그로스톨 알고리즘

그로스톨 알고리즘(Grøstl Algorithm)은 그로스톨(Grøstl) 팀이 국립표준기술연구소(NIST) 해시 함수 경쟁에 제출한 암호화 해시 함수이다. 해당 경쟁에서 그로스톨 알고리즘은 다섯 명의 최종 후보 중 하나로 선정되었다. 그로스톨 알고리즘이 적용된 코인으로는 그로스톨 코인, 디지바이트, 버지 등이 있다.

개요

그로스톨 알고리즘은 해시 함수 알고리즘 대회에 진출한 프라빈 가우라바람(Praveen Gauravaram), 라스 크누센(Lars Knudsen), 크리스티안 마투시에비치(Krystian Matusiewicz), 플로리안 멘델(Florian Mendel), 크리스티안 렉버거(Christian Rechberger), 마틴 슐레퍼(Martin Schläffer) 및 선 S. 톰슨(Søren S. Thomsen)으로 구성된 그로스톨 팀에 의해 만들어졌다. 해시 함수는 출력값을 통해 입력값을 알아낼 수 없는 일방향 함수로 정보 보안 분야에서 널리 활용되어 왔다. 해시 함수는 충돌을 회피할 수 있어야 하는데, 여기서 충돌이란 같은 출력값을 가지는 서로 다른 입력값을 계산상 찾아내기 어려워야 한다는 것을 말한다. 하지만 2004년부터 여러 차례 표준 해시 충돌이 보고되면서 안전성에 대한 우려가 제기됐다. 국립표준기술연구소는 공개 경쟁을 통해 새로운 표준 해시 함수 개발을 추진하게 되었다. 그로스톨은 대회에서 결선에 진출했던 다섯 팀 중 하나이며, 그들의 해시 함수 이름이기도 하다.

그로스톨 알고리즘은 압축 함수가 두 개의 고정된 크고 다른 순열로부터 만들어지는 반복된 해시 함수이다. 그로스톨의 설계는 투명하고 SHA 제품군에서 사용되는 것과 매우 다른 원칙을 기반으로 하는데, 덜 복잡한 해싱 알고리즘으로 GPU와 CPU에서도 잘 작동하고 다른 알고리즘에 비해 해시당 소비 전력이 매우 적기 때문에 가장 효율적인 채굴 알고리즘 중에 하나로 꼽힌다. 또한, 평균적인 컴퓨터가 사용할 수 있는 에이식 내성 GPU 친화적 알고리즘이다.

알고리즘

그로스톨 알고리즘은 MD5 및 SHA 계열의 다른 해시 함수들과 마찬가지로 입력을 블록으로 나누고 $h_{i}=f(h_{i-1},m_{i})$를 반복 계산한다. 그러나 해시 상태를 최종 출력(512 또는 1024비트)의 크기의 두 배 이상으로 유지하는데 이 상태는 해시 연산 종료시에만 잘린다. 압축 함수 f는 한 쌍의 256 또는 512 비트 순열 함수 P와 Q를 기반으로하며, 다음과 같이 정의된다.

$f(h,m)=P(h+m)+Q(m)+h$

순열 함수 P와 Q는 레인달(Rijndael) AES 블록암호에 기반을 두지만 4x4보다는 8x8 또는 8x16 바이트 배열로 작동한다. AES와 마찬가지로 각 라운드는 네 가지 작업으로 구성된다.

1. AddRoundKey : 그로스톨 라운드키는 고정되어 있지만 P와 Q사이에 차이가 있음
2. SubBytes : 레인달 에스박스(Rijndael S-box)를 사용하며 AES 구현과 공유가 가능함
3. ShiftBytes : AES에 비해 확장됨, P와 Q, 512 비트 및 1024 비트 버전간에도 차이가 있음
4. MixColumns : 레인달(Rijndael)의 4x4보다는 8x8 행열을 사용

레인달(Rijndael)과 달리 모든 라운드는 동일하며 최종 AddRoundKey 작업이 없다. 512 비트 순열의 경우 10 라운드가 권장되고 1024 비트 버전인 경우 14 라운드가 권장된다. 최종 이중 폭 해시는 다음과 같은 최종 출력 변환을 받는다.

$\Omega (h)=h+P(h)$

이후 원하는 너비로 자르게 되는데, 이는 0인 메시지 블록 m을 사용하여 압축 함수의 최종 반복을 적용한 다음 고정 상수 Q(0)또는 배타적인 값을 적용한것과 같다.

