소유권 증명 (proof of stake)

프루프 오브 스테이크란 무엇이며 어떻게 작동하는가?

대체 합의 알고리즘인 프루프 오브 스테이크는 암호화폐 및 투자 분야에서 인기 있는 선택지가 되었습니다. 연산 능력을 사용하는 대신, 이것은 스테이킹에 의해 제공된 코인에 기초하여 작동합니다. 이 메커니즘은 에너지 소비를 크게 줄이고 탈중앙화 및 보안을 향상시킵니다.

프루프 오브 스테이크의 장단점

프루프 오브 스테이크는 에너지 절약 및 고도로 확장 가능성에 효과적이지만, 암호화폐가 없는 사용자에게는 덜 편리할 수 있습니다. 또한, 시장 자본화가 낮은 블록체인에서 51% 공격의 위험이 존재합니다.

프루프 오브 스테이크의 작동 원리

프루프 오브 스테이크 알고리즘에서는 랜덤하게 노드 그룹에서 발견된 유효성 검사자를 선택합니다. 블록 생성 프로세스에 참여하려면 특정 수의 코인을 스테이킹하고 이를 네트워크에 추가해야 합니다. 스테이킹된 코인이 많을수록 노드가 유효성 검사자로 선택될 확률이 높아집니다.

랜덤 선택 및 스테이킹 기간 선택

검증자를 선택하는 두 가지 방법이 있습니다: 블록의 랜덤 선택 또는 스테이킹 기간별 선택입니다. 첫 번째 방법은 가장 낮은 해시 값과 가장 큰 스테이킹 합계를 가진 검증자를 결정하며, 두 번째 방법은 코인이 스테이킹되어 있는 기간에 따라 검증자를 결정합니다.

트랜잭션 검증 및 검증자 보상

선택된 검증자는 트랜잭션의 유효성을 검사하고 블록을 서명하여 블록체인에 추가합니다. 보상으로 트랜잭션 수수료와 추가적인 코인을 받습니다. 검증자가 더 이상 참여하고 싶지 않은 경우, 그의 보상과 코인은 일정 시간 동안 시스템에 의해 차단됩니다.

프루프 오브 스테이크의 장점

프루프 오브 스테이크는 많은 측면에서 프루프 오브 워크를 능가하며 새로운 블록체인에서 활발하게 사용됩니다. 그 이점은 다음과 같습니다:

1. 적응성: 프루프 오브 스테이크는 사용자 및 블록체인 요구 사항의 변화에 유연하게 대응하여 다양한 알고리즘 변형을 만듭니다. 이 메커니즘은 다양한 블록체인 작업에 적합합니다.

2. 분산화: 노드를 시작하는 것이 더 쉬워졌으며, 시스템은 사용자가 생성하도록 장려합니다. 랜덤화 프로세스 및 장려 시스템은 네트워크를 보다 분산화시킵니다. 이는 스테이킹 풀에 대한 의존성을 줄이고 개별 참여자가 성공적으로 블록을 생성할 가능성을 높입니다.

3. 에너지 효율성: 프루프 오브 스테이크는 프루프 오브 워크에 비해 에너지 소비가 훨씬 적습니다. 이 합의 메커니즘은 스테이킹에 대한 경제적 비용에 따라 에너지 소비가 줄어듭니다.

4. 확장성: 프루프 오브 스테이크는 거대한 마이닝 팜이나 큰 에너지 소비를 필요로하지 않습니다. 다양한 검증자를 사용하면 네트워크가 더 확장 가능하고 저렴하게 사용할 수 있습니다.

5. 보안성: 스테이킹 메커니즘은 검증된 블록의 생성을 장려합니다. 부정 행위가 감지되면 검증자는 일부 스테이킹과 블록 생성 권한을 잃습니다. 이는 51%의 공격이 성공할 확률을 줄이며, 네트워크를 제어하기 위해 반 이상의 코인을 소유해야 합니다.

Proof of Stake의 단점

여러 장점이 있음에도 불구하고 PoS에는 몇 가지 단점이 있습니다:

1. 포크: PoS의 표준 메커니즘에서는 양쪽 포크에서 채굴하는 데 장벽이 없어 문제가 발생할 수 있습니다. PoW와 달리, PoS는 사용자가 양쪽에 베팅할 수 있도록 허용합니다.

2. 접근성: 스테이킹에 참여하려면 블록체인의 네이티브 토큰이 필요하며, 이는 상당한 투자가 필요할 수 있습니다. PoW와 달리, 싼 채굴 장비를 사용하거나 임대할 수 있는 옵션이 없으며 PoS는 네이티브 토큰이 필요합니다.

3. 51% 공격: PoW와 PoS는 모두 51% 공격에 취약하지만, PoS를 사용하는 블록체인은 이에 더 취약합니다. 시장 자본화가 낮거나 토큰 가격이 하락할 경우, 악의적인 사용자는 저렴한 가격에 50% 이상의 토큰을 구입하고 네트워크를 제어할 수 있습니다.

전반적으로 PoS에는 단점이 있지만, 그 장점은 많은 새로운 블록체인에게 매력적인 선택으로 만듭니다.

Proof of Stake 메커니즘의 변형

Proof of Stake는 블록체인의 특정 요구에 맞게 조정할 수 있는 높은 적응성을 가지고 있습니다. 아래는 가장 흔한 변형 중 일부입니다:

Delegated Proof of Stake (DPoS)

DPoS는 사용자가 검증자 역할을 맡지 않고도 스테이킹에 참여할 수 있도록 합니다. 그들은 대리인으로 행동하여 검증자를 통해 자금을 투입하고 블록에 대한 일부 보상을 받습니다. 더 많은 대리인이 특정 검증자를 지원할수록 그의 선택 확률이 높아집니다. 대리인은 제시된 인센티브와 검증자의 평판에 따라 결정을 내릴 수 있습니다.

Nominated Proof of Stake (NPoS)

Polkadot에서 개발된 NPoS는 DPoS와 유사하지만, 한 가지 주요한 차이점이 있습니다: 후보자는 스테이킹을 통해 자금을 투입하는 동안 악의적인 검증자의 행동으로 인해 그 자금을 잃을 수 있습니다. 후보자는 자금을 투입할 때 16명의 검증자를 선택하고, 네트워크는 이를 균등하게 분배합니다.

Proof of Staked Authority (PoSA)

NB Smart Chain은 PoSA를 사용하여 Proof of Authority와 Proof of Stake를 결합하며, 검증자가 차례대로 블록을 생성할 수 있도록 합니다. BNB Chain은 자금 스테이킹 또는 위임으로 선택된 21명의 활성 검증자 그룹이 블록을 생성하는 것에 참여합니다. 이 그룹은 매일 업데이트되며 BNB Chain은 관련 정보를 보관합니다.

결론

비트코인의 등장으로 블록 추가 방법이 크게 변했습니다. Proof of Stake는 Proof of Work와 비교하여 그 효과성과 장점을 입증했습니다. 앞으로 Proof of Stake가 주요한 합의 메커니즘이 될 것이고, Proof of Work는 일부 네트워크에서만 사용될 것입니다. 그러나 변경 사항이 무엇이든, Proof of Stake는 블록체인 기술의 중요한 요소로 남을 것입니다.