이중위임지분증명

이중위임지분증명(DDPoS, Dual Delegated Proof of Stake)이란 기존의 위임지분증명(DPoS) 방식에 검증 절차를 한 단계 더 추가한 합의 알고리즘이다. 디디포스라고도 한다. 시그마체인(Sigma Chain)과 퓨처피아(Futurepia)가 이중위임지분증명 합의 알고리즘을 사용하고 있다.

개요

곽진영 시그마체인 대표

이중위임지분증명 방식은 기존 작업증명(PoW) 방식의 단점인 트랜잭션 속도를 개선하고 위임지분증명(DPoS) 방식의 보안부분을 한 층 더 강화하여 설계된 합의 알고리즘이다. 그래핀 툴킷(Graphene Toolkit Technology)을 사용하여 개발된 블록체인 기반의 분산된 공용 네트워크이다.

이중위임지분증명 방식에서 암호화폐 소유자들은 각자의 지분율에 비례하여 투표권을 행사하여 자신의 대표자를 선정하고, 이 대표자들끼리 합의하여 의사결정을 내리는 위임지분증명 방식을 사용하면서, 알고리즘에 따라 실시간으로 교체되는 임의의 노드를 추가하여 검증하도록 함으로써 대표자들 간의 담합에 의한 블록체인 데이터 조작 가능성을 예방할 수 있다.

주요 인물

• 곽진영 : 곽진영은 이중위임지분증명 합의 알고리즘를 개발했다. ㈜싸이월드 개발책임자 출신으로서, ㈜시그마체인을 설립하고 대표이사가 되었다. ㈜싸이월드 창업자 겸 대표이사이자 곽진영의 친구인 형용준과 함께 시그마체인 기반의 SNS 사이트인 퓨처피아를 개발하고 있다. 곽진영은 호주에 있는 그리피스 대학교(Griffith University)에서 컴퓨터공학을 전공하였다. 그후 고향인 대구에 돌아왔는데 그때가 1998년, IMF 직후였다. 지방인 대구에서 취직하는 것은 매우 힘들었고, 결국 서울로 올라와 SK텔레콤 망관리센터에서 일을 하게 되었다. 하지만 휴대폰 데이터 측정 등 단조로운 일에 발전 가능성을 느끼지 못한 곽진영은 형용준의 권유로 대한민국 최초 SNS 플랫폼인 싸이월드 개발에 참여하였다. 이후 DBA 출신으로 세이큐피트 최고기술경영자를 거쳐 한국산업기술대학교의 게임공학과 겸임교수를 맡았다. 2015년에는 분산네트워크기반의 SNS서비스 기술들을 개발했다. 곽진영에 대해 자세히 보기

등장배경

비트코인이나 이더리움에서 생성하는 블록생성방식은 작업증명 방식이다. GPU를 통한 해시연산을 통해, 넌스값을 변경해가며 생성하는 블록 헤더의 해시값이 제시된 비트값 보다 작은 수를 찾을 경우 블록을 생성한다. 그리하여 연산력이 높은 고가의 장비가 필요하며, 채굴량에 비해 비용 소모가 많다는 단점이 있다. 이러한 비용소모를 줄이고자 퀀텀 등 여러 다른 암호화폐에서는 랜덤으로 블록을 생성하며, 랜덤에 의한 블록 생성 확률로 지분을 많이 가진 노드에게 우선권을 주는 지분증명 블록 생성 방식을 고안해냈다.

하지만 지분을 많이 가진 자에게 블록생성 우선권을 주는 것은 블록체인이 대중적으로 보편화하는 데 큰 장애가 된다. 그리하여 그래핀 엔진에서는 투표라는 민주주의적인 방식을 도입하여 마스터노드를 선출하여 마스터노드에서 무작위 순서로 블록을 생성하는 위임지분증명 방식으로 개선되었다. 그러나 이 방식 또한 작업증명과 지분증명 블록생산 방식의 단점을 보완했지만 노드의 개수가 미리 정해져있어 그 수가 많지 않으므로 블록생산을 선출된 마스터노드의 51%가 오염될 가능성이 있다는 단점이 있다.

작업증명 방식의 단점인 트랜잭션 속도를 개선하고 위임지분증명 방식의 보안부분을 강화하여 설계된 것이 바로 이중위임지분증명 합의 알고리즘이다. 이중위임지분증명은 선출된 마스터노드와 전체 블록체인의 무결성을 유지하기 위해 임의로 선택된 노드가 함께 무작위 순서로 블록을 생성하는 방식이다. 이러한 블록생산 방식은 비용소모가 없고, 블록체인을 사용하는 데 비용이 발생하지도 않으며 마스터노드가 오염되더라도 임의로 선택되는 랜덤노드에 의해 오염이 방지되어 무결성을 유지할 수 있다.

활용

시그마체인

시그마체인(Sigma Chain)

퓨처피아(Futurepia)

시그마체인(Sigma Chain)은 이중위임지분증명 합의 알고리즘을 사용하는 블록체인 플랫폼이다. ㈜싸이월드 개발책임자 출신인 곽진영이 고(Go)와 노드제이에스(node.js) 언어를 사용하여 개발했다. 씨그마체인이라고도 한다. 시그마체인은 블록체인 운영체제를 지향한다. 시그마체인 플랫폼 위에 다양한 디앱 서비스를 올릴 수 있다.

