Python 개발자를 위한 이더리움 소개, 1부
이더리움에 대해 들어보셨나요? 그렇다면 이제 토끼굴로 모험을 떠날 준비가 되셨나요? 이 게시물에서는 블록체인의 몇 가지 기본 사항을 간략히 다룬 다음, 시뮬레이션된 이더리움 노드와 상호 작용하여 블록 데이터 읽기, 계정 잔액 확인, 트랜잭션 전송 등을 수행하도록 안내합니다. 그 과정에서 기존의 앱 구축 방식과 이 새로운 탈중앙화 패러다임의 차이점을 중점적으로 살펴보겠습니다.
권장 선수 지식
이 게시물은 광범위한 개발자가 접근할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. Python 도구가 사용되지만, 아이디어를 전달하기 위한 수단일 뿐이므로 Python 개발자가 아니어도 문제없습니다. 하지만, 독자 여러분이 이미 알고 있는 몇 가지 사항을 가정하고 이더리움 관련 내용으로 빠르게 넘어가겠습니다.
가정 사항:
- 터미널을 다룰 수 있어야 합니다.
- Python 코드를 몇 줄 작성해 본 경험이 있어야 합니다.
- 컴퓨터에 Python 3.6 이상 버전이 설치되어 있어야 합니다(가상 환경 (opens in a new tab) 사용을 적극 권장합니다).
- Python의 패키지 설치 프로그램인
pip를 사용해 본 경험이 있어야 합니다. 다시 한번 말씀드리지만, 이 중 어느 하나라도 해당하지 않거나 이 글의 코드를 재현할 계획이 없더라도 내용을 따라가는 데는 큰 무리가 없을 것입니다.
간단히 알아보는 블록체인
이더리움을 설명하는 방법은 여러 가지가 있지만, 그 중심에는 블록체인이 있습니다. 블록체인은 일련의 블록으로 구성되어 있으니, 여기서부터 시작하겠습니다. 가장 간단한 용어로, 이더리움 블록체인의 각 블록은 약간의 메타데이터와 트랜잭션 목록에 불과합니다. JSON 형식으로는 다음과 같이 보입니다.
1{2 "number": 1234567,3 "hash": "0xabc123...",4 "parentHash": "0xdef456...",5 ...,6 "transactions": [...]7}각 블록은 그 이전 블록에 대한 참조를 가지며, parentHash는 단순히 이전 블록의 해시입니다.
블록체인은 본질적으로 각 블록이 이전 블록을 참조하는 연결 리스트입니다.
이 데이터 구조는 새로운 것이 아니지만, 네트워크를 관장하는 규칙(즉, P2P 프로토콜)은 새롭습니다. 중앙 기관이 없습니다. 피어들의 네트워크는 네트워크를 유지하기 위해 협력해야 하며, 다음 블록에 어떤 트랜잭션을 포함할지 결정하기 위해 경쟁해야 합니다. 따라서 친구에게 돈을 보내려면 해당 트랜잭션을 네트워크에 브로드캐스트한 다음, 다가오는 블록에 포함될 때까지 기다려야 합니다.
블록체인이 한 사용자에게서 다른 사용자에게로 돈이 실제로 전송되었는지 확인하는 유일한 방법은 해당 블록체인 고유의(즉, 해당 블록체인에 의해 생성 및 관리되는) 통화를 사용하는 것입니다. 이더리움에서 이 통화는 이더(ether)라고 하며, 이더리움 블록체인에는 계정 잔액에 대한 유일한 공식 기록이 포함되어 있습니다.
새로운 패러다임
이 새로운 탈중앙화 기술 스택은 새로운 개발자 도구를 탄생시켰습니다. 이러한 도구는 많은 프로그래밍 언어에 존재하지만, 우리는 Python의 관점에서 살펴보겠습니다. 다시 한번 강조하지만, Python이 선호하는 언어가 아니더라도 따라가는 데 큰 어려움은 없을 것입니다.
이더리움과 상호 작용하려는 Python 개발자는 Web3.py (opens in a new tab)를 사용할 가능성이 높습니다. Web3.py는 이더리움 노드에 연결하고 데이터를 주고받는 방식을 크게 단순화하는 라이브러리입니다.
이더리움 클라이언트는 IPC (opens in a new tab), HTTP 또는 웹소켓으로 연결할 수 있도록 구성할 수 있으므로, Web3.py도 이 구성을 미러링해야 합니다. Web3.py는 이러한 연결 옵션을 공급자(providers)라고 부릅니다. Web3.py 인스턴스를 노드에 연결하려면 세 가지 공급자 중 하나를 선택해야 합니다.
이더리움 노드와 Web3.py가 동일한 프로토콜(예: 이 다이어그램의 IPC)을 통해 통신하도록 구성하세요.
