# 블룸 필터 (Bloom Filter)

블룸 필터(Bloom Filter)는 어떤 항목이 집합에 속하는지 여부를 확인하는 데 쓰는 확률적 데이터 구조입니다. 비트코인에서는 SPV 클라이언트가 전체 노드에 조건에 맞는 트랜잭션과 머클 블록만 요청할 때 주로 쓰였습니다.

## 장점:

- **공간 효율성:** 블룸 필터는 집합 전체를 저장하는 것보다 훨씬 적은 공간을 차지하며, 집합이 클수록 차이가 커집니다.
- **빠른 조회:** 원소가 집합에 있는지 확인하는 데 보통 해시 연산 몇 번이면 충분해 매우 빠릅니다.

## 단점:

- **확률적 특성:** 블룸 필터는 거짓 양성(false positive)을 낼 수 있습니다. 즉, 집합에 없는 원소를 있다고 판단할 수 있습니다. 반면 거짓 음성은 절대 나오지 않습니다.
- **삭제 어려움:** 블룸 필터에서 원소를 삭제하기는 어렵고, 큰 성능 저하 없이는 불가능한 경우가 많습니다.

## 암호화폐에서의 사용 사례:

블룸 필터는 암호화폐 분야에서 여러 방식으로 활용됩니다.

1. **SPV 클라이언트:** 단순 결제 검증(SPV) 클라이언트는 블록체인 전체를 내려받지 않고, 블룸 필터를 이용해 전체 노드에 필요한 트랜잭션과 블록만 요청합니다.
2. **비트코인 네트워크:** 블룸 필터 덕분에 SPV 클라이언트는 전체 노드에서 관련 데이터만 효율적으로 받아 대역폭 사용량을 줄이고 개인 정보 보호를 개선할 수 있습니다.

## 블룸 필터란?

데이터 전체를 저장하지 않고도 트랜잭션 같은 특정 정보가 큰 데이터 집합 안에 있을 *가능성*이 있는지 알려 주는, 문지기 같은 데이터 구조입니다.

## 어떻게 쓰일까요?

SPV(단순 결제 검증) 클라이언트를 위한 지름길이라고 보면 됩니다. 용량이 매우 큰 블록체인 전체를 내려받는 대신, 블룸 필터를 쓰면 클라이언트는 다음과 같이 동작합니다.

- 찾는 데이터(예: 특정 주소와 관련된 트랜잭션)를 압축해 표현한 필터를 만듭니다.
- 이 “필터”를 전체 노드로 보냅니다.
- 전체 노드는 필터를 사용하여 일치하는 데이터가 있는지 빠르게 확인합니다.
- 전체 노드는 일치하는 항목이 있을 때만 관련 트랜잭션과 머클 블록을 보내므로 대역폭과 시간을 아낄 수 있습니다.

도서관 서가를 전부 훑는 대신 사서에게 특정 저자의 책이 있는지 묻는 것과 같습니다.

## 주의할 점

블룸 필터는 매우 유용하지만 완벽하지 않습니다. 작은 확률로 **거짓 양성**이 생길 수 있습니다. 즉, 실제로 없는 데이터를 있다고 알려 줄 수 있습니다. 다만 크게 높아지는 효율에 비하면 작은 대가입니다.

## 비유로 이해하기

증권 시장의 바쁜 트레이더를 떠올려 보세요. 수천 개 종목의 시세가 끊임없이 쏟아지지만 관심 종목은 몇 개뿐입니다. 지나가는 시세를 전부 읽는 대신, 관심 종목이 언급되었는지 알려 주는 특별한 필터를 쓴다고 생각해 보세요.

이 필터는 완벽하지 않아서 가끔 거짓 양성(관심 종목이 언급되지 않았는데 언급되었다고 알림)이 생깁니다. 그래도 관련 없는 정보를 빠르게 걸러 내고 중요할 수 있는 소식만 골라 주는 데는 매우 뛰어납니다. 블룸 필터가 하는 일이 바로 이것입니다.

## 암호화폐에서 작동하는 방식

블록체인 전체를 저장하지 않는 “라이트” 지갑을 생각해 보세요. 이런 지갑은 모든 트랜잭션을 확인하는 대신(시세를 전부 읽는 것처럼) 블룸 필터를 사용합니다.

- 지갑은 네트워크에 “이러한 주소와 관련된 트랜잭션에만 관심이 있습니다.”라고 알립니다.
- 노드는 블룸 필터로 새 트랜잭션이 해당 주소와 일치하는지 빠르게 확인합니다.
- 필터에 거짓 양성이 일부 섞일 수 있지만, 지갑이 처리할 데이터 양은 크게 줄어듭니다.

**정리하면, 블룸 필터는 집합 전체를 저장하지 않고도 어떤 항목이 집합에 속할 *수도* 있는지 빠르게 확인하는 방법입니다. 완벽한 정확성 대신 속도와 효율을 택한 절충입니다.**

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출처: https://achivx.kr/glossary/bloom-filter-%EB%B8%94%EB%A3%B8-%ED%95%84%ED%84%B0/ · ACHIVX 용어 사전 · 수정일 2026-10-20