활용

그로스톨코인

그로스톨코인(Groestlcoin)

그로스톨코인(Groestlcoin)은 기존의 비트코인에서 서명 부분을 분리한 세그윗(Segwit)을 처음으로 활성화한 암호화폐이다. 기존의 비트코인은 블록 1개의 용량이 1MB로 제한되어 있어 많은 거래내역을 처리하기 어려웠으나, 거래정보 중에서 사용자 서명 부분을 분리하여 별도로 저장하는 세그윗을 통해 한 개 블록에 더 많은 거래정보를 담을 수 있게 되었다. 그로스톨코인은 네덜란드 개발자들이 중심이 되어 개발했다. 그로스톨코인은 미국표준기술연구소가 발표한 새로운 해시 알고리즘을 사용함으로써, 에이식 채굴기를 사용한 채굴이 어려우며, GPU를 통한 채굴만 허용하고 있다. 그로스톨코인의 화폐 단위는 GRS이다. 2014년 3월 22일에 출시된 그로스톨코인은 기존의 비트코인에서 세그윗을 처음으로 활성화하고, 라이트닝 네트워크(Lightning Network)를 지원한 암호화폐이다. 그로스톨코인은 개인정보 보호를 지향하며, 수수료가 거의 없고 안전한 코인을 목표로 한다.

그로스톨코인의 주요 개발 상황은 3개월마다 발표된다. 그로스톨코인은 P2P 기술을 사용하여 중앙기관 없이 네트워크를 통해 거래를 관리하고 코인을 발행한다. 그로스톨(Groestl)은 미국 음식인 'Hash'와 매우 유사한 오스트리아 요리로, 그로스톨코인 팀은 블록체인의 구성 요소인 해시와 동음이의어인 미국음식 'Hash'로 언어유희를 하였다. 그로스톨코인은 실제로 'Hashcoin'을 의미한다. 코인마켓캡에 따르면, 2018년 11월 29일 기준 시가총액이 약 2천 1백만 달러로 143위를 기록하고 있다. 최대 공급량은 1억 5백만 개이며, 현재 유통되는 양은 약 7천만 개다. 그로스톨코인에 대해 자세히 보기

디지바이트

디지바이트(DigiByte)

디지바이트(DigiByte)는 보안, 탈중앙화 및 속도에 중점을 둔 암호화폐이다. 디지바이트는 게임 관련 코인으로 시작했으나 디도스(DDoS) 공격으로 중단되었다. 디지바이트 코인의 화폐 단위는 DGB이다. 디지바이트는 2014년 1월 10일 제레드 테이트(Jared Tate)에 의해 홍콩에서 발행되었다. 이후 지금까지 전 세계의 10만 이상의 사용자가 사용하고 있다. 디지바이트의 시가 총액은 2018년 10월 기준으로 2억 4000만 달러, 즉 약 2,640억 원으로서, 39위의 암호화폐이다. 디지바이트의 총 발행량은 210억 코인(DGB)이며 현재 약 100억 개의 코인이 거래 가능하다. 디지바이트가 처음 출시되었을 당시에는 단순한 작업 증명(Proof of Work) 알고리즘을 사용했으나 이후에 하드포크(Hardfork)를 수행하여 총 5가지 작업 증명 알고리즘을 도입했다. 이는 높은 분산성을 보장해 네트워크의 보안을 강화하기 위한 시스템 개편 과정이었다.

디지바이트의 정식 출시 이후에도 제레드 테이트는 디지바이트 재단의 CEO이자 기술자로서 디지바이트의 개발에 전념하다 새로운 개발자를 영입하여 계속 운영해왔다. 최근에는 재단의 운영과 대중 마케팅에 힘을 쓰고 있다. 디지바이트 블록은 15초마다 하나씩 채굴이 이루어지고 있으며 매우 긴 기간 동안 블록이 연결되어 현재 블록의 개수만 600만 개가 넘는다.

버지

버지(Verge)

버지(Verge)는 완전한 익명성을 보장하는 프라이버시 코인 계열의 암호화폐이다. 2014년 저스틴 수네록 발로(Justin Sunerok Valo)가 C 및 C++ 언어로 개발하여 2016년 2월에 출시했다. 버지의 화폐 단위는 XVG이다. 스크립트(Scrypt), X17, 그로스톨, 블레이크(blake2s), lyra2rev2 해시 알고리즘 기반의 작업증명] 방식으로 채굴한다. 총발행량은 165억 개로 현재 약 140억 개 정도가 유통되었다. 시가총액은 2018년 10월 기준 2억 1천 억 달러, 즉 2,310억 원으로 전체 암호시장에서 41위를 차지하고 있다. 버지는 사전 채굴되거나 ICO에 의한 회사가 아닌 모든 개발과 마케팅이 수많은 지지자로 이루어진 커뮤니티로부터 지원받아 운영된다. 버지는 비트코인 블록체인 기술을 기반으로 사용자들의 익명성과 대중성을 강조하고, 개인 정보 보호와 관련하여 몇 가지 기능을 개선하여 개발되었다. 버지는 개인 및 기업에 개인 정보를 유지하면서 신속하고 효율적이며 분산된 방식으로 직접 거래하는 것을 목표로 한다. 버지에 대해 자세히 보기

참고자료

• coinguides, 〈Grøstl Algorithm – Groestl PoW algorithm coins and miners〉, 《코인가이드》 , 2018-09-01
• 위키피디아 - https://en.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%B8stl

같이 보기

• AES
• 에스박스
• 레인달

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