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블록체인 시스템에서 처음으로 도입한 합의 알고리즘은 작업증명 방식이다. '''[[작업증명]]'''<!--작업 증명-->(作業證明, PoW)이란 목표값 이하의 [[해시]](hash)를 찾는 과정을 무수히 반복함으로써 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식의 알고리즘이다. 이러한 작업증명 방식이 마치 광산에서 금을 캐기 위해 수많은 암석을 곡괭이로 찍는 것과 비슷하다고 하여, '''[[채굴]]'''(採掘, mining)이라고 부른다. [[비트코인]], [[이더리움]], [[라이트코인]], [[비트코인캐시]], [[비트코인골드]], [[모네로]], [[지캐시]], [[시아코인]], [[불웍]], [[에이치닥]] 등 여러 암호화폐들은 작업증명 방식의 채굴을 필요로 한다. 채굴을 통해 가장 먼저 목표값 이하의 해시를 찾은 사용자는 해당 블록을 구성하고 체인에 연결하며 그 대가로 신규 발행된 코인을 지급 받는다. | 블록체인 시스템에서 처음으로 도입한 합의 알고리즘은 작업증명 방식이다. '''[[작업증명]]'''<!--작업 증명-->(作業證明, PoW)이란 목표값 이하의 [[해시]](hash)를 찾는 과정을 무수히 반복함으로써 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식의 알고리즘이다. 이러한 작업증명 방식이 마치 광산에서 금을 캐기 위해 수많은 암석을 곡괭이로 찍는 것과 비슷하다고 하여, '''[[채굴]]'''(採掘, mining)이라고 부른다. [[비트코인]], [[이더리움]], [[라이트코인]], [[비트코인캐시]], [[비트코인골드]], [[모네로]], [[지캐시]], [[시아코인]], [[불웍]], [[에이치닥]] 등 여러 암호화폐들은 작업증명 방식의 채굴을 필요로 한다. 채굴을 통해 가장 먼저 목표값 이하의 해시를 찾은 사용자는 해당 블록을 구성하고 체인에 연결하며 그 대가로 신규 발행된 코인을 지급 받는다. | ||
| − | + | ===막대한 전기 낭비=== | |
| − | + | 작업증명 방식은 막대한 서버 자원과 전기 낭비를 유발한다. 채굴 경쟁에서 승리한 사용자는 1명이지만, 경쟁에 참여한 수많은 다른 사람들은 아무런 소득도 없이 막대한 서버 자원과 전기를 소모하게 된다. 예를 들어, 하나의 블록을 채굴하기 위해 100개의 [[노드]]가 경쟁하는 경우, 채굴에 성공한 1개를 제외한 나머지 99개의 노드에 사용된 서버 자원과 전기는 모두 쓸모없는 낭비에 해당한다. 만약 채굴 경쟁이 심화되어 경쟁률이 1:100,000이라면 99,999개의 노드에 사용된 서버 자원과 전기가 낭비된다. 채굴에 투입되는 서버 자원이 증가할수록 채굴 난이도는 상승하며, 1명을 제외한 나머지 사람들이 투입한 자원의 낭비는 더욱 많아진다. | |
| − | + | 채굴로 인해 전 세계적으로 막대한 전력이 낭비되고 있다. [[채굴업체]]들은 기온이 낮고 전기료가 저렴한 지역에 [[채굴장]]을 설치하는데, [[아이슬란드]], [[노르웨이]], [[러시아]], 중국 [[내몽골]], [[캐나다]], 미국 북부 등이 최적의 [[채굴지역]]으로 알려져 있다. 영국 [[BBC]] 보도에 따르면, [[아이슬란드]] 내 암호화폐 채굴업체가 사용하는 전기량은 34만명의 아이슬란드 국민들이 가정에서 사용하는 전기량을 추월했다.<ref>황보수현 기자, 〈[http://decenter.sedaily.com/NewsView/1RVORPRJIS 아이슬란드 해적당 의원 암호화폐 채굴에 과세 제안]〉, 《서울경제》, 2018-02-13</ref> 2018년 6월 [[국제결제은행]](BIS)의 연례 보고서에 따르면, 전 세계에서 [[비트코인]] 채굴에 소모되는 전력이 [[스위스]] 국가 전체의 연간 전력소비량에 해당하며, 앞으로 [[채굴기]]가 증가할수록 전력소비량도 증가하여 결국 전 지구적인 환경재난을 초래할 가능성이 있다고 밝혔다.<ref>전재욱 기자, 〈[http://www.edaily.co.kr/news/news_detail.asp?newsId=02191046619245984&mediaCodeNo=257 BIS "가상통화 탓 전력소비 늘어…환경재난 초래"]〉, 《이데일리》, 2018-06-27</ref> | |
| − | + | ===비민주적 의사결정=== | |
