[블록체인이론] 합의 개괄 : PoW와 PoS

블록체인에서의 합의

탈중앙화를 유지하면서 공통의 상태에 도달할 수 있는 것에 관한 것

즉, 합의는 통제자가 없는 엄격한 규칙 체계를 만들기 위한 것

책임이 있는 사람, 조직 또는 그룹은 없으며,

대신 파워와 컨크롤은 광범위한 참여자들의 네트워크에 분산되어 있어서

이들 참여자들은 규칙을 따르고 정직하게 행동함으로써 자신의 이익을 보호하게 된다

 

합의 도달

분산 시스템에서 각기 다른 참여자가 한 시스템의 전체 상태에 모두 동의하도록(결과적으로) 하는 것

 

합의 알고리즘이 필요한 이유

탈중앙화된 레코드 보관 및 검증의 핵심 기능에 관해서, 상태 업데이트에서 파생된 정보가 올바른지 확인하기 위해 신뢰에만 의존하는 것은 문제가 된다

이런 문제는 진실을 결정할 중앙기관이 없는 탈중앙화된 네트워크에서 상당히 일반적인 문제이며 비용을 유발한다

신뢰할 수 있는 중재인이 없으면, 다른 방법을 사용해서 불일치를 해결해야 한다

합의 알고리즘은 보안 및 탈중앙화를 해결하는 데 사용되는 메커니즘이다

 

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PoW 작업증명을 통한 합의

PoW의 구어체 용어는 '채굴'로 채굴의 목적은 가능한 한 많은 참가자로부터 탈중앙화된 시스템에 대한 통제권을 유지하며 블록체인을 보호하는 것

채굴에서 새로 발행된 화폐의 보상은 시스템의 보안에 기여하는 사람들에게 주는 인센티브(보상은 수단이며, 목적은 보안)

채굴에 참여하는 데 필요한 에너지 비용은 보상에 상응하는 처벌이다 (참여자가 규정을 지키지 않고 보상을 얻지 못한다면, 채굴을 위해 전기에 투자한 자금이 위험해짐)

 

따라서 PoW 합의는 참여자가 자기 이익 앞에서 정직하게 행동하도록 유도하는 위험과 보상의 균형

 

+)이더리움의 PoW 알고리즘을 이대시(ethash)라고 한다

 

PoS 지분증명을 통한 합의(이더리움 예시)

+)역사적으로 작업증명 도입에 앞서, 많은 연구자들이 지분증명을 제안했고, 어떤 측면에서 작업증명은 지분증명의 대안으로 발명되었다. 

+)이더리움 창립자들은 처음부터 합의 알고리즘을 지분증명으로 옮기길 희망했기 때문에, 이더리움 작업증명에는 난이도 폭탄이라는 핸디캡이 있으며, 이는 이더 채굴을 점차 어렵게 만들어서 지분증명으로의 전환을 강요한다

+)이더리움의 PoS 알고리즘을 캐스퍼(casper)라고 한다 

 

블록체인은 검증인 집합의 유지하며, 이더를 보유한 사람은 이더를 컨트랙트에 예치시키는 특별한 유형의 트랜잭션을 보냄으로써 검증인이 될 수 있다

검증인은 유효한 다음 블록에 대해 제안하고 투표하는 순서를 따르며, 

각 검증인의 투표 중요도는 지분 크기에 따라 다르다

* 특정 검증인이 보유한 블록이 대다수의 검증인에 의해 거부된다면, 보증금(지분)을 잃을 위험이 존재한다

반대로, 검증인은 대다수가 수락한 모든 블록에 대해 누적된 지분에 비례하여 보상은 얻는다

 

따라서 지분증명은 검증인에게 보상 및 처벌 쩨도에 따라 정직하게 행동하고 합의 규칙을 따르도록 한다

 

 

지분증명과 작업증명의 주된 차이점

지분증명에서 처벌은 블록체인에 내제되어 있는 반면(예: 이더의 지분 손실),

작업증명에서는 처벌이 외적(예: 전기 사용에 대한 자금 손실)이라는 것이다