권위증명

권위증명(PoA, Proof of Authority)이란 권위있는 기관에서 조건에 맞는 노드를 증명해 이들간 합의를 이루는 방식의 합의 알고리즘이다. 포아라고도 읽는다. 두나무 블록체인 서비스(DBS) 플랫폼인 루니버스는 권위증명(PoA) 방식을 사용한다.

개요

권의증명 방식은 블록체인 네트워크를 위한 효과적이고 실제적인 해결책으로 평판을 기반으로 한 합의 알고리즘이다. ‘권의증명’이라는 용어는 이더리움의 공동 창립자이자 최고 기술 책임자였던 개빈 우드(Gavin Wood)에 의해 제시되었다.

권의증명 합의 알고리즘은 신원의 가치를 증대시키는데, 이 방식에서 블록 검증자는 코인을 스테이킹 하지 않고 그들의 평판을 대신 사용한다. 그러므로 권위증명 블록체인은 신뢰 가능한 주체를 통해서 임의로 선정되어 검증된 노드를 통해 보호된다.

이 모델은 한정된 블록 검증자에 의존한다는 특징이 있는데 이것이 시스템 확장성이 뛰어난 이유이다. 시스템의 중재자 역할을 하는 사전에 승인된 참여자에 의해서만 블록과 트랜잭션이 검증되기 때문이다.

권위증명 합의 알고리즘은 특히 물류 어플리케이션에서 고부가가치 옵션으로 간주되는데, 공급망과 관련하여 매우 효과적이고 합리적인 해결책이 될 수 있다. 이 외에도 권위증명 방식은 다양한 시나리오에 적용될 수 있다.

예를 들어, 권위증명 방식은 블록체인 기술의 장점을 활용하는 동시에 기업 프라이버시를 유지 가능하게 한다. 마이크로 소프트 애저(Microsoft Azure)는 권위증명을 사용하는 한 예이다. 쉽게 말해 애저 플랫폼은 채굴을 요구하지 않는다. 때문에 가스와 같은 자체 통화가 필요하지 않는 시스템을 구축했으며 이를 통해 사설 네트워크를 위한 해결책을 제시한다.

조건

각 시스템에 따라 조건이 다를 수 있지만, 권위증명 방식은 대게 다음과 같은 조건을 필요로 한다.

• 유효하고 신뢰할 수 있는 신원 : 검증자는 자신의 실제 신원을 증명해야 한다.
• 검증자가 되기 어려움 : 지원자는 기꺼이 자금을 투자하여 자신의 평판을 걸어야 한다. 이 과정은 지원자에게는 매우 힘들지만 의심스러운 검증자가 선출된 위험을 감소시킨다. 이때, 검증자가 된 지원자는 장기간의 헌신에 대한 인센티브를 제공받는다.
• 검증자 선정 기준 : 검증자를 선정하는 과정은 모든 지원자에게 평등해야 한다.

평판 매커니즘을 기반으로 하는 권위증명 방식의 핵심은 검증자 신원 이면의 확실성이다. 이는 절대 쉬운 과정일 수 없으며 쉽게 포기될 수도 없다. 이 과정은 반드시 형편없는 후보자를 걸러낼 수 있는 도구가 되어야 한다. 마지막으로, 모든 검증자가 동일한 절차를 거치도록 하는 것은 시스템의 온전함과 신뢰성을 보장한다.

장단점

장점

비트코인 네트워크의 첫 번째 블록체인 트랜잭션 이후 암호화폐 업계는 많은 변화를 겪었다. 특히, 합의 알고리즘의 대표격이라 할 수 있는 작업증명 및 지분증명 방식과 다른 합의 알고리즘이 블록체인 시스템 내에서 합의에 이르는 대안적인 방법으로 제시되었다.

비트코인에서 사용되는 작업증명 알고리즘은 현존하는 알고리즘 중 가장 안전하며 신뢰할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 확장성 문제가 존재한다. 비트코인뿐만이 아니라 작업증명 기반 블록체인들은 확장성 문제 때문에 제한된 초당 트랜잭션 속도를 보인다. 이러한 문제점은 비트코인이 현 상태의 블록체인 합의와 동의에 도달해야 하는 분산화 된 네트워크 노드에 의존한다는 사실과 관련성을 가지고 있다. 즉, 이는 새로운 트랜잭션 블록이 승인이 되기 위해서는 대부분의 네트워크 노드의 검증과 동의를 거쳐야 한다는 것을 의미한다. 따라서 비트코인의 탈중앙적인 측면은 안전하고 믿을 수 있는 경제적 시스템을 제공하지만 보다 큰 규모에서 사용되기에는 내재적 한계를 가지고 있다.

