블록체인은 거래를 확인하기 위해 합의 메커니즘에 의존하지만, 네트워크가 유효한지 여부가 왜 중요한가요? 작업 증명(PoW) 또는 지분증명(PoS)? 이 가이드에서는 PoW와 PoS를 간단한 용어로 나누어 각 방법의 장단점과 특징을 다루면서 어떻게 블록체인을 보호하는지 설명합니다. 2024년에 알아야 할 사항은 다음과 같습니다.
이 가이드에서는:
- 작업증명(PoW)이란 무엇입니까?
- 지분 증명(PoS)이란 무엇입니까?
- 작업 증명과 지분 증명: 비교
- PoW와 관련된 과제
- PoS와 관련된 과제
- PoS 또는 PoW 중 어느 합의가 더 낫습니까?
- 자주 묻는 질문
작업증명(PoW)이란 무엇입니까?
작업 증명(PoW)은 채굴자가 계산 능력을 사용하여 복잡한 수학적 퍼즐을 풀고 블록체인에서 거래를 검증하는 합의 메커니즘입니다. 이 프로세스는 채굴자들의 경쟁을 통해 네트워크가 안전하고 분산되도록 보장합니다.
PoW의 주요 특징
- 마이닝 기반 검증: 채굴자들은 암호화 퍼즐을 풀기 위해 경쟁하며, 승자는 블록을 검증하고 보상을 받습니다.
- 에너지 집약적: 거대한 퍼즐 대회에 에너지가 필요한 것처럼 PoW도 컴퓨팅 파워를 많이 사용하므로 에너지 집약적입니다.
- 어려움을 통한 보안: 퍼즐의 복잡성으로 인해 누구나 네트워크를 조작하기가 매우 어렵습니다. 변경하려면 이전의 모든 퍼즐을 다시 풀어야 하는데 이는 사실상 불가능합니다.
PoW가 보안과 분산화를 보장하는 방법
PoW는 네트워크를 공격하거나 조작하는 데 엄청난 비용이 들게 함으로써 보안을 제공합니다. 속임수를 쓰는 데 필요한 자원이 너무 많아서 노력할 가치가 없습니다. 동시에, PoW는 적절한 하드웨어를 가진 사람이라면 누구나 채굴에 참여할 수 있도록 하여 단일 주체가 네트워크를 제어하지 못하도록 합니다.
PoW를 활용한 블록체인의 예
- 비트코인: PoW를 구현한 최초의 암호화폐인 비트코인의 분산형 네트워크는 블록체인을 보호하기 위해 채굴자에 의존합니다.
- 라이트코인: 비트코인의 포크인 라이트코인은 PoW를 사용하지만 더 빠른 거래 시간을 제공하므로 소규모 일상 거래에 더 적합합니다.
지분 증명(PoS)이란 무엇입니까?
지분 증명(PoS)은 검증인이 보유하고 있는 암호화폐의 양을 기반으로 새로운 블록을 생성하도록 선택되고 담보로 “지분”하려는 합의 메커니즘입니다. 이 방법은 에너지 집약적인 계산의 필요성을 줄이고 네트워크 효율성을 높입니다.
PoS의 주요 특징
- 스테이킹이 채굴을 대체합니다.: PoS는 채굴자 대신 블록을 검증할 기회를 얻기 위해 코인을 잠그거나 스테이킹하는 검증자를 사용합니다.
- 에너지 효율성: PoS는 과도한 계산에 의존하지 않기 때문에 PoW보다 훨씬 적은 에너지를 소비합니다.
- 스테이크에 따른 검증인 선택: 검증인은 자신이 스테이킹한 코인 수에 따라 선택되므로 네트워크 보유 및 보안을 장려합니다.
스테이킹 및 검증인 선택 프로세스
PoS에서 검증자는 암호화폐의 일부를 담보로 잠급니다. 선택하면 새 거래의 유효성을 검사하고 블록체인에 추가합니다. 부정직하게 행동할 경우 스테이킹된 코인이 삭감(분실)될 수 있으므로 참가자는 규칙을 준수해야 합니다. 이 시스템은 큰 지분을 보유한 사람들에게 유리하지만 소규모 보유자도 참여할 수 있습니다..
PoS를 활용한 블록체인의 예
- 카르다노: 연구 중심 접근 방식으로 유명한 선도적인 PoS 블록체인인 Cardano는 스테이킹을 통한 보안과 지속 가능성을 강조합니다.
- 이더리움: 이더리움은 2022년 PoW에서 전환한 후 이제 PoS를 사용하여 에너지 효율성과 확장성을 크게 높였습니다.
작업 증명과 지분 증명: 비교
차이점은 항상 자세히 설명할 수 있지만 다음은 각각의 작동 방식을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있는 참조용 빠른 표입니다.
PoW와 관련된 과제
작업증명(PoW)은 보안과 분산화로 널리 알려져 있지만 상당한 과제를 안고 있습니다. 에너지 소비, 중앙 집중화 위험, 느린 트랜잭션 속도로 인해 확장성이 제한됩니다.