Web3.py가 제대로 구성되면 블록체인과 상호 작용을 시작할 수 있습니다. 앞으로 나올 내용에 대한 미리보기로 Web3.py 사용 예시 몇 가지를 소개합니다.
1# 블록 데이터 읽기:2w3.eth.get_block('latest')34# 트랜잭션 전송:5w3.eth.send_transaction({'from': ..., 'to': ..., 'value': ...})설치
이번 연습에서는 Python 인터프리터 내에서만 작업할 것입니다. 디렉터리, 파일, 클래스, 함수 등은 생성하지 않습니다.
$로 시작하는 명령어는 터미널에서 실행되도록 의도된 것입니다. ($는 입력하지 마세요. 줄의 시작을 의미할 뿐입니다.)먼저, 탐색하기 쉬운 사용자 친화적 환경을 위해 IPython (opens in a new tab)을 설치하세요. IPython은 다른 기능들 중에서도 탭 완성 기능을 제공하여 Web3.py 내에서 무엇이 가능한지 훨씬 쉽게 확인할 수 있도록 해줍니다.
pip install ipythonWeb3.py는 web3라는 이름으로 배포됩니다. 다음과 같이 설치하세요.
pip install web3한 가지 더 말씀드리자면, 나중에 블록체인을 시뮬레이션할 건데, 몇 가지 의존성이 더 필요합니다. 다음을 통해 설치할 수 있습니다.
pip install 'web3[tester]'이제 모든 준비가 끝났습니다!
참고: web3[tester] 패키지는 Python 3.10.xx 버전까지 작동합니다.
샌드박스 실행하기
터미널에서 ipython을 실행하여 새로운 Python 환경을 엽니다. 이는 python을 실행하는 것과 비슷하지만, 더 많은 부가 기능을 제공합니다.
ipython실행 중인 Python 및 IPython 버전에 대한 정보가 출력된 후, 입력을 기다리는 프롬프트가 표시됩니다.
1In [1]:지금 대화형 Python 셸을 보고 계십니다. 기본적으로, 마음껏 테스트해볼 수 있는 샌드박스입니다. 여기까지 오셨다면 이제 Web3.py를 가져올 차례입니다.
1In [1]: from web3 import Web3Web3 모듈 소개
Web3 (opens in a new tab) 모듈은 이더리움으로 가는 관문일 뿐만 아니라 몇 가지 편의 함수를 제공합니다. 몇 가지를 살펴보겠습니다.
이더리움 애플리케이션에서는 보통 통화 단위를 변환해야 합니다. Web3 모듈은 바로 이 작업을 위한 몇 가지 헬퍼 메서드를 제공합니다. 바로 from_wei (opens in a new tab)와 to_wei (opens in a new tab)입니다.
참고: 컴퓨터는 소수점 연산을 잘 처리하지 못하는 것으로 악명 높습니다. 이 문제를 해결하기 위해 개발자들은 종종 달러 금액을 센트 단위로 저장합니다. 예를 들어, 가격이 $5.99인 품목은 데이터베이스에 599로 저장될 수 있습니다.
이더로 트랜잭션을 처리할 때도 비슷한 패턴이 사용됩니다. 하지만 이더는 소수점 두 자리 대신 18자리를 가집니다! 이더의 가장 작은 단위는 wei라고 하며, 트랜잭션을 보낼 때 지정하는 값이 바로 이것입니다.
1 이더 = 1,000,000,000,000,000,000 wei
1 wei = 0.000000000000000001 이더
몇 가지 값을 wei와 주고받으며 변환해 보세요. 이더와 wei 사이에는 많은 단위에 대한 이름이 있다 (opens in a new tab)는 점에 유의하세요. 그중 더 잘 알려진 단위 중 하나는 gwei인데, 거래 수수료가 종종 이 단위로 표시되기 때문입니다.
1In [2]: Web3.to_wei(1, 'ether')2Out[2]: 100000000000000000034In [3]: Web3.from_wei(500000000, 'gwei')5Out[3]: Decimal('0.5')Web3 모듈의 다른 유틸리티 메서드에는 데이터 형식 변환기(예: toHex (opens in a new tab)), 주소 헬퍼(예: isAddress (opens in a new tab)), 해시 함수(예: keccak (opens in a new tab))가 포함됩니다. 이들 중 상당수는 시리즈의 뒷부분에서 다룰 것입니다. 사용 가능한 모든 메서드와 속성을 보려면, Web3.을 입력하고 IPython의 자동 완성 기능을 활용하세요. 마침표 뒤에 탭 키를 두 번 누르세요.