블록체인의 상용화 서비스에 관하여 요즘 많은 논쟁이 되고 있는 부분이 바로 속도와 보안이다. 지금까지의 합의 알고리즘의 발전 단계를 요약하자면, 채굴기의 해시파워를 이용하여 논스값을 대입해 블록을 생성하는 작업증명 방식에서부터 보유한 암호화폐의 지분에 비례하여 인증과 검증의 자격을 부여받는 지분증명 방식, 여기에 대표 노드를 선출하여 합의를 도출해 내는 위임지분증명 등이 있으며, 이밖에도 다양한 알고리즘을 도입하여 속도와 보안을 개선해 나가고 있다.

시그마체인이 개발한 이중위임지분증명은 이오스나 스팀에서 사용 중인 엔진에 비하여 보안성이 뛰어나고, 개인정보보호를 강화시킨 합의 알고리즘이다. 자세히 살펴보면, 총 21개의 대표 노드 가운데, 17개는 암호화폐 소유자들의 지분에 비례하여 투표로 선출된 대표자(증인)로 구성되고, 나머지 4개는 전체 노드들 중에서 랜덤하게 선출된 노드(즉, 시그마노드)로 구성된다. 이중위임지분증명 방식에서는 선출된 대표자(마스터노드) 외에도 자체 알고리즘에 따라 랜덤하게 선택되는 임의의 노드인 시그마노드가 교차 검증을 한다.

결국 시그마체인을 사용하면, 암호화폐 소유자들이 각자의 지분율에 비례하여 투표권을 행사하여 자신의 대표자를 선정하고, 이 대표자들끼리 합의하여 의사결정을 내리는 위임지분증명 방식의 장점을 그대로 사용하면서, 알고리즘에 따라 랜덤하게 실시간으로 교체되는 임의의 노드인 시그마노드(sigma node)를 추가하여 검증하도록 함으로써 대표자들 간의 담합에 의한 블록체인 데이터 조작 가능성을 예방할 수 있다. 이러한 위임지분증명 방식은 기존 작업증명 방식의 단점인 트랜잭션 처리 속도와 위임지분증명 방식의 보안 취약성 부분을 해결한 진일보한 알고리즘이다. 시그마체인에 대해 자세히 보기

퓨처피아

퓨처피아(Futurepia)는 시그마체인 블록체인 기반의 SNS 서비스이다. 퓨처피아는 "미래 창작자들의 유토피아"라는 뜻이다. 퓨처피아는 블록체인 운영체제를 지향하는 시그마체인 메인넷에 작동하는 디앱(Dapp), 스낵 메신저 서비스를 준비중이다. 퓨처피아에서 발행한 암호화폐를 [[피아](PIA)라고 한다.

퓨처피아의 이중위임지분증명 방식은 일반적인 그래핀 엔진에서 블록을 생성하는 구조로서 미리 결정되어 있는 마스터노드들이 무작위로 결정된 순서에 따라 순차적으로 블록을 생성한다. 마스터노드는 블록체인을 구성하는 블록을 생성할 수 있는 권한이 있는 노드이며, 이에 대한 결정은 회원 구성원 간에 투표를 통해 일정 주기마다 결정이 된다. 일반노드는 블록체인 데이터 복사본을 가지고 있는 노드이며 일반적으로는 블록을 생성할 권한은 없다.

이중위임지분증명 방식에서 일반노드 중 무작위로 몇 개의 노드를 선정하고, 이 노드와 마스터노드가 함께 무작위 순서로 블록을 생성하도록 한다. 마스터노드와 랜덤노드 21개의 블록생성 순서를 정한 후, 모든 노드가 블록을 생성하게 한다. 이후 마스터노드는 그대로 유지시키고 랜덤노드를 다시 뽑은 후 이 과정을 반복하게 한다. 퓨처피아에 대해 자세히 보기

참고자료

• 시그마체인 공식 홈페이지 - http://sigmachain.net/
• Futurepia, 〈FUTUREPIA : 블록체인 기반의 콘텐츠 체인(Content Chain) 소셜네트워크 서비스 플랫폼〉, 퓨처피아 백서, 2018년 07월
• 해시넷, 〈(암호화폐 제30탄) 시그마체인(Sigma Chain)이란 무엇인가?〉, 《네이버 블로그》, 2018-10-24
• 전소영 기자, 〈퓨처피아, 블록체인 기반의 SNS 통합 서비스 구축하다〉, 《베타뉴스》, 2018-06-07
• 박정은 기자, 〈이오스 게 섯거라... 한국형 3세대 블록체인 ‘시그마체인’ 등판〉, 《전자신문》, 2018-06-14
• 코인 알려드림, 〈링크박스, 퓨처피아와 블록체인 업무협약〉, 《네이버 블로그》, 2018-09-14

같이 보기

• 합의 알고리즘
• 지분증명(PoS)
• 위임지분증명(DPoS)
• 시그마체인
• 곽진영
• 블록체인

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