1. 해시레이트(Hash Rate)란?
정의
해시레이트는 암호화폐 채굴 컴퓨터가 초당 수행할 수 있는 해시(Hash) 계산의 횟수를 의미하며, 블록체인 네트워크의 연산 능력과 효율성을 측정하는 핵심 지표
작동 원리
- 채굴자는 블록체인 네트워크에서 제시하는 복잡한 암호화 퍼즐을 풀기 위해 **해시 함수(Hash Function)**를 반복 실행
- 각 추측(guess)은 하나의 해시 계산이며, 목표값(Target Hash)보다 작은 해시를 찾아야 함
- 비트코인의 경우, 채굴자는 블록 헤더의 논스(Nonce) 값과 코인베이스(Coinbase) 필드를 변경하면서 수백만~수조 번의 해시를 생성
- 정답을 찾은 채굴자는 블록 보상(현재 3.125 BTC/블록)과 거래 수수료를 받게됨
측정 단위
- H/s (Hash per second): 초당 1회 해시 계산
- KH/s (Kilohash): 초당 1,000회 = 10³
- MH/s (Megahash): 초당 100만회 = 10⁶
- GH/s (Gigahash): 초당 10억회 = 10⁹
- TH/s (Terahash): 초당 1조회 = 10¹²
- PH/s (Petahash): 초당 1,000조회 = 10¹⁵
- EH/s (Exahash): 초당 100경회 = 10¹⁸
- ZH/s (Zettahash): 초당 10해회 = 10²¹ (2025년 비트코인 네트워크 도달)
해시레이트의 중요성
- 네트워크 보안: 높은 해시레이트는 51% 공격을 어렵게 만들어 보안성 강화
- 채굴 경쟁: 개인 또는 풀(Pool)의 해시레이트가 높을수록 블록 발견 확률 증가
- 난이도 조정: 네트워크 해시레이트가 증가하면 채굴 난이도도 자동 상승(비트코인은 2주마다 조정)
- 수익성 지표: 전체 네트워크 해시레이트 대비 자신의 점유율이 수익 결정
해시레이트 계산 방식
전체 네트워크 해시레이트는 확률적 추정
- 공식: 해시레이트 = (난이도 목표값 × 2³²) / 블록 생성 시간
- 예시: 비트코인 네트워크에서 10분 동안 블록 하나가 발견되고, 현재 난이도가 특정 값이라면, 역산하여 네트워크가 초당 약 몇 해시를 처리하고 있는지 추정
- 실제로는 정확한 측정이 불가능하며, 블록 생성 시간과 난이도를 기반으로 한 통계적 근사값
2. ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)이란?
정의
ASIC은 특정 용도를 위해 맞춤 설계된 집적회로(Integrated Circuit) 칩으로, 암호화폐 채굴에서는 특정 해시 알고리즘(예: SHA-256, Scrypt)만을 고속으로 계산하도록 최적화된 전용 하드웨어입니다.
작동 원리
- 단일 목적 설계: 범용 CPU/GPU와 달리, ASIC은 채굴 알고리즘 연산만 수행하도록 설계되어 효율성이 극대화
- 병렬 처리: 수천~수만 개의 해시 코어를 집적하여 동시에 해시 계산을 수행
- 에너지 효율: 같은 해시레이트를 내는 GPU 대비 전력 소비가 1/10~1/100 수준
- 칩 구조: 집적회로 보드에 ASIC 칩을 배치하고, 프로그래밍하여 해시를 생성
채굴 역사
- 2009~2010년: CPU 채굴 시대(개인 PC로 비트코인 채굴 가능)
- 2010~2012년: GPU 채굴 시대(그래픽카드로 효율 향상)
- 2012년 이후: ASIC 시대 돌입, 첫 ASIC 채굴기 출시
- 2014년 이후: ASIC 없이는 비트코인 채굴 경쟁력 상실
성능 차이
- 최신 ASIC: 400+ TH/s (테라해시/초)
- 최신 GPU: ~120 MH/s (메가해시/초)
- 성능 비율: ASIC이 GPU보다 3,000배 이상 빠름
주요 제조사 및 제품
- Bitmain (82% 시장 점유율): Antminer S21 Pro, S21Xp Hyd (15 J/TH)
- MicroBT (15%): Whatsminer M60S, M66S (18.5 J/TH)
- Canaan (2%): Avalon Q 시리즈
- Bgin (틈새): IceRiver (KAS, ALPH, RXD 전용, 8nm/12nm)
- Bitdeer: SEALMINER (SEAL04 칩, 10 J/TH 목표)
장단점
- 장점: 극한의 효율성, 높은 해시레이트, 전력 절감
- 단점: 초기 비용 높음($2,000~$15,000), 특정 코인 전용(알고리즘 변경 시 무용지물), 소음/발열 심함, 재판매 가치 하락 빠름
3. 채굴기 효율 측정 방식
핵심 지표: J/TH (Joules per Terahash)
정의
채굴기 효율은 **1 테라해시(TH)를 생성하는 데 필요한 전력량(Joules)**으로 측정되며, 낮을수록 효율적.