지분증명 블록체인은 초당 트랜잭션 속도라는 측면에서 비트코인보다 우수한다. 그러나 그 차이는 그리 크지 않으며 지분증명 네트워크 또한 작업증명 방식이 가지고 있던 확장성 문제를 실제로 해결하지는 못했다. 이러한 맥락에서 권의증명 방식은 초당 훨씬 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있기 때문에 보다 효율적인 대안으로 제시되고 있다.

일부 권위증명 방식을 코인 대신 신원의 가치를 증대시킨 수정된 지분증명 방식으로 간주하는 시선이 있다. 대다수 블록체인 네트워크의 탈중앙적 성격 때문에 지분증명 방식이 특정 비즈니스 기업에 언제나 적합하다고 볼 수는 없다. 이와 반대로 권위증명 시스템은 그 성능이 훨씬 뛰어나 사설 블록체인을 위한 더 나은 해결책이 될 수 있다.

단점

한편으로 권위증명 메커니즘을 탈중앙성을 포기한 합의 알고리즘으로 간주하는 시선도 존재한다. 그러므로 이러한 합의 알고리즘 모델은 중앙화 된 시스템을 보다 효과적으로 만들기 위한 노력에 지나지 않을 수 있다. 권위증명 방식은 물류 시스템을 필요로 하는 대기업에게 좋은 해결책이 될 수 있지만, 특별히 암호화폐 영역에 도입하기에는 망설여질 수 있다. 이는 높은 처리량을 가지고 있지만, 검열이나 블랙리스팅이 쉽게 이루어지지 않아 불변성 측면이라는 문제점을 가지고 있다.

또 다른 권위증명 방식에 대한 비판은 검증자가 누구에게나 공개된다는 것이다. 이와 반대되는 주장은 오직 권위있는 참가자만 이러한 자리를 유지할 수 있으며, 검증자가 되려고 한다는 것이다. 그러나 검증자의 신원을 아는 것은 여전히 제3자의 조작으로 이어질 수 있는 가능성을 가지고 있다는 것이다. 예를 들어, 경쟁자가 권위증명 네트워크를 붕괴시키려고 한다. 이 때 내부에서부터 시스템을 위협하기 위해 부정직한 행동을 하여 대중적으로 알려진 검증자에게 안 좋은 영향을 미칠 수 있다.

작업증명과 지분증명, 권위증명 방식은 모두 고유의 장단점을 가지고 있다. 블록체인의 탈중화라는 특징이 암호화폐 커뮤니티에서 높은 가치를 갖고 있다는 것은 잘 알려져 있다. 하지만 권위증명은 합의 알고리즘으로서 높은 처리량과 확장성을 위해 탈중화라는 블록체인의 특징을 포기했다. 권위증명의 고유한 특징들은 지금까지 블록체인이 작동해왔던 것과는 달리 극명한 대조를 이룬다. 권위증명 방식은 여전히 흥미로운 접근방식으로 사설 블록체인 어플리케이션에 효과적으로 적용되어 부상하는 블록체인 해결책이 아니라고 무시될 수는 없다.

사용

• 루니버스 : 루니버스는 람다 합의 알고리즘(LCA; Lambda Consensus Algorithm)에 따라 루니버스 플랫폼에 참여한 파트너들이 모두 공평하게 블록을 생성하고 플랫폼을 운영한다. 현재 람다 합의 알고리즘은 최대 25개의 파트너사가 블록 검증자가 되어 블록생성을 라운드 로빈 방식으로 수행하는 권위증명 방식이다. 루니버스는 권위증명에 참여한 검증자들의 신뢰성을 높이기 위해 일정 지분을 스테이킹하여 루니버스 플랫폼에 해가 되는 행동이나 거버넌스를 위반할 경우 지분을 몰수하는 기능을 기존 권위증명에 추가하였다. 모든 검증자들은 루니버스에서 제공하는 권의증명 거버넌스 툴을 제공받으며 온체인 활동을 한다. 또한 다섯 명의 구성원으로 오프라인 거버넌스 위원회를 구성하고 온라인으로 다루기 힘든 문제를 해결한다.

참고자료

• 〈권위 증명(PoA) 설명〉, 《바이낸스 아카데미》, 2018-12-08
• 한수연 기자, 〈박재현 두나무 연구소장, “클라우드 블록체인 서비스 내년 출시”〉, 《블로터》, 2018-06-08
• 해시넷, 〈(암호화폐 제40탄)루니버스(Luniverse)란 무엇인가?〉, 《네이버 블로그》, 2018-11-20
• 고란 기자, 〈VHS가 표준된 이유는 포르노?... 플랫폼 전쟁 승패, 서비스가 좌우한다〉, 《중앙일보》, 2018-10-25

같이 보기

• 합의 알고리즘
• 루니버스
• 두나무㈜

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