| + | 작업증명 방식에 따른 채굴 경쟁이 심화되면서, 여러 채굴업체들이 [[마이닝풀]]<!--마이닝 풀-->(mining pool)을 구성하여 공동 채굴을 함에 따라, 비민주적 의사결정이 우려되고 있다. 채굴기를 운영하는 개인이나 업체들은 솔로 채굴 방식이 아니라, 공동으로 채굴하고 공동으로 수익을 배분하는 채굴조합인 마이닝풀을 구성하였다. 마이닝풀을 통해 네트워크로 연결된 [[채굴기]]들은 마치 1대의 [[슈퍼컴퓨터]]처럼 작동하면서 채굴 성공율을 높일 수 있으며, 개별 참가자들은 자신이 제공한 채굴기의 해시 연산력(hash power)에 비례하여 수익을 배분 받을 수 있다. 중국의 [[우지한]](吴忌寒) 대표가 이끄는 [[비트메인]](Bitmain)은 [[앤트풀]](Antpool)과 [[비티씨닷컴]](BTC.com) 마이닝풀을 만들었고 [[비아비티씨]](ViaBTC)에 투자했는데, 이 3개 마이닝풀의 해시 연산력을 합치면 전 세계 해시 연산력의 약 40% 정도에 이른다. 단순한 가정이기는 하지만, 만약 몇몇 상위 마이닝풀 운영자들이 담합을 한다면, 블록체인에 대한 [[51% 공격]]을 통해 기존 거래내역에 대한 위변조도 가능하다. | ||
| − | + | 블록체인은 원래 중앙집중화된 의사결정 구조에 반대하면서, 탈중앙(脫中央, decentrailization) 분산 관리를 목표로 시작한 프로젝트이다. 하지만 채굴업체들이 마이닝풀을 구성하면서, 소수의 마이닝풀 운영자들에게 의사결정 권한이 집중되는 현상이 발생하였다. 실례로 [[비트코인]]의 처리 속도를 향상시키기 위한 [[세그윗]](SegWit)<ref>[[세그윗]](SegWit)이란 Segregated Witness의 약자로서, [[비트코인]]의 블록에서 디지털 서명 부분을 분리함으로써 블록당 저장 용량을 늘리는 소프트웨어 [[업그레이드]]를 말한다.</ref>을 진행할 때, 채굴왕으로 불리는 중국 [[우지한]] 비트메인 대표의 반대로 인해 상당 기간 의사결정이 지연되는 현상이 발생했다. 전 세계 해시 파워의 40% 이상을 장악하고 있는 우지한 대표의 영향력이 너무나 커서, 비트코인 개발자 커뮤니티의 합의만으로는 [[하드포크]]를 진행하기 어려웠기 때문이었다. 결국 우지한 대표와 뉴욕 합의를 거친 후에야 2017년 8월 1일자로 비트코인 세그윗이 진행될 수 있었다. 이처럼 블록체인이 꿈꾸던 "탈중앙 분산 관리"라는 이상적인 목표는 거대한 채굴업체들의 영향력을 벗어나지 못했으며, 이로 인해 탈중앙이라는 블록체인의 애초 목표는 심각하게 훼손되고 있다. | |
| − | + | ===작업증명의 대안=== | |
| − | + | 작업증명 방식에 따른 채굴 경쟁과 그로 인한 막대한 전기낭비 및 비민주적 의사결정을 막기 위해 다양한 대안적 [[합의 알고리즘]]이 등장하고 있다. [[지분증명]](PoS)은 해당 암호화폐를 보유하고 있는 지분율에 비례하여 의사결정 권한을 주는 방식이다. 주주총회에서 주식 지분율에 비례하여 의사결정 권한을 가지는 것과 유사하다. 지분증명 방식은 막대한 전기를 소모하는 채굴 과정이 필요 없다. [[큐텀]], [[피어코인]] 등의 암호화폐가 지분증명 방식을 사용하고 있다. [[스트라티스]]는 처음에 작업증명 방식을 사용했으나 지분증명 방식으로 변경했다. [[이더리움]]도 현재 작업증명(PoW) 방식을 벗어나 지분증명(PoS) 방식으로 변경할 예정이다.<ref>블록인프레스, 〈[https://blockinpress.com/archives/4806 이더리움 지분증명 합의 알고리즘 ‘캐스퍼’, 검토 절차 시작]〉, 《블록인프레스》, 2018-04-23</ref> 지분증명 방식은 [[그라인딩 공격]](grinding attack)에 취약하다는 문제가 있다. 즉, 마지막 블록 생성자가 다음 번 블록 생성에 사용되는 랜덤 변수를 미리 계산해서 본인에게 유리한 결과를 만들 수 있다는 단점이 있다. [[에이다]]는 [[우로보로스 지분증명]](Ouroborous PoS)이라는 개선된 알고리즘을 사용함으로써 이 문제를 해결했다.<ref>seungjae1012, 〈[https://steemit.com/coinkorea/@seungjae1012/cardano-ada-pos-ouroboros 카르다노(Cardano, ADA) 탐구: 지분 증명(POS)의 한계와 우로보로스(Ouroboros)]〉, 《스팀잇》, 2018년 2월</ref> 한편 지분증명 방식은 기존 암호화폐 소유자에게 의사결정 권한을 부여함으로써 자본에 의한 의사결정 구조의 왜곡을 가져올 수 있다는 근본적인 비판을 받고 있다. 더 많은 코인을 보유할수록 더 많은 투표권을 행사할 수 있기 때문에 돈 있는 사람에게 유리하며, 코인을 거래에 사용하기보다 보유만 하고 있는 것이 더 유리하므로, 암호화폐 활성화에 악영향을 미칠 수 있다는 비판이다. | |