체인과 소통하기
편리한 메서드들도 좋지만, 이제 블록체인으로 넘어가 봅시다. 다음 단계는 이더리움 노드와 통신하도록 Web3.py를 구성하는 것입니다. 여기서는 IPC, HTTP 또는 웹소켓 공급자를 사용할 수 있습니다.
우리는 이 경로를 따르지는 않겠지만, HTTP 공급자를 사용하는 전체 워크플로의 예는 다음과 같을 수 있습니다.
- 이더리움 노드, 예: Geth (opens in a new tab)를 다운로드합니다.
- 한 터미널 창에서 Geth를 시작하고 네트워크와 동기화될 때까지 기다립니다. 기본 HTTP 포트는
8545이지만, 구성할 수 있습니다. - Web3.py에
localhost:8545에서 HTTP를 통해 노드에 연결하도록 지시합니다.w3 = Web3(Web3.HTTPProvider('http://127.0.0.1:8545')) w3인스턴스를 사용하여 노드와 상호 작용합니다.
이것이 '실제' 방법 중 하나이긴 하지만, 동기화 과정은 몇 시간이 걸리며 단순히 개발 환경을 원하는 경우에는 불필요합니다. Web3.py는 이러한 목적을 위해 네 번째 공급자인 EthereumTesterProvider를 제공합니다. 이 테스터 공급자는 완화된 권한과 테스트용 가짜 통화를 가진 시뮬레이션된 이더리움 노드에 연결됩니다.
EthereumTesterProvider는 시뮬레이션된 노드에 연결되며 빠른 개발 환경에 유용합니다.
그 시뮬레이션된 노드는 eth-tester (opens in a new tab)라고 불리며, pip install web3[tester] 명령의 일부로 설치했습니다. 이 테스터 공급자를 사용하도록 Web3.py를 구성하는 것은 다음과 같이 간단합니다.
1In [4]: w3 = Web3(Web3.EthereumTesterProvider())이제 체인을 서핑할 준비가 되었습니다! 사람들이 그렇게 말하지는 않아요. 방금 제가 지어낸 말입니다. 간단히 둘러봅시다.
간단한 둘러보기
가장 먼저, 간단한 확인부터 해보겠습니다.
1In [5]: w3.is_connected()2Out[5]: True테스터 공급자를 사용하고 있기 때문에 이것이 그다지 가치 있는 테스트는 아니지만, 만약 실패한다면 w3 변수를 인스턴스화할 때 무언가를 잘못 입력했을 가능성이 있습니다. 내부 괄호, 즉 Web3.EthereumTesterProvider()를 포함했는지 다시 확인하세요.
둘러보기 #1: 계정
편의를 위해, 테스터 공급자는 몇 개의 계정을 생성하고 테스트 이더를 미리 채워 넣었습니다.
먼저, 해당 계정들의 목록을 살펴보겠습니다.
1In [6]: w3.eth.accounts2Out[6]: ['0x7E5F4552091A69125d5DfCb7b8C2659029395Bdf',3 '0x2B5AD5c4795c026514f8317c7a215E218DcCD6cF',4 '0x6813Eb9362372EEF6200f3b1dbC3f819671cBA69', ...]이 명령을 실행하면 0x로 시작하는 10개의 문자열 목록이 표시됩니다. 각각은 공개 주소이며, 어떤 면에서는 은행 계좌의 계좌 번호와 유사합니다. 이더를 보내려는 사람에게 이 주소를 제공하면 됩니다.
언급했듯이, 테스터 공급자는 이러한 각 계정에 일부 테스트 이더를 미리 로드해 두었습니다. 첫 번째 계정에 얼마가 있는지 알아봅시다.
1In [7]: w3.eth.get_balance(w3.eth.accounts[0])2Out[7]: 10000000000000000000000000이 정말 많네요! 가짜 은행으로 달려가기 전에, 앞에서 배운 통화 단위에 대한 교훈을 떠올려 보세요. 이더 값은 가장 작은 단위인 wei로 표시됩니다. 이 값을 이더로 변환해 보세요.
1In [8]: w3.from_wei(1000000000000000000000000, 'ether')2Out[8]: Decimal('1000000')백만 테스트 이더, 여전히 나쁘지 않네요.
둘러보기 #2: 블록 데이터
이 시뮬레이션된 블록체인의 상태를 살짝 들여다봅시다.
1In [9]: w3.eth.get_block('latest')2Out[9]: AttributeDict({3 'number': 0,4 'hash': HexBytes('0x9469878...'),5 'parentHash': HexBytes('0x0000000...'),6 ...7 'transactions': []8})블록에 대해 많은 정보가 반환되지만, 여기서 몇 가지만 짚고 넘어가겠습니다.
