직접 만드는 나만의 블록체인 (6) – 네트워크 구성과 블록 전파 구현하기

직접 만드는 나만의 블록체인 (6) – 네트워크 구성과 블록 전파 구현하기

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🌐 혼자가 아닌, "네트워크"로서의 블록체인

이제 우리는 단일 노드에서 블록을 만들고 트랜잭션을 처리할 수 있게 되었지만,
블록체인이 진짜 힘을 발휘하는 건 **"여러 노드가 서로 연결되어 동일한 체인을 공유할 때"**입니다.

이번 글에서는 여러 노드가 서로 블록과 트랜잭션을 실시간으로 전파하는 P2P 네트워크 구조를 구현해보겠습니다.

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✅ 목표

• Flask로 기본 HTTP API 구현
• WebSocket으로 노드 간 실시간 연결
• 트랜잭션 및 블록 전파 구조 구축
• 가장 긴 체인을 유지하는 충돌 해결 전략 (Longest Chain Rule)

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🔧 Flask + WebSocket을 활용한 기본 구조

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우리는 두 가지 네트워크 계층을 사용할 겁니다:

1. HTTP (REST API): 사용자 요청 처리 (블록 생성, 트랜잭션 제출 등)
2. WebSocket (P2P): 노드 간 실시간 데이터 전파 (블록, 트랜잭션 등)

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📦 기본 API 구조 (Flask)

from flask import Flask, request, jsonify

app = Flask(__name__)
blockchain = Blockchain()

@app.route('/chain', methods=['GET'])
def get_chain():
    return jsonify([block.__dict__ for block in blockchain.chain])

@app.route('/transactions/new', methods=['POST'])
def add_transaction():
    values = request.get_json()
    tx = Transaction(**values)
    if blockchain.add_transaction(tx):
        broadcast_transaction(tx)
        return 'Transaction added', 201
    return 'Invalid transaction', 400

@app.route('/mine', methods=['GET'])
def mine():
    blockchain.mine_pending_transactions("miner-node")
    broadcast_block(blockchain.get_latest_block())
    return 'Block mined', 200

✅ /transactions/new 로 새로운 트랜잭션을 받고 → mempool에 저장
✅ /mine 호출 시 → 보상 블록 생성 후 네트워크로 전파

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🔌 WebSocket으로 노드 간 연결 구현 (예: websockets, asyncio 사용)

import asyncio
import websockets
import json

peers = set()

async def handler(websocket):
    peers.add(websocket)
    try:
        async for message in websocket:
            data = json.loads(message)
            handle_message(data)
    finally:
        peers.remove(websocket)

async def start_p2p():
    server = await websockets.serve(handler, 'localhost', 6789)
    await server.wait_closed()

✅ 각 노드는 WebSocket 서버를 열고 서로 연결되어 메시지를 주고받습니다.

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📡 트랜잭션/블록 브로드캐스트 함수

def broadcast_transaction(tx):
    message = {
        'type': 'transaction',
        'data': tx.__dict__
    }
    asyncio.run(send_to_peers(message))

def broadcast_block(block):
    message = {
        'type': 'block',
        'data': block.__dict__
    }
    asyncio.run(send_to_peers(message))

async def send_to_peers(message):
    for peer in peers:
        await peer.send(json.dumps(message))

✅ 트랜잭션이나 블록을 생성할 때 → 전체 피어에게 전파합니다.

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🔁 체인 충돌 해결 – Longest Chain Rule

노드마다 서로 다른 체인을 갖고 있을 수 있기 때문에, **가장 긴 체인(가장 많이 작업된 체인)**을 기준으로 통일합니다.

def resolve_conflicts(self, other_chain):
    if len(other_chain) > len(self.chain) and self.validate_chain(other_chain):
        self.chain = other_chain
        return True
    return False

• 외부 노드로부터 받은 체인이 더 길고 유효하면 교체
• 체인 검증은 블록 순서, 해시, 이전 해시 연결 여부 등을 확인

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🔄 전체 흐름 정리

1. 노드 A가 새로운 트랜잭션을 생성 → 본인 mempool에 저장
2. WebSocket을 통해 다른 노드들에게 트랜잭션 전파
3. 마이너 노드가 블록 생성 → 블록을 WebSocket으로 전파
4. 다른 노드들은 받은 블록을 검증 후 체인에 추가
5. 서로 다른 체인이 충돌하면 → 긴 체인을 선택하여 동기화

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🧪 테스트 예시 (2개 터미널에서 실행)

• python node.py --port 5000
• python node.py --port 5001 --peer http://localhost:5000

1. 노드 A에서 트랜잭션 생성
2. 노드 B에서 채굴
3. 노드 A의 체인도 자동으로 동기화되는지 확인!

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🧠 정리

구성 요소 설명

Flask API	외부 사용자와의 인터페이스
WebSocket	노드 간 실시간 메시지 전송
Mempool	전파된 트랜잭션 임시 저장소
Longest Chain Rule	체인 충돌 발생 시 가장 긴 체인 유지

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📌 다음 글 예고

👉 (7) 스마트 계약 시뮬레이션 – 간단한 로직 실행 가능한 컨트랙트 구조 만들기

• 투표 스마트 계약 구현 예시
• 조건 기반 트랜잭션 처리
• 블록체인에 저장된 데이터로 로직 실행