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| + | ===지분증명 방식의 대안 : 위임지분증명=== | ||
지분증명에 대한 비판으로 [[위임지분증명]](DPoS) 방식이 등장했다. 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. 위임지분증명 방식은 지분증명 방식과 달리 누구에게나 대표자가 될 기회가 주어지지 않는다. 대표자가 되기 위해선 투표를 거쳐야 한다. 이때 명칭이 바뀌는데 투표를 통해 선출된 대표자를 대표자라고 한다. 선출된 대표자들은 블록을 생성한다. 블록을 확정하기 위해선 2/3 이상의 승인이 필요하다. 대표자의 지위는 일정 시간 이내에 블록 셋업에 참여해야 유지된다. 지분증명과 달리 같은 시간에 훨씬 더 많은 거래를 처리할 수 있다는 점과 수수료가 없다는 장점이 있다. | 지분증명에 대한 비판으로 [[위임지분증명]](DPoS) 방식이 등장했다. 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. 위임지분증명 방식은 지분증명 방식과 달리 누구에게나 대표자가 될 기회가 주어지지 않는다. 대표자가 되기 위해선 투표를 거쳐야 한다. 이때 명칭이 바뀌는데 투표를 통해 선출된 대표자를 대표자라고 한다. 선출된 대표자들은 블록을 생성한다. 블록을 확정하기 위해선 2/3 이상의 승인이 필요하다. 대표자의 지위는 일정 시간 이내에 블록 셋업에 참여해야 유지된다. 지분증명과 달리 같은 시간에 훨씬 더 많은 거래를 처리할 수 있다는 점과 수수료가 없다는 장점이 있다. | ||
2019년 4월 3일 (수) 15:10 판
위임지분증명(DPoS, Delegated Proof of Stake)이란 암호화폐 소유자들이 각자의 지분율에 비례하여 투표권을 행사하여 자신의 대표자를 선정하고, 이 대표자들끼리 합의하여 의사결정을 내리는 합의 알고리즘이다. 국민의 대표로 의원을 뽑아 의회를 구성하는 대의 민주주의 제도와 유사하다. 디포스라고도 읽는다. 이오스, 스팀, 비트셰어, 엘프, 리스크, 테조스, 라이즈, 아크, 시프트, 보스코인 등의 암호화폐가 위임지분증명 방식을 채택하고 있다.
목차
개요
위임지분증명은 노드들이 코인 보유량에 따라 투표권을 행사해 중요한 의사결정 권한을 수행할 일종의 대리인을 산출하는 합의 방식이다. 이는 코인 보유자들이 자신의 권한을 위임해 대표자를 선출하는 방식이 대의 민주주의와 유사해 ‘토큰 민주주의’라는 별명이 붙기도 했다. 위임지분증명 방식의 경우 소수의 대표 노드들에게만 거래 내역 승인을 거치면 되니 처리 속도는 훨씬 빨라진다. 이더리움은 평균적으로 초당 20TPS를 처리하는 반면 이오스는 3000TPS를 처리할 수 있어 속도 면에서의 장점은 이미 검증되었다.
그러나 2018년 9월, 이오스 블록 생성을 담당하는 대표 노드 가운데 일부가 블록 생성자 자격을 유지하기 위해 서로에게 투표했다는 의혹이 제기되었다. 이에 따라 위임지분증명 방식에 치명적인 결함이 있다는 사실이 알려졌다. 이처럼 위임지분증명 방식은 일반 노드들의 투표율이 저조할 경우 소수의 대표 노드들에 의해 블록체인 생태계가 좌지우지 될 수 있다는 한계가 있다.[1]
주요 인물
- 댄 라리머
댄 라리머는 미국 콜로라도 출신으로서, 블록체인 기술, 암호화폐 기술, 분산 거래소, 자유 경제 시스템 등에 깊은 관심을 가지고 있다. 그는 2014년 암호화폐 비트셰어를 창시했고, 2016년 블록체인 소셜 플랫폼 스팀잇의 공동 설립자이며 2017년 이오스를 창시해 기술이사를 맡고 있다. 위임지분증명 합의 알고리즘 및 토큰 암호 해동 능력을 강화하는 그래핀 기술의 창시자이기도 하다.
댄 라리머는 정부와 중앙은행 돈이 어디로 흘러가는지 통제할 수 있는 권한이 너무 막강해 여러 가지 위험과 분배의 문제가 있다고 생각했다. 그는 이러한 문제를 해결하기 위해 참여자 모두에게 권한을 나누어 의사결정을 하는 방법을 생각해냈다. 통화를 보유한 유권자들의 투표로 주요 정책을 결정하고 투표를 통해 자금을 어떤 프로젝트에 지원할지 정한다면 중앙화의 문제가 해결될 것이라고 판단했기 때문이다. 이를 바탕으로 댄 라리머는 위임지분증명 합의 알고리즘을 개발하였고, 2014년 처음으로 비트셰어라는 거래소에 이 방식을 도입하였다. 이후에도 댄 라리머는 스팀잇, 이오스 등 굵직한 암호화폐를 창시하고 이들에 위임지분증명 합의구조를 도입하였다.
