블록체인 - 지분증명 PoS (Proof of Stake)

누구나 이해하기 쉽도록 쉽게 쓴 블록체인 이야기, 지난 시간 작업증명(Proof of Work)을 알아보았다.

 

블록체인에서는 기여를 입증하고 그 대가로 코인을 받아야 하므로 기여를 증명하는 방식이 매우 중요하다는 점을 기억하면서

작업증명 합의 알고리즘 성격을 다시 보자.

 

여러 암호화폐가 많은 컴퓨팅 파워와 자원을 사용하는 작업증명(Proof of Work) 시스템에 기반한다는 점을 설명했다.

작업증명은 일시적으로 합의가 깨질 순 있으나 확률적으로 마지막엔 하나의 블록체인을 합의하게 되는 합의 알고리즘이다.

글로벌 규모의 완전히 오픈된 네트워크에서 운영할 수 있는 알고리즘이다.

작업증명 알고리즘은 이런 특성이 있지만 단점이 있다.

 

바로, 작업증명(Proof of Work)이 “많은 컴퓨팅 파워와 자원을 사용한다.”는 부분을 눈여겨보자.

기존 PoW방식은 블록체인 정당성을 확인할 수 있지만

채굴 노드는 하드웨어를 직접적으로 갖춰야 하고 에너지 소모가 굉장히 크다.

또한 대량의 채굴기를 돌리는 경우 넓은 땅도 가지고 있어야 한다.

채굴기에서 발생하는 열과 소음이 상당하기 때문이다.

 

PoW에서 51%의 해시파워를 가지는 비용이 약 2500억원이다.

앞으로 설명할 대안인 PoS와 100배 가량의 차이가 난다.
 

곧, 작업증명의 단점으로 느린 속도와 낭비되는 에너지 문제가 꼽힌다.

보다 편리하고 간편한 방법이 연구되었고  대안도 여러가지가 나왔다.

권한증명 (PoA)과 지분증명(PoS) 등이 바로 그것이다.

 

오늘은 작업증명의 문제점인 컴퓨팅 파워와 전력 낭비를 해결하기 위해 나온 대안 중 하나인

지분증명, PoS(Proof of Stake)를 알아본다.

 

 

지분증명 PoS(Proof of Stake) 알고리즘은 가상화폐 Peer Coin이 처음 발표한 합의 알고리즘이다.

기존 작업증명 알고리즘의 에너지 낭비와 Nothing at Stake 문제를 해결하기 위해 만들어졌다.

 

채굴과 작업증명에는 많은 컴퓨팅 파워와 자원이 필요한데

이는 블록 채굴에 기여한 리소스를 입증하는 과정이기 때문이었다.

 

하지만 지분증명은 암호화폐 상에서 지분을 가진 참여자가

자신의 지분 가치 하락을 원하지는 않는다는 가정으로 진행된다.

컴퓨팅 파워와 자원은 절약되고 네트워크상에서는 최고 이익률을 유지하도록 하는 것이다.

 

지분증명PoS(Proof of Stake) 은 컴퓨팅 파워 낭비가 아닌 자신이 가진 돈 (Stake)을 통해 블록을 생성한다.

암호화폐 보유량에 따라 채굴 양을 결정하는 프로세스다.

만약 A가 5%의 암호화폐를 가졌다면 블록의 5%를 채굴할 수 있는 것이다.

 

지분증명PoS(Proof of Stake)는 작업이 아닌 더 많은 지분 (해당 코인)을 가질수록

그에 비례하여 블록에 기록할 권한이 더 많이 부여된다.

코인을 가진 노드 모두가 합의를 통해 블록에 데이터를 추가할 수 있고

코인을 많이 가진 노드는 데이터를 업데이트할 권한을 더 많이 가지게 되는 것이다.  
 

'돈을 많이 가진 사람일수록 장부에 작성할 권한을 더 많이 가진다… '

'만약 지분이 많은 사람이 악의적인 공격을 한다면 어떻게 될까?'

해당 블록체인은 위험해질 수 밖에 없다.

 

그럼에도 많은 개발자들이 지분증명 PoS(Proof of Stake)를 선호한다. 왜일까?

 

PoS는 중앙집권화가 더 어렵다.

코인을 가진 노드 누구나 네트워크에 허가없이 참여할 수 있다.

더 많은 사람이 의사결정과정에 쉽게 참여하며 분산화가 더 잘 된다고 볼 수 있다.
 

공개 블록체인에서는 작업증명 알고리즘과 지분증명 알고리즘을 많이 채택하고 있다.

 

현재 지분증명 알고리즘은 Peer Coin에서 제안한 방식 뿐 아니라

지분을 사용하는 모든 종류의 합의 알고리즘을 지칭한다.

Stake로 영향력을 나타내는 것은 동일하나 내부 동작 방법은 알고리즘에 따라 굉장히 상이하다.

 

이러한 합의 알고리즘을 확률적 합의 알고리즘이라고 한다.