유동지분증명

유동지분증명(LPoS, Liquid Proof of Stake)이란 암호화폐 소유자 중 랜덤하게 대표자를 선출하고, 이 대표자들끼리 합의하여 의사결정을 내리는 합의 알고리즘이다. 유동위임지분증명 또는 리퀴드 지분증명이라고도 한다. 테조스(Tezos)가 이 방식을 사용한다.

개요

테조스는 토큰 소유자가 소유권을 양도하지 않고 다른 토큰 소유자에게 유효성 검사 권한을 이전할 수 있도록 허용한다. 이로 인해 많은 관찰자는 테조스의 합의 메커니즘을 위임지분증명 모델과 혼동하게 되었다. 위임지분증명에서, 네트워크 합의를 위해서는 고정 블록 생산자 세트(즉, 대표자)의 선택이 필요하다. 테조스에서 위임은 선택사항이다. 테조스의 합의 메커니즘을 '유효한 입증자' 또는 '유동지분증명(LPOS)'이라고 하며, 유동지분증명은 토큰 보유자의 조정과 거버넌스를 용이하게 하는 동적 검증자 세트를 유지한다.

활용

테조스

일반적으로 블록체인 구조에서 분산형 피투피(P2P) 네트워크 참가자인 노드(node)는 네트워크를 계속 가동 및 운영하는 데 필요한 컴퓨팅 자원을 제공하며, 의사결정을 위한 합의 과정에 참여하게 된다. 지분증명(PoS) 합의 알고리즘은 테조스의 다양한 참가자들이 블록체인 상태에 대한 합의에 도달하는 메커니즘이다. 다만, 테조스는 다른 지분증명 프로토콜과는 달리, 모든 사용자가 테조스의 합의 프로세스에 참여할 수 있으며 네트워크의 보안과 안정성에 기여한 대가로 프로토콜 자체에 의해 보상받을 수 있다. 테조스의 지분증명 알고리즘은 사용자들이 무작위로 선택되어서 보유한 코인양에 따른 보상을 받도록 설계되었다. 즉, 아주 적은 양의 토큰을 가지고 있어도 블록을 생성하고 보상을 받을 수 있는 기회가 있다. 이렇듯 테조스의 고유한 지분증명 합의 알고리즘은 모든 사용자에게 네트워크상의 트랜잭션 검증에 참여할 수 있는 기회를 제공하고 프로토콜에 의해 보상받게 만든다.

블록 생성의 적합성 여부는 테조스 코인을 보유한 일부 대표자들인 베이커(baker)들의 투표로 결정한다. 테조스에서 베이커(baker)는 블록체인에 대한 검증 행위를 하는 사람으로서, '빵을 굽는 사람'에 비유한 테조스의 은어이다. 베이킹(baking)은 테조스 블록체인에 블록을 서명하고 게시하는 행위이다. 이는 대표자인 베이커들이 한 블록의 모든 트랜잭션이 정확하고, 트랜잭션 순서가 합의되고, 이중지불은 발생하지 않았음을 확인하는 지분증명 합의 메커니즘의 중요한 구성요소이다.

테조스는 이오스(EOS)와는 달리 베이커를 선거로 뽑지 않는다. 테조스에서는 암호화폐인 테지(XTZ)를 10,000개 이상 보유한 노드만이 블록의 검증 및 생성 과정에 참여할 수 있다. 즉, 1만개 이상의 테지를 보유한 베이커만이 빵을 구워낼 수 있다. 테조스의 기본 블록 생성 주기는 1분이다. 대표가 아닌 일반 사용자들은 대표에게 지분을 위임하여 네트워크에 참여하게 된다. 토큰을 많이 위임 받은 베이커일수록 블록을 검증할 기회가 늘어난다. 베이커들에게 네트워크 보안에 대한 보상 및 테조스의 5.5%의 인플레이션율을 통한 보상이 주어진다.

테조스가 이오스의 위임지분증명(DPoS) 방식과 다른 것은 투표를 적게 받았더라도 블록을 확장해 나갈 수 있다는 것이다. 단, 적게 받은 만큼, 확장할 힘을 많이 갖지는 못한다. 테조스는 투표를 적게 받은 사람들을 하드포크를 통해 분열시키는 게 아니라, 그들에게도 동일한 기회를 제공하면서 함께 확장해 나가기 때문에 민주적인 생태계를 구축한다. 이렇게 되면 이론적으로는 비트코인과 달리 업그레이드를 둘러싼 파벌 문제를 겪지 않아도 된다. 다음은 테조스의 유동지분증명 합의 알고리즘에 대한 더 자세한 설명이다.