등장배경
블록체인은 중앙(center)이 없기 때문에 다수의 사용자들이 공동으로 의사결정을 내리기 위한 거버넌스 구조가 필요하다. 거버넌스(governance)란 다수의 참여자들이 공동의 목표를 위해 서로 논의하고 결정하는 체계를 말한다. 기존의 서버-클라이언트 구조에서는 중앙에 해당하는 서버에서 의사결정을 내리면, 클라이언트 측의 사용자들은 서버에서 결정된 사항을 수동적으로 받아들이는 방식이었다. 그러나 블록체인은 탈중앙 P2P 방식으로서, 의사결정을 내려줄 수 있는 중앙이 없기 때문에 네트워크에 참여하는 모든 사용자들이 평등한 관계에서 합의를 도출하기 위한 거버넌스와 이를 시스템적으로 자동 구현하기 위한 합의 알고리즘이 필요하다.
블록체인 시스템에서 처음으로 도입한 합의 알고리즘은 작업증명 방식이다. 작업증명(作業證明, PoW)이란 목표값 이하의 해시(hash)를 찾는 과정을 무수히 반복함으로써 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식의 알고리즘이다. 이러한 작업증명 방식이 마치 광산에서 금을 캐기 위해 수많은 암석을 곡괭이로 찍는 것과 비슷하다고 하여, 채굴(採掘, mining)이라고 부른다. 비트코인, 이더리움, 라이트코인, 비트코인캐시, 비트코인골드, 모네로, 지캐시, 시아코인, 불웍, 에이치닥 등 여러 암호화폐들은 작업증명 방식의 채굴을 필요로 한다. 채굴을 통해 가장 먼저 목표값 이하의 해시를 찾은 사용자는 해당 블록을 구성하고 체인에 연결하며 그 대가로 신규 발행된 코인을 지급 받는다.
막대한 전기 낭비
작업증명 방식은 막대한 서버 자원과 전기 낭비를 유발한다. 채굴 경쟁에서 승리한 사용자는 1명이지만, 경쟁에 참여한 수많은 다른 사람들은 아무런 소득도 없이 막대한 서버 자원과 전기를 소모하게 된다. 예를 들어, 하나의 블록을 채굴하기 위해 100개의 노드가 경쟁하는 경우, 채굴에 성공한 1개를 제외한 나머지 99개의 노드에 사용된 서버 자원과 전기는 모두 쓸모없는 낭비에 해당한다. 만약 채굴 경쟁이 심화되어 경쟁률이 1:100,000이라면 99,999개의 노드에 사용된 서버 자원과 전기가 낭비된다. 채굴에 투입되는 서버 자원이 증가할수록 채굴 난이도는 상승하며, 1명을 제외한 나머지 사람들이 투입한 자원의 낭비는 더욱 많아진다.
채굴로 인해 전 세계적으로 막대한 전력이 낭비되고 있다. 채굴업체들은 기온이 낮고 전기료가 저렴한 지역에 채굴장을 설치하는데, 아이슬란드, 노르웨이, 러시아, 중국 내몽골, 캐나다, 미국 북부 등이 최적의 채굴지역으로 알려져 있다. 영국 BBC 보도에 따르면, 아이슬란드 내 암호화폐 채굴업체가 사용하는 전기량은 34만명의 아이슬란드 국민들이 가정에서 사용하는 전기량을 추월했다.[2] 2018년 6월 국제결제은행(BIS)의 연례 보고서에 따르면, 전 세계에서 비트코인 채굴에 소모되는 전력이 스위스 국가 전체의 연간 전력소비량에 해당하며, 앞으로 채굴기가 증가할수록 전력소비량도 증가하여 결국 전 지구적인 환경재난을 초래할 가능성이 있다고 밝혔다.[3]
비민주적 의사결정
작업증명 방식에 따른 채굴 경쟁이 심화되면서, 여러 채굴업체들이 마이닝풀(mining pool)을 구성하여 공동 채굴을 함에 따라, 비민주적 의사결정이 우려되고 있다. 채굴기를 운영하는 개인이나 업체들은 솔로 채굴 방식이 아니라, 공동으로 채굴하고 공동으로 수익을 배분하는 채굴조합인 마이닝풀을 구성하였다. 마이닝풀을 통해 네트워크로 연결된 채굴기들은 마치 1대의 슈퍼컴퓨터처럼 작동하면서 채굴 성공율을 높일 수 있으며, 개별 참가자들은 자신이 제공한 채굴기의 해시 연산력(hash power)에 비례하여 수익을 배분 받을 수 있다. 중국의 우지한(吴忌寒) 대표가 이끄는 비트메인(Bitmain)은 앤트풀(Antpool)과 비티씨닷컴(BTC.com) 마이닝풀을 만들었고 비아비티씨(ViaBTC)에 투자했는데, 이 3개 마이닝풀의 해시 연산력을 합치면 전 세계 해시 연산력의 약 40% 정도에 이른다. 단순한 가정이기는 하지만, 만약 몇몇 상위 마이닝풀 운영자들이 담합을 한다면, 블록체인에 대한 51% 공격을 통해 기존 거래내역에 대한 위변조도 가능하다.
