합의 알고리즘

합의 알고리즘이란 다수의 참여자들이 통일된 의사결정을 하기 위해 사용하는 알고리즘을 말한다. 합의 모델, 합의 방식 또는 합의 프로토콜이라고도 한다. 블록체인 시스템의 경우 네트워크에 참여하는 모든 참여자들이 동일한 데이터를 복사하여 분산 저장하기 때문에 원본과 사본의 구별이 없으며, 통일된 의사결정을 내릴 수 있는 권위 있는 중앙(center)이 존재하지 않는다. 이런 상황에서 합리적이고 효율적인 의사결정을 내릴 수 있는 다양한 알고리즘이 개발되었다.

종류

• 작업증명(PoW, Proof of Work) : 목표값 이하의 해시를 찾는 과정을 무수히 반복함으로써 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식의 알고리즘이다. 채굴(mining)을 통해 작업증명을 한다. 비트코인, 이더리움, 라이트코인, 비트코인캐시, 비트코인골드, 모네로, 지캐시, 시아코인, 불왁, 에이치닥 등의 암호화폐에서 작업증명 방식을 사용하고 있다.
• 균형작업증명(ePoW, equilibrium Proof of Work) : 기존 작업증명(PoW) 방식을 기반으로 하되, 한 번 채굴에 성공한 노드는 일정 기간 강제로 휴식을 취하도록 만들어 다른 노드들에게 채굴 기회를 공평하게 나누어 주는 방식의 합의 알고리즘이다. 에이치닥 코인에서 이 방식을 사용하고 있다.
• 이중작업증명(DPoW, Dual Proof of Work) : 자체 블록체인 이외에 추가로 기존 비트코인의 블록체인도 함께 사용함으로써 위변조가 더욱 어렵게 만드는 합의 알고리즘이다. 코모도(Komodo)가 디포우(DPoW) 방식을 사용하고 있다.
• 지분증명(PoS, Proof of Stake) : 해당 암호화폐를 보유하고 있는 지분율에 비례하여 의사결정 권한을 주는 방식이다. 주주총회에서 주식 지분율에 비례하여 의사결정 권한을 가지는 것과 유사하다. 채굴 과정이 필요 없다. 큐텀, 피어코인 등의 암호화폐가 지분증명 방식을 사용하고 있다. 스트라티스는 처음에 작업증명 방식을 사용했으나 지분증명 방식으로 변경했다. 이더리움도 현재 작업증명 방식을 벗어나 지분증명 방식으로 변경할 예정이다.
• 우로보로스 지분증명(OPoS, Ouroboros Proof of Stake) : 기존 지분증명 방식의 문제점인 그라인딩 공격(Grinding Attack)을 방어하기 위해 코인토싱(coin tossing) 프로토콜을 사용하여 만든 합의 알고리즘이다. 에이다가 이 방식을 사용하고 있다.
• 리스지분증명(LPoS, Leased Proof of Stake) : 자신이 소유한 암호화폐를 다른 사람에게 리스(lease)로 임대해 주고 그 대가로 보상을 받는 방식이다. 웨이브가 이 방식을 사용하고 있다.
• 위임지분증명(DPoS, Delegated Proof of Stake) : 암호화폐 소유자들이 각자의 지분율에 비례하여 투표권을 행사하여 자신의 대표자를 선정하고, 이 대표자들끼리 합의하여 의사결정을 내리는 방식이다. 국민의 대표로 의원을 뽑아 의회를 구성하는 대의 민주주의 제도와 유사하다. 이오스, 스팀, 리스크, 엘프, 라이즈, 아크, 비트셰어, 시프트, 보스코인 등이 위임지분증명 방식을 채택하고 있다.
• 이중위임지분증명(DDPoS, Dual Delegated Proof of Stake) : 기존의 위임지분증명(DPoS) 방식을 사용하면서, 알고리즘에 따라 실시간으로 교체되는 임의의 노드인 시그마노드(sigma node)를 추가하여 검증하도록 함으로써 대표자들 간의 담합에 의한 블록체인 데이터 조작 가능성을 예방한 합의 알고리즘이다. 곽진영이 창시한 시그마체인이 DDPoS 방식을 사용하고 있다.
• 하이퍼 위임지분증명(Hyper-DPoS) : 기존의 위임지분증명(DPoS) 방식을 기반으로 하되, 일정한 시간 안에 빠르게 반응하고 응답할 수 있는 노드(node)만을 선택하여 합의 과정에 참여시키는 합의 알고리즘이다. 하이퍼 디포스라고도 한다. 모파스가 이 방식을 사용하고 있다.
• 활동증명(PoA, Proof of Activity) : 작업증명(PoW) 방식과 지분증명(PoS) 방식을 혼합한 알고리즘이다. 디크레드가 이 방식을 사용하고 있다.
• 소각증명(PoB, Proof of Burn) : 코인을 결코 돌아올 수 없는 지갑에 보내서 소각하면, 소각한 코인량에 비례하여 채굴 성공 가능성이 높아지는 방식이다. 지출증명이라고도 한다. 슬림코인(slimcoin)이 이 방식을 사용하고 있다.
• 두뇌증명(PoB; Proof of Brain) : 암호화폐의 발행을 채굴자나 지분 소유자에게 맡기지 않고, 지적 두뇌 활동을 통해 콘텐츠를 생산하는 사용자와 해당 서비스를 이용하는 참여자들에게 맡기는 합의 알고리즘이다. 스팀(Steem)이 이 방식을 사용하고 있다.
• 중요도증명(PoI, Proof of Importance) : 블록체인 네트워크에서 더 많은 지분을 가지고 더 많이 거래를 함으로써 더 많은 활동량을 보인 사람에게 더 큰 의사결정 권한을 주는 방식이다. 넴이 이 방식을 사용하고 있다.
• 신뢰성증명(PoB, Proof of Believability) : 커뮤니티에 대한 기여도를 고려하여 신뢰성이 높은 그룹을 찾아내고 이를 묶어서 증명에 사용하는 방식이다. 이오스트가 이 방식을 사용하고 있다.
• 권위증명(PoA, Proof of Authority) : 권위있는 기관에서 조건에 맞는 노드를 증명해 이들간 합의를 이루는 방식이다. 두나무 블록체인 서비스(DBS)는 권위증명(PoA) 방식을 사용한다.
• 저장증명(PoS; Proof of Storage) : 증명자(prover)가 자신의 하드디스크 여유 공간에 데이터를 저장하고, 검증자(verifier)가 그것을 승인 또는 거절하는 방식으로 작동하는 합의 알고리즘이다. 공간증명(Proof of Space)이라고도 한다. 유토큰(YOU token)이 저장증명 방식을 사용하고 있다.
• 용량증명 : 블록체인 노드가 가진 데이터 스토리지 공간의 크기에 비례하여 투표 효력을 계산하는 방식이다. 용량증명의 변형된 형태가 저장증명(Proof of Storage) 또는 공간증명(Proof of Space)이다. 버스트코인(Burstcoin)이 용량증명 방식을 사용하고 있다.
• 경과시간증명(PoET, Proof of Elapsed Time) : 미국 인텔이 개발한 합의 알고리즘이다. 한국의 이든체인(EdenChain)이 이 방식을 사용하고 있다.
• 프랙티컬 비잔틴 장애 허용(PBFT, Practical Byzantine Fault Tolerance) : 네오, 질리카, 하이퍼레저, R3, ICT, 텐더민트 등에서 사용하는 방식이다.