효율 개선 추이
- 2013년 (1세대 ASIC): ~200 J/TH
- 2016년 (S9): ~98 J/TH
- 2020년 (S19): ~35 J/TH
- 2023년 (S19 XP): ~21 J/TH
- 2025년 (S21 Pro): ~15 J/TH
- 차세대 목표 (3nm 칩): ~10 J/TH
4. 해시레이트 국가별 측정 및 수집 방법
A. 국가별 해시레이트 분포 측정
방법 1: IP 주소 지오코딩 (Mining Pool Data)
Cambridge 연구팀 접근법
- 데이터 수집: 파트너 마이닝 풀로부터 수백만 건의 채굴 기록 추출
- 탈개인화: 모든 민감 정보(IP 주소, 개인 식별 정보) 익명화
- 지오코딩: IP 주소를 물리적 위치(위도·경도)로 변환
- 도구: ip2location.com 등
- 집계: 해시레이트를 월별·국가별·지역별로 집계
- 공간 분석: 지구 표면을 육각형 그리드 7,205개로 분할하여 해시레이트 분포 시각화
결과
- 6,062개 고유 위치에서 채굴 활동 감지
- 139개 국가 및 지역에서 채굴 확인
- 42,820개 레코드 분석
방법 2: MIT Pool Detective 시스템
모니터링 인프라
- 25개 마이닝 풀 실시간 모니터링 (비트코인 네트워크 해시레이트의 75% 이상 커버)
- 10개 암호화폐 추적 (Bitcoin, Litecoin 등)
- 5개 지리적 위치에서 동시 모니터링
- 2,800만 개 이상 채굴 작업(Job) 아카이브 (2019년 11월 이후)
감지 항목
- 셀피시 마이닝(Selfish Mining): 풀이 블록을 P2P 네트워크에 공개하기 전에 자체 채굴자에게 먼저 배정
- 잘못된 체인 작업: 풀이 다른 블록체인(동일 알고리즘)의 작업을 할당
- 블록 은닉(Block Withholding): 풀이 발견한 블록을 네트워크에 제출하지 않음
방법 3: 전력 소비 기반 추정
미국 EIA (Energy Information Administration) 방법
- 2023년 1월부터: 미국 내 대형 채굴 시설에 전력 소비 데이터 보고 의무화
- 임계값: 월 1 MW 이상 사용 시설
- 데이터: 월별 전력 사용량, 위치, 운영자 정보
- 한계: 자발적 참여 + 프라이버시 보호로 완전한 집계 어려움
B. 데이터 한계 및 불확실성
주요 한계
- 탈중앙화 특성: 개별 채굴자의 정확한 위치·장비 파악 불가능
- VPN/프록시 사용: 일부 채굴자가 IP 우회로 실제 위치 은폐
- 전력 비용 가정: Cambridge는 $0.05/kWh 고정으로 가정하지만, 실제 전력 요금은 국가·시간대별로 크게 변동
- 하드웨어 분포 불확실성: 제조사별 시장 점유율 데이터 미공개로 정확한 장비 분포 알 수 없음
- 지하 채굴: 중국 등 금지 국가의 지하 채굴은 탐지 어려움
2025년 방법론 개선
- Cambridge는 2025년 하드웨어 시뮬레이션 방법론을 개선하여, 장비 성능 및 전력 사용 데이터 기반 일일 하드웨어 분포 시뮬레이션 도입
- 과거에는 수익 가능한 모든 장비가 동일 비율로 사용된다고 가정했으나, 실제로는 신형 장비 점유율이 더 높다는 점을 반영
Visited 5 times, 1 visit(s) today