블록체인은 원래 중앙집중화된 의사결정 구조에 반대하면서, 탈중앙(脫中央, decentrailization) 분산 관리를 목표로 시작한 프로젝트이다. 하지만 채굴업체들이 마이닝풀을 구성하면서, 소수의 마이닝풀 운영자들에게 의사결정 권한이 집중되는 현상이 발생하였다. 실례로 비트코인의 처리 속도를 향상시키기 위한 세그윗(SegWit)[4]을 진행할 때, 채굴왕으로 불리는 중국 우지한 비트메인 대표의 반대로 인해 상당 기간 의사결정이 지연되는 현상이 발생했다. 전 세계 해시 파워의 40% 이상을 장악하고 있는 우지한 대표의 영향력이 너무나 커서, 비트코인 개발자 커뮤니티의 합의만으로는 하드포크를 진행하기 어려웠기 때문이었다. 결국 우지한 대표와 뉴욕 합의를 거친 후에야 2017년 8월 1일자로 비트코인 세그윗이 진행될 수 있었다. 이처럼 블록체인이 꿈꾸던 "탈중앙 분산 관리"라는 이상적인 목표는 거대한 채굴업체들의 영향력을 벗어나지 못했으며, 이로 인해 탈중앙이라는 블록체인의 애초 목표는 심각하게 훼손되고 있다.
작업증명의 대안
작업증명 방식에 따른 채굴 경쟁과 그로 인한 막대한 전기낭비 및 비민주적 의사결정을 막기 위해 다양한 대안적 합의 알고리즘이 등장하고 있다. 지분증명(PoS)은 해당 암호화폐를 보유하고 있는 지분율에 비례하여 의사결정 권한을 주는 방식이다. 주주총회에서 주식 지분율에 비례하여 의사결정 권한을 가지는 것과 유사하다. 지분증명 방식은 막대한 전기를 소모하는 채굴 과정이 필요 없다. 큐텀, 피어코인 등의 암호화폐가 지분증명 방식을 사용하고 있다. 스트라티스는 처음에 작업증명 방식을 사용했으나 지분증명 방식으로 변경했다. 이더리움도 현재 작업증명(PoW) 방식을 벗어나 지분증명(PoS) 방식으로 변경할 예정이다.[5] 지분증명 방식은 그라인딩 공격(grinding attack)에 취약하다는 문제가 있다. 즉, 마지막 블록 생성자가 다음 번 블록 생성에 사용되는 랜덤 변수를 미리 계산해서 본인에게 유리한 결과를 만들 수 있다는 단점이 있다. 에이다는 우로보로스 지분증명(Ouroborous PoS)이라는 개선된 알고리즘을 사용함으로써 이 문제를 해결했다.[6] 한편 지분증명 방식은 기존 암호화폐 소유자에게 의사결정 권한을 부여함으로써 자본에 의한 의사결정 구조의 왜곡을 가져올 수 있다는 근본적인 비판을 받고 있다. 더 많은 코인을 보유할수록 더 많은 투표권을 행사할 수 있기 때문에 돈 있는 사람에게 유리하며, 코인을 거래에 사용하기보다 보유만 하고 있는 것이 더 유리하므로, 암호화폐 활성화에 악영향을 미칠 수 있다는 비판이다.
지분증명 방식의 대안 : 위임지분증명
지분증명에 대한 비판으로 위임지분증명(DPoS) 방식이 등장했다. 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. 위임지분증명 방식은 지분증명 방식과 달리 누구에게나 대표자가 될 기회가 주어지지 않는다. 대표자가 되기 위해선 투표를 거쳐야 한다. 이때 명칭이 바뀌는데 투표를 통해 선출된 대표자를 대표자라고 한다. 선출된 대표자들은 블록을 생성한다. 블록을 확정하기 위해선 2/3 이상의 승인이 필요하다. 대표자의 지위는 일정 시간 이내에 블록 셋업에 참여해야 유지된다. 지분증명과 달리 같은 시간에 훨씬 더 많은 거래를 처리할 수 있다는 점과 수수료가 없다는 장점이 있다.