참고자료

• 김진호 기자, 〈(코인개념사전) 보상의 법칙, 작업증명부터 중요도증명까지〉, 《동아사이언스》, 2018-03-07
• 유지수 기자, 〈THEblockchain: 블록체인 합의 프로토콜 기초서〉, 《토큰포스트》, 2017-03-07
• 이정훈 기자, 〈(이정훈의 암호화폐 읽기)<9>채굴량 제한된 비트코인, 작업증명의 대안〉, 《이데일리》, 2018-02-03
• Lucas Mearian, 〈블록체인 기반 암호화폐 통제 방식 바뀐다…지분 중심 방식 대두〉, 《아이티월드》, 2018-06-15
• Lucas Mearian, 〈작업 증명에서 지분 증명으로… 변화하는 블록체인 기반 암호화폐 거버넌스 방식〉, 《아이티월드》, 2018-05-08
• 파랑새, 〈블록체인 기술 용어〉, 《파랑새 암호화폐 연구회》, 2018-02-20

같이 보기

• 블록체인
• 채굴
• 해시
• 알고리즘
• 암호 알고리즘
• 체인 알고리즘

블록체인 : 블록체인 기술, 합의 알고리즘, 암호 알고리즘, 알고리즘 □■⊕, 블록체인 플랫폼, 블록체인 솔루션, 블록체인 서비스 채굴 알고리즘 SHA-256 • X11 • X11고스트 • X13 • X14 • X15 • X16R • X17 • 그로스톨 • 네오스크립트 • 니스트5 • 리라2알이 • 미리아드-그로스톨 • 블레이크 • 블레이크2 • 블레이크B • 블레이크2B • 블레이크256R8 • 블레이크256R14 • 스컹크해시 • 스케인 • 스크립트 알고리즘 • 스크립트엔 • 엘비알와이(LBRY) • 이더해시 • 이퀴해시 • 제반 • 쿼크 알고리즘 • 큐빗 알고리즘 • 크립토나이트 • 크립토나이트 라이트 • 타임트래블10 • 텐서리티 • 파스칼 • 프로그작업증명(ProgPoW) 매칭 알고리즘 BM25 • FAISS • 경매 • 더치 경매 • 매칭 알고리즘 • 매칭튜터 • 벡터검색 • 비크리 경매 • 센디 • 집닥 • 튜다 • 틴더 추천 알고리즘 TF-IDF • 역문서빈도(IDF) • 용어빈도(TF) • 추천 알고리즘 • 콘텐츠 기반 필터링 • 협업 필터링 고급 검색 알고리즘 AND-OR 검색 트리 • 국소 검색 알고리즘 • 국소 다발 검색 • 모의정련 • 언덕 오르기 검색 • 유전 알고리즘 대항 검색 검색의 차단 • 알파베타 가지치기 • 전방 가지치기 • 최소최대 알고리즘 제약 만족 문제 국소검색 • 역추적검색 • 제약전파 게임이론 게임이론 • 공유지의 비극 • 내시균형 • 메커니즘 디자인 • 비협조게임 • 사회선택이론 • 역게임이론 • 제로섬게임 • 조정게임 • 죄수의 딜레마 • 치킨게임 • 팃포탯 • 협조게임 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반