담긴 블록이 브로드캐스팅되어 네트워크 내 모든 노드에게 전파된다. 각 노드는 블록과 블록에 든 트랜잭션이 유효한지 검증하고, 유효하다면 자신의 체인에 해당 블록을 추가합니다.

스마트 컨트랙트 활용 사례

실생활에서 스마트 컨트랙트는 어떻게 적용되고 있을까?

🏦 탈중앙화 금융(DeFi)

블록체인 스마트 컨트랙트의 등장으로 신뢰할 수 있는 제3자 없이도 블록체인 네트워크 프로토콜 자체의 신뢰성을 기반으로 제3자 없이 직접 거래를 할 수 있게 되었다.

이렇게 거래소, 자산관리, 대출과 같은 전통적인 금융 서비스를 탈중앙화된 형태로 바꾸고 스마트 컨트랙트를 통해 새로운 형태의 금융 서비스를 만드는 것을 DeFi(Decentralized Finance)라고 부른다.

DeFi에는 다양한 종류가 있으며, 대표적으로는 아래와 같은 서비스들이 제공되고 있다.

• Aave : 무허가형 대출 서비스
• UniSwap : 탈중앙화된 형태의 토큰 거래소
• Compound Finance : 담보대출 서비스

🎮 게임

대표적인 블록체인 스마트 컨트랙트 기반 게임에는 크립토키티(CryptoKitties)가 있다.

크립토키티는 고양이 캐릭터를 교배하고 육성하여 전투를 치르는 수집형 게임이다. 사용자는 최대한 좋은 고양이 캐릭터를 육성해야 하는데, 이때 고양이 캐릭터는 단순히 데이터가 아니라 블록체인 상의 스마트 컨트랙트를 통해 등록된 NFT 형태다.

따라서 사용자는 NFT를 게임 외부에서도 사고 팔 수 있으며, 언제 어디서든 자신이 보유한 고양이 NFT에 대한 소유권을 증명할 수 있다.

다음 포스팅에선 블록체인 스마트 컨트랙트가 가진 한계와 사건에 대해 알아보자.

출처 : 코드스테이츠