활용
이오스
현재 1,000개 정도의 디앱(DApp)이 이더리움 플랫폼에서 운영되고 있다. 이 때문에 과거에 비해 전송 속도가 느려졌다. 하지만 이베이(eBay), 우버(Uber), 에어비앤비(AirBnB) 및 페이스북(Facebook)과 같은 기업과 경쟁하려면 매일 수천만 명의 사용자 정보를 처리할 수 있는 블록체인 기술이 필요하다. 이러한 트랜잭션 속도 문제를 해결하기 위해 이오스는 전체 토큰 보유자들이 21명의 블록 생성자(BP)를 선출한 후 그들에게 블록체인의 운영을 맡기는 위임지분증명(DPoS) 합의 알고리즘을 채택했다. 전체 노드에서 거래를 검증하는 것보다 21개 노드에서만 거래를 검증하면 더욱 빠른 연산이 가능하기 때문이다. 위임지분증명(DPoS) 방식은 이오스 코인 보유자들이 직접 블록 생성자를 선출하는 투표에 참여할 수 있어 '토큰 민주주의'로 불린다. 위임지분증명(DPoS)은 전체 네트워크로부터 합의를 도출하는 방식이 아니라, 선출된 21명의 대표 노드만 합의 과정에 참여하는 방식하므로, 트랜잭션 처리가 빨라질 수밖에 없다. 이로 인해 이더리움이 평균 20TPS를 처리하는 반면, 이오스는 평균 3,000TPS의 빠른 트랜잭션 처리 속도를 기록하고 있다.
- 블록 생성자(BP)
- 이오스의 블록 생성자(BP; Block Producer)에 참여하기 위해서는 먼저 이오스 플랫폼 위에서 구현된 디앱 형태의 서비스를 론칭해야 한다. 2018년 6월 위임지분증명(DPoS) 합의 알고리즘 구현을 위해 이오스는 전 세계 28개국의 180여개 후보 기업을 대상으로 블록 생성자(BP) 선정 투표를 진행했다. 한국에서도 두 군데의 이오스 블록 생성자가 탄생했다. ㈜체인파트너스의 표철민 대표가 이끄는 이오시스(EOSYS)와 네오플라이·네오위즈의 이오서울(EOSEOUL)이 각각 15위, 18위를 차지하며, 첫 번째 블록 생성자 명단에 이름을 올렸다. 또 다른 국내 블록 생성자 후보인 이오스 노드원은 26위를, 아크로이오스는 52위를 차지해 예비 블록 생성자가 되었다.
- 이오스 역사상 최초로 선정된 21팀의 슈퍼 노드들은 0.5초마다 1개의 블록을 생성한다. 한 라운드 동안에 최대 252개의 블록을 생성하게 된다. 득표를 받더라도 만일 24시간 동안 블록을 생성하지 못한 블록 생성자(BP)는 자동으로 지위를 박탈당한다. 이 때문에 블록 생성자들은 항상 경쟁에서 밀리지 않도록 고효율 시스템을 갖추고 있어여 한다. 이들은 매년 3~5% 정도 신규로 발행하는 이오스 코인의 약 10~20%를 보상으로 받는다.
- 이오스의 블록 생성자 투표는 실시간으로 집계된다. 블록 생성자가 문제를 일으킬 경우, 쉽게 퇴출할 수 있도록 126초마다 재투표가 가능하게 설계했다. 다시 말해, 이오스 코인 보유자들은 아무 때나 자신이 지지하는 블록 생성자 후보에게 투표하고, 시스템은 매 2분 6초마다 이를 계산한다. 기존 21팀의 블록 생성자들은 한 라운드인 2분 6초마다 득표율에 따라 지위를 박탈당할 수도 있고, 100팀의 대기 후보에 들어가게 될 수도 있고, 새로운 후보가 블록 생성자 지위를 넘겨받을 수도 있다.
- 이오스의 투표율
- 이오스 투표율은 대략 22% 선에서 횡보하면서 오르지 않고 있다. 그 이유는 이오스 코인 보유자가 투표를 하려면, 자신의 이오스를 3일 동안 거래할 수 없게 묶어두는 스테이킹 작업을 해야 하므로 코인 가격 변동에 따른 위험을 고스란히 감수해야 하기 때문이다. 또한 코인을 보유한 만큼 투표권이 주어지기 때문에 대량으로 코인을 보유한 큰 손들로 인해, 소액 투자자들이 투표에 나서기를 꺼리는 부분도 있다. 그렇다 보니 큰 손들이 원하는 정책을 제시하는 블록 생성자들이 선출될 가능성이 높고, 실제 이들이 블록 생성자들에게 특정한 조건을 요구하는 거래가 이뤄지기도 했다. 이러한 문제 해결을 위해 블록원의 대표인 브렌단 브루머는 2018년 7월 말 이오스 생태계 내 4%의 인플레이션 보상 정책을 철회하고, 이를 이오스 투표자들에게 나눠주겠다고 약속했다. 이는 투표자들에게 더 많은 보상을 줌으로 투표율 상승을 꽤하고, 건강한 이오스 생태계를 구축하겠다는 뜻이기도 하다.
스팀
스팀잇은 글을 작성하고 업보팅하는 행위에 대해 스팀으로 보상을 해준다. 이 보상 체계는 위임지분증명(DPoS) 알고리즘을 기반으로 운영된다. 블록 생산은 각 라운드로 진행된다. 매 라운드마다 21명의 증인이 트랜잭션 블록에 서명하고, 블록 생산을 위해 선출된다. 이 증인들 중 20명은 승인 투표에 의해 선출되고, 나머지 1명은 전체 투표 수에 비례하여 상위 20위 안에 들지 않은 모든 증인들에 의해 타임쉐어된다.