• 1. 블록 생성(Baking)

블록 생성은 블록체인이 진행하는 방식이다. 테조스에서는 블록을 만드는 참가자를 베이커라고 하는데, 베이커는 컴퓨팅 성능을 네트워크에 제공하여 트랜잭션의 유효성을 검사한다. 이를 위해 블록 당 16XTZ가 새로 발행된 형태로 프로토콜에 의해 보상을 받는다. 베이커가 되기 위해서 참가자는 적어도 10,000XTZ(1 roll)를 보유해야 한다. 가지고 있는 롤이 많을수록 다음 블록을 구울 수 있는, 즉 블록을 생성할 수 있는 기회가 주어질 가능성이 높아진다. 어느 때에 10개의 롤이 활성화되어 있고 베이커가 롤의 2/10을 소유하고 있다면 다음 블록을 만들 수 있는 권한이 20% 부여된다. 베이커는 XTZ가 10,000개이든 XTZ가 19,999개이든 시스템에서 동일한 베이킹 권한을 갖게 된다. 블록 생성 권한은 우선순위가 설정되는데, 예를 들어 롤이 10개인 경우 프로토콜은 다음과 같이 무작위로 우선 순위 목록을 선택할 수 있다.

Priority1 = Roll 6

 Priority2 = Roll 9
 Priority3 = Roll 4
 Priority4 = Roll 3
 .
 .
 .
 Priority10 = Roll 7  

즉, 여섯 개의 롤을 소유한 사람이 블록을 제안하는 데 첫 번째 순위를 갖게 된다. 1분 이내에 블록을 생성하고 전파하지 않으면 9개의 롤을 가지고 있는 소유자가 블록 생성 권한을 넘겨 받을 수 있다. 자신이 가지고 있는 롤이 많을수록 높은 우선권을 가질 확률이 높아진다. 블록을 구우려면 블록 당 512XTZ의 안전 보증금, 즉 지분증명을 내걸어야 한다. 이 보증금은 5사이클, 약 14일 동안 묶이게 된다. 베이커가 블록을 두 번 굽는다면 이 보증금은 삭감될 수 있다.

• 2. 위임하기

누군가 10,000XTZ가 없거나 블록을 구울 수 있는 컴퓨팅 인프라를 구축하고 싶지 않다면 코인을 베이커에게 위임할 수 있다. 위임을 통해 코인 보유자는 베이커에게 코인을 빌려줄 수 있다. 결과적으로 베이커의 선택 확률이 높아지고 베이커는 추가로 코인 보유자와 수익을 나누게 된다. 중요한 것으 이 과정이 실제로 코인의 소유권을 양도하지 않는다는 것이다. 베이커는 위임된 XTZ를 쓸 수 없고, 베이커는 다른 사람의 돈을 가지고 도망칠 수 없다. 베이킹 서비스에 경쟁력 있는 요금을 제공하는 그룹들이 갑자기 생겨났고 대부분의 그룹들이 위임을 통해 얻을 수 있는 보상에 대해 약 10~20%의 수수료를 부과한다.

• 3. 포크 선택 규칙

프로토콜이 어떤 체인 포크가 올바른 체인 포크인지 결정하는가가 바로 테조스 합의 알고리즘을 이해하는 마지막 열쇠이다. 비트코인의 포크 선택 규칙은 간단하다. 가장 긴 체인은 원본 체인이다. 대신 테조스는 블록을 보증하는 베이커의 숫자로 정식 체인을 선택한다. 베이커에게는 블록을 생성할 수 있는 베이킹 권한이 주어졌지만 블록을 보증할 2차 책임도 가진다. 모든 블록 높이에서 블록을 보증하기 위해 32개의 랜덤 롤이 선택되고 가장 많이 보증된 블록이 표준 블록이 된다. 베이커가 정식 블록이 되는 블록을 보증하면 XTZ에 대한 보상을 받게 된다. 따라서 베이커는 다른 베이커도 보증할 거라고 생각하는 블록을 승인하게끔 인센티브가 생긴다. 베이킹과 마찬가지로 블록을 보증하려면 베이커가 보증 당 64XTZ를 예치해야 한다. 이는 낫띵 앳 스테이크(Nothing-at-Stake) 문제를 방지한다.

참고자료

• 황치규 기자, 〈2회 해시넷 밋업서 테조스-네모닥-디코인 등 소개〉, 《더비체인》, 2019-04-19
• Tezos 공식 홈페이지 - https://tezos.com/get-started
• Jacob Arluck, 〈Liquid Proof-of-Stake〉, 《Medium》, 2018-07-31

같이 보기

• 위임지분증명
• 지분증명
• 합의 알고리즘
• 테조스

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