- 블록 번호는 0입니다. 테스터 제공자를 얼마나 오래 전에 구성했는지는 중요하지 않습니다. 약 12초마다 새 블록을 추가하는 실제 이더리움 네트워크와 달리, 이 시뮬레이션은 어떤 작업을 지시할 때까지 기다립니다.
transactions는 빈 목록입니다. 같은 이유로, 우리는 아직 아무것도 하지 않았습니다. 이 첫 번째 블록은 체인을 시작하기 위한 빈 블록입니다.parentHash가 단지 빈 바이트들의 묶음이라는 점을 주목하세요. 이는 이 블록이 체인의 첫 번째 블록, 즉 제네시스 블록임을 의미합니다.
둘러보기 #3: 트랜잭션
보류 중인 트랜잭션이 있을 때까지 블록 0에 갇혀 있으니, 하나 만들어 봅시다. 한 계정에서 다른 계정으로 몇 개의 테스트 이더를 보내세요.
1In [10]: tx_hash = w3.eth.send_transaction({2 'from': w3.eth.accounts[0],3 'to': w3.eth.accounts[1],4 'value': w3.to_wei(3, 'ether'),5 'gas': 210006})일반적으로 이 시점에서 트랜잭션이 새 블록에 포함될 때까지 몇 초간 기다려야 합니다. 전체 과정은 다음과 같습니다.
- 트랜잭션을 제출하고 트랜잭션 해시를 보관합니다. 트랜잭션을 포함하는 블록이 생성되고 브로드캐스트될 때까지 트랜잭션은 '보류 중(pending)' 상태입니다.
tx_hash = w3.eth.send_transaction({ … }) - 트랜잭션이 블록에 포함될 때까지 기다립니다:
w3.eth.wait_for_transaction_receipt(tx_hash) - 애플리케이션 로직을 계속 진행합니다. 성공적인 트랜잭션을 보려면:
w3.eth.get_transaction(tx_hash)
우리의 시뮬레이션 환경은 트랜잭션을 즉시 새 블록에 추가하므로, 트랜잭션을 바로 볼 수 있습니다.
1In [11]: w3.eth.get_transaction(tx_hash)2Out[11]: AttributeDict({3 'hash': HexBytes('0x15e9fb95dc39...'),4 'blockNumber': 1,5 'transactionIndex': 0,6 'from': '0x7E5F4552091A69125d5DfCb7b8C2659029395Bdf',7 'to': '0x2B5AD5c4795c026514f8317c7a215E218DcCD6cF',8 'value': 3000000000000000000,9 ...10})모두 보기여기서 익숙한 세부 정보들을 볼 수 있습니다. from, to, value 필드는 send_transaction 호출의 입력값과 일치해야 합니다. 또 다른 안심할 수 있는 점은 이 트랜잭션이 블록 번호 1 내의 첫 번째 트랜잭션('transactionIndex': 0)으로 포함되었다는 것입니다.
관련된 두 계정의 잔액을 확인하여 이 거래의 성공 여부를 쉽게 확인할 수도 있습니다. 3 이더가 한 계정에서 다른 계정으로 이동했어야 합니다.
1In [12]: w3.eth.get_balance(w3.eth.accounts[0])2Out[12]: 99999699997900000000000034In [13]: w3.eth.get_balance(w3.eth.accounts[1])5Out[13]: 1000003000000000000000000두 번째 것은 좋아 보입니다! 잔액이 1,000,000 이더에서 1,000,003 이더로 증가했습니다. 그런데 첫 번째 계정은 어떻게 된 걸까요? 3 이더보다 약간 더 많이 잃은 것처럼 보입니다. 아쉽게도, 인생에 공짜는 없으며 이더리움 퍼블릭 네트워크를 사용하려면 동료들의 지원 역할에 대해 보상해야 합니다. 트랜잭션을 제출한 계정에서 소액의 거래 수수료가 차감되었습니다. 이 수수료는 소모된 가스량(ETH 전송의 경우 21,000 가스 단위)에 네트워크 활동량에 따라 달라지는 기본 수수료를 곱한 값과, 트랜잭션을 블록에 포함하는 검증자에게 가는 팁을 더한 금액입니다.
가스에 대해 더 알아보기
그리고 숨 고르기
꽤 오랫동안 달려왔으니, 이쯤에서 잠시 쉬어가는 것이 좋겠습니다. 토끼굴은 계속 이어지며, 이 시리즈의 2부에서 계속 탐험할 것입니다. 앞으로 다룰 개념: 실제 노드에 연결하기, 스마트 계약, 그리고 토큰. 궁금한 점이 있으신가요? 알려주세요! 여러분의 피드백은 앞으로의 방향에 영향을 미칠 것입니다. 요청은 트위터 (opens in a new tab)를 통해 환영합니다.
페이지 마지막 업데이트됨: 2025년 2월 6일