이 규칙에 따라 스팀잇에서는 20명의 증인을 스팀 사용자들이 선거를 통해 선발하고, 이는 스팀잇에서 정보가 업데이트되는 3초마다 실시간으로 반영된다. 21명의 증인은 매 라운드마다 한 증인이라도 생성된 블록을 무시하는 것을 막기 위해 이전에 배치된 동일한 증인에 의해 감시를 받게 한다. 만약 블록을 놓치고 지난 24시간 안에 블록을 생성하지 않은 증인은 21명이 블록 서명 키를 업데이트할 때까지 비활성된다. 이렇듯 스팀잇 사용자들이 위임한 권한을 받은 증인들은 스팀잇이 원활하게 돌아갈 수 있도록 운영자의 역할을 맡는다. 스팀잇 사용자라면 누구나 증인을 선출하는 투표를 할 수 있다.
비트셰어
비트셰어의 가장 큰 특징은 커뮤니티 중심의 위임지분증명(DPoS) 방식으로 운영된다는 점이다. 위임지분증명(DPoS) 방식은 커뮤니티 중심의 투표를 통해 대표자(또는 '증인')를 선출하여 의사 결정 구조를 만든다. 이것은 비트셰어의 모든 것이 커뮤니티 중심으로 이루어져 있다는 것을 의미한다. 비트셰어는 중요한 결정과 투자, 확산 등을 커뮤니티 구성원들의 투표로 결정한다.
비트셰어 커뮤니티는 사용자 발행 자산(UIA, User Issued Assets) 시스템을 이용하여 새로운 자산을 만들어 낼 수 있다. 사용자 발행 자산(UIA)은 비트셰어를 가지고 있는 사용자들과 커뮤니티 구성원들이 자유롭게 원하는 대로 새로운 형태의 자산을 만들 수 있는 시스템이다. 기술에 가치를 부여해 자산의 형태로 변환시킬 수도 있고, 계약과 약속 그리고 상품에 가치를 부여해 그에 맞는 자산을 발행할 수도 있는 시스템이다.[7]
커뮤니티 중심의 비트셰어는 이후 댄 라리머가 공동 개발한 스팀(Steem) 탄생에 많은 영감을 주었다.[8] 스팀잇(Steemit) 커뮤니티 역시 비트셰어 커뮤니티처럼 거래 시스템, 보상 시스템, 투표 시스템, 증인 시스템 등을 가지고 있다.
엘프
엘프의 운영 및 유지 관리는 비트코인 및 이더리움보다 더 복잡하다. 이는 엘프 블록을 형성 할 때 사이드체인의 정보를 기록하는 메인체인이 필요하고, 클라우드 기반의 더 복잡한 구조의 기업 서비스를 제공하도록 설계되었기 때문이다.[9]
엘프는 2N+1 개의 delegated node를 위임하며 N은 8부터 시작하여 매년 1씩 증가한다. delegated node는 메인체인의 트랜잭션, 블록 패키징 등의 합의 연산에 참여하며 일부는 사이드체인의 합의 알고리즘 연산에도 참여하게 된다. 그리고 DPoS 마이닝 노드는 대표적인 민주주의와 흡사한 방식으로 선출된다. 선출된 노드는 다른 마이닝 노드와 지분보유자에게 보너스를 분배하는 방법도 결정한다.[9]
리스크
리스크는 위임지분증명(DPoS)이라는 합의 알고리즘을 기반으로 한다. 위임지분증명은 블록을 만드는 대의원을 기반으로 한다. 대의원은 '활동하는 대의원'으로 뽑힌 신뢰할 수 있는 계정이다. 가장 많은 표를 얻은 101명의 대의원이 블록을 생성한다. 이렇게 뽑힌 101명의 대의원에게만 합의 권한이 주어진다. 다른 대의원들은 '대기자 대의원'으로 표시되며, 다른 리스크 소유자로부터 투표를 받아 상위 101명 안에 들면 활동하는 대의원으로 진출할 수 있다. 101표 각각의 가중치는 사용자가 표를 던지는 지갑에 넣은 리스크 금액에 비례한다. 이들은 적극적으로 네트워크를 만들고 보안을 유지하는 역할을 한다.
상위 101위로 승격되거나 대기 리스트로 강등되는 경우 101개의 블록 생성 사이클이 완료된다. 각각의 101개 블록 사이클은 상위 101개의 대의원에 의해 무작위로 만들어진다. 1개의 블록이 생성되는 시간은 10초이다. 새로 생성된 블록은 네트워크로 브로드캐스트되고 블록체인에 추가된다. 6~10건의 블록에 대한 확인이 끝나면 정상적인 블록인 것으로 간주한다. 전체 101개 블록의 생성 주기는 약 16분이 소요된다.
