균형작업증명

균형작업증명(ePoW, equilibrium Proof of Work)이란 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. 이포우라고도 읽는다. 발명자는 ㈜더블체인의 전삼구 대표이사이다. 에이치닥 코인에서 이 방식을 사용하고 있다.

개요

균형작업증명은 평등한 기회와 에너지절약에 기반하여 누구나 공평하게 작업증명을 진행하여, 채굴자가 혜택을 받을 수 있도록 한 것이 특징이다. 이미 채굴에 성공한 노드는 다른 참여자에게 기회를 양보하도록 Lyra2Rev2 ASICresistent 알고리즘을 구성해 과도한 에너지 낭비 문제도 해결했다. 균형작업증명은 작업증명에 참여하는 노드의 개체 수 감소를 방지하고, 다수의 채굴노드가 참여할 수 있는 동기를 부여한다. 결과적으로 균형작업증명은 채굴경쟁을 위한 과도한 컴퓨팅파워 투입에 따른 에너지낭비 방지와 채굴기회의 공정한 기회분배를 도모하고자 하는 의도에서 출발하였다. 이는 기존의 암호화폐가 지닌 작업증명 방식의 문제점인 컴퓨팅파워에 따른 부익부 빈익빈과 채굴환경 집중현상을 해결하기 위한 것이다. 따라서 일반인도 쉽게 암호화폐 채굴에 참여할 수 있도록 했다.

사용

에이치닥(Hdac)은 새로운 블록을 생성하고 이를 블록체인에 연결하기 위해 균형작업증명(ePoW, equilibrium Proof of Work) 합의 알고리즘을 사용한다. 균형작업증명 합의 알고리즘은 작업증명에 참여하는 노드의 수를 줄이고, 여러 채굴노드의 참여를 유도한다. 이에 따라 채굴경쟁을 위한 과도한 해싱전력으로 인한 에너지 낭비를 방지하고 공평한 채굴 기회를 제공한다.

에이치닥의 균형작업증명은 블록윈도우 개념을 적용하여 채굴독점을 줄인다. 채굴이 성공하면 블록윈도우 적용기간 동안 자발적인 채굴시도를 피함으로써 해시계산에 낭비되는 에너지를 줄인다. 노드가 채굴에 성공하면 블록윈도우 적용기간 동안 새 블록을 채굴할 수 없다. 욕심이 많은 노드가 이 메커니즘을 무시하고 새로운 블록을 채굴하는 데 성공하더라도, 에이치닥 블록체인 네트워크 전체에 유효한 블록으로 인식되지 않기 때문에 무효한 블록을 찾으려고 할 필요가 없어진다.

블록해시는 난이도에 따라 데이터 사양을 충족해야 하며 주어진 블록윈도우(시간 간격) 내에 있어서는 안 된다. 이 블록윈도우 크기는 시간 함수 Ws = f(t)의 형태로 표현될 수 있다. F(t)는 시간에 비례하여 증가하는 함수이므로 시간이 지날수록 윈도우의 크기가 점진적으로 커진다. 이것은 초기 참여자들에게 좋은 기회로 작용하며, 시간이 지남에 따라 특정 채굴노드가 채굴을 독점하는 것이 점점 어려워져 보다 공평한 분배가 이루어질 수 있다.

균형작업증명 방식에서 블록윈도우는 작업증명 주기에서 채굴에 성공한 후, 채굴시도에 대한 특정한 제약을 주는 시스템이다. 블록윈도우 크기(Ws)는 f(t) = [(N*0.7) x (현재 (t)의 누적 블록 수) / (tm) 10년 동안의 누적 블록 수)로, 노드계수(N)는 최근에 성공한 채굴노드 목록에서 계산된다. 최대 블록윈도우 크기(Wm)의 도달시간이 10년인 이유는, 그 때까지 전체 블록 생성의 80%를 초과하는 지점에 도달되도록 설정되어 있기 때문이다. 블록윈도우는 genis block이 시작되는 시점부터 점진적으로 증가하며, 최대 블록윈도우 크기에 도달하는 시점(tm) 이후 노드요소에 따라 크기가 증가하거나 감소한다.

에이치닥은 균형작업증명 개발을 완료했으며, 이의 블록 채굴분포 및 에너지소비 수준의 결과는 나중에 웹사이트에 별도로 게시될 예정이다. 에이치닥의 균형작업증명 합의 알고리즘은 공평하고 절약적인 채굴환경을 조성하기 위한 다양한 기술을 지원한다. 채굴 노드의 보안을 강화하기 위해 별도의 고급 보안 모듈(ASM) 또한 개발되고 있다.

참고자료

• 에이치닥 테크놀로지, 〈에이치닥 : 트랜잭션 혁신 - 블록체인 기반의 사물인터넷 계약과 M2M 트랜잭션 플랫폼〉, 에이치닥 백서, 2017년 11월
• 에이치닥 깃허브 - https://github.com/Hdactech/doc/wiki/Whitepaper#consensus-algorithm

같이 보기

• 알고리즘
• 합의 알고리즘
• 작업증명(PoW)
• 지분증명(PoS)
• 위임지분증명(DPoS)
• 지분작업증명(PoSW)
• ㈜더블체인
• 전삼구
• 에이치닥
• 채굴
• 비트코인
• 이더리움
• 블록체인

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