높은 에너지 소비
PoW의 가장 많이 언급되는 단점 중 하나는 환경에 미치는 영향입니다. 암호화 퍼즐을 해결하는 데 필요한 에너지는 엄청나므로 지속 가능성에 대한 우려가 있습니다. 이로 인해 블록체인 기술의 친환경 대안에 대한 논쟁이 촉발되었습니다.
비트코인의 엄청난 거래, 신뢰 및 보안 이점은 거래 확인 프로세스의 적극적으로 자원 집약적인 설계로 인해 상쇄됩니다. 이는 이제 기후에 의존하는 세계에서 생존할 수 있는 능력을 손상시킵니다.
트루비, J.(2018). 비트코인 탈탄소화: Science Direct
아래 차트는 PoW 합의 메커니즘에서 PoS로 전환한 후 이더리움의 에너지 소비 변화를 보여줍니다.
채굴장으로 인한 중앙화 위험
채굴 경쟁이 더욱 치열해지고 하드웨어 집약도가 높아짐에 따라 소규모 채굴자들은 경쟁에 어려움을 겪고 있습니다. 이로 인해 자원을 결합하여 함께 퍼즐을 해결하는 채굴자 그룹인 채굴 풀이 등장하게 되었습니다. 이로 인해 채굴이 더욱 효율적으로 이루어지지만, 소수의 대규모 풀에 전력을 중앙 집중화하여 PoW의 분산화 원칙을 훼손할 위험도 있습니다.
느린 거래 시간
비트코인과 같은 PoW 네트워크는 새로운 합의 메커니즘에 비해 느린 속도로 거래를 처리합니다. 채굴자가 각 퍼즐을 해결하는 데 시간이 필요하기 때문에 블록 생성이 더 오래 걸릴 수 있으며, 특히 네트워크 트래픽이 많은 기간에는 거래 검증이 지연될 수 있습니다.
PoS와 관련된 과제
지분 증명(PoS)은 에너지 효율적이고 확장 가능하다는 점에서 칭찬을 받지만 그 자체로 여러 가지 과제에 직면해 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 중앙화의 위험
- 잠재적인 보안 취약점
- 스테이킹의 복잡성
부의 집중으로 인한 중앙화 위험
PoS 시스템에서는 더 많은 양의 암호화폐를 스테이킹한 검증인이 블록을 검증하도록 선택될 가능성이 더 높습니다. 이로 인해 소수의 부유한 참여자 그룹이 네트워크의 상당 부분을 제어하는 상황이 발생하여 중앙화에 대한 우려가 높아질 수 있습니다.
보안 우려(장거리 공격, 위험 감소)
PoS는 일반적으로 안전한 것으로 간주되지만 자체적인 취약점도 있습니다. 그러한 위험 중 하나는 공격자가 블록체인의 기록을 다시 쓰는 장거리 공격입니다.
이를 완화하기 위해 PoS 시스템은 부정직하게 행동하는 검증인에 대해 처벌(슬래싱)을 구현합니다. 그러나 정직한 검증인이 실수로 불이익을 받아 스테이킹된 코인이 손실될 수 있는 위험이 있습니다.
스테이킹 프로세스의 복잡성
스테이킹은 특히 초보자에게 복잡한 과정이 될 수 있습니다. 검증인은 스테이킹할 금액을 이해하고, 삭감 위험을 관리하며, 네트워크에서 자신의 역할을 유지하기 위해 온라인 상태를 유지해야 합니다. 티그 복잡성으로 인해 소규모 보유자가 참여하는 것을 방해할 수 있으며 잠재적으로 시스템을 더 경험이 많거나 부유한 사용자의 손에 맡길 수 있습니다.
2024년 현재 PoW와 PoS의 측면을 결합한 여러 하이브리드 모델이 탐색되고 있습니다. 예를 들어 Kadena와 같은 프로젝트는 보안에 PoW를 사용하고 거버넌스에 PoS를 사용하여 보안과 에너지 효율성 사이의 균형을 유지합니다.
PoS 또는 PoW 중 어느 합의가 더 낫습니까?
이 작업 증명 대 지분 증명 토론에서 확실한 승자는 없습니다. 각각은 사용 사례에 따라 장단점이 있습니다. 하지만 블록체인 기술이 발전하면서 PoS는 에너지 효율성, 지속 가능성, 확장성 측면에서 더욱 주목을 받고 있으며, PoW는 높은 수준의 보안으로 여전히 신뢰를 받고 있습니다.
많은 새로운 체인이 PoS를 통해 보다 친환경적인 자격 증명을 강화하는 것을 선택하는 반면, PoW는 보다 에너지 집약적인 합의 메커니즘이 장기적으로 관련성을 유지할 수 있도록 보장하기 때문에 원래이자 가장 인기 있는 블록체인인 비트코인의 상태입니다.