성공적으로 새로운 블록을 생성한 경우 그에 따른 보상 시스템이 구동된다. 첫 해는 블록당 5 LSK가 주어지고, 이후에는 3,000,000 블록마다 1 LSK씩 감소하며, 5년 후에는 블록당 보상이 1 LSK로 고정된다. 대표자들은 공정하게 이와 같은 보상을 나눠가지는 것이다. 이렇듯 리스크 토큰은 꾸준히 추가로 발행될 것이고, 이는 리스크가 인플레이션 통화라는 것을 의미한다.[10]
테조스
테조스는 이오스와 유사한 위임지분증명(DPoS) 합의 알고리즘을 사용한다. 다만, 이오스처럼 선거를 통해 대표자를 선출하는 것이 아니라, 1만개 이상의 테조스 코인을 가진 사람들 중에서 랜덤하게 대표자를 선정한다.
일반적으로 블록체인 구조에서 분산형 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.
아크
아크는 다른 위임지분증명(DPoS)보다 더 분권화되고 세분화된 합의 알고리즘을 사용한다. 빠른 보안 코어 기술과 이용자들에게 실용적인 서비스에 집중하여 소비자의 채택이 증가할 것이라 말하며 기존의 위임지분증명(DPoS) 알고리즘보다 개선된 방식을 이용한다. 아크 코인은 소유자들이 총 51명의 블록 생성자(BP)를 선출한다. 이로 인해서 이자까지 얻을 수 있는데 이는 아크의 보트(Vote)와도 관련이 있다. 이는 원하는 대표자에게 투표하여 자신이 소유한 코인의 개수에 비례하여 6시간, 12시간, 24시간, 3일, 7일 등 대표자마다 다른 코인 지급 시간에 맞춰 보상을 늘려갈 수 있다.[11] 즉 아크 코인의 가격(가치)이 상승하면 그에 따른 이자 혹은 배당금이 늘어난다.[12]
문제점
- 네트워크 보안
- 블록체인은 탈중앙화 되어 강력한 보안성을 지닌다는 특징을 가지고 있다. 그런데 위임지분증명 방식의 경우에는 지분을 위임받은 대표자들의 수가 제한되어 있다 보니 탈중앙화가 되지 않아 보안에 취약할 수 있다. 또한 탈중앙화 된 네트워크가 외부 공격에 강한 이유가 익명성 때문인데 위임지분증명의 경우에는 대표자를 선출하고자 한다면 대표자에 대한 정보를 밝혀야 한다는 딜레마를 가지고 있다.[13]
- 대표자의 수
- 암호화폐를 보유하고 있는 사람들의 수가 많아질수록, 네트워크가 커질수록 대표자의 수는 늘어나야 한다. 네트워크가 커짐에도 불구하고 대표자의 수가 일정하다면 상대적인 중앙화가 이루어질 수 있기 때문이다. 하지만 이렇게 대표자의 수가 증가하면 반대로 위임지분증명이 가지고 있는 속도의 장점이 줄어들게 되는 문제가 발생한다.[13]
각주
- ↑ 윤해리기자, 〈(코린이 상식백과) 블록체인 합의 알고리즘 A to Z 1편〉, 《데일리토큰》, 2018-10-15
- ↑ 황보수현 기자, 〈아이슬란드 해적당 의원 암호화폐 채굴에 과세 제안〉, 《서울경제》, 2018-02-13
- ↑ 전재욱 기자, 〈BIS "가상통화 탓 전력소비 늘어…환경재난 초래"〉, 《이데일리》, 2018-06-27
- ↑ 세그윗(SegWit)이란 Segregated Witness의 약자로서, 비트코인의 블록에서 디지털 서명 부분을 분리함으로써 블록당 저장 용량을 늘리는 소프트웨어 업그레이드를 말한다.
- ↑ 블록인프레스, 〈이더리움 지분증명 합의 알고리즘 ‘캐스퍼’, 검토 절차 시작〉, 《블록인프레스》, 2018-04-23
- ↑ seungjae1012, 〈카르다노(Cardano, ADA) 탐구: 지분 증명(POS)의 한계와 우로보로스(Ouroboros)〉, 《스팀잇》, 2018년 2월
- ↑ 머니넷 지음, 〈비트쉐어(BTS)〉, 《알면 돈 되는 알트코인 30선》, 위클리비즈, 2018년 2월
- ↑ 비트웹 편집국, 〈비트쉐어 - 분산형 거래소 비트쉐어 전용 코인〉, 《비트웹》, 2018-02-25
- ↑ 9.0 9.1 〈엘프코인 백서 V1.3 〉
- ↑ Max Kordek, "Lisk Whitepaper", Github, 2016-03-24
- ↑ 비트맨군악대, 〈코인스토리#12 알트코인의 방주, 스마트 브릿지의 아크(ARK)〉, 《네이버 카페 '비트맨 동호회'》 , 2018-09-14
- ↑ 렌토리, 〈아크코인(ARK) 호재와 전망에 대해 알아봐요〉, 《티스토리》 , 2018-04-27
- ↑ 13.0 13.1 장경재, 〈(Makers Basic 10) 합의알고리즘(3)-위임지분븡명(DPoS)〉, 《미디엄》, 2018-09-27
참고자료
- 〈엘프의 거버넌스〉, 《엘프코리아》
같이 보기
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