DLT에 대한 이전 게시물에서 작업 증명의 개념을 다루고 지분 증명 통과에서 언급했습니다. 이 블로그에서는 이러한 개념과 이들이 신뢰할 수없는 분산 합의 아이디어의 기본이되는 방법에 대해 자세히 설명합니다.
먼저 우리가 해결하려는 문제가 무엇인지 설명해야합니다. 비트 코인은 신뢰할 수없는 에이전트 그룹간에 신뢰를 만드는 복잡한 문제를 해결하기 시작했습니다.
그렇다면이 문제는 무엇입니까? 어떤 사람이 돈을 빌려달라고 요청하고 내일 갚기로 동의합니다. 당신이 신뢰하고 있기 때문에 그들에게 XNUMX 달러를 빌려줍니다. 다음날 당신이 돈을 돌려달라고 요청하면 그들은 당신에게서 돈을 빌린 적이 없다고 대답합니다. 너 뭐하니? 거래 기록이 없습니다. 당신은 그다지 의지가 없습니다. 당신은 아마도 미래에 대해 덜 신뢰하게 될 것입니다. 다음에이 유형의 거래를 입력 할 때 제 XNUMX자가 거래를 추적하도록합니다. 차용인이 채무 불이행을하면 거래가 발생했음을 증명하기 위해 제 XNUMX자를 데려 올 수 있습니다. 차용인이 상환을 거부하는 경우, 법률 시스템으로 가서 귀하를 대신하여 개입하도록 요청할 수 있습니다. 이상적으로는 제 XNUMX자가 신뢰할 수있는 사람 (변호사)이며 거래의 진위를 증명하기 위해 공증을받을 수 있습니다. 당신과 같은 나라에 있지 않은 사람들과 함께 대규모로 이것을하고 싶다고 상상해보십시오. 다른 법률 시스템, 다른 의지, 오 두통이 있습니다.
분산 원장은 법적 구조를 소유권의 신원, 암호화 공증 및 신뢰 구축 방법으로 대체하기 시작했습니다. 첫 번째 부분은 상당히 간단합니다. 우리 각자에게는 정체성이 있습니다. 개인 키 형태로; 이 ID를 사용하여 임의의 데이터에 '서명'할 수 있습니다.
간단히 말해서, 공개 키 보유자는 서명이 개인 키 보유자이고 하나의 개인 키에만 속한다는 매우 높은 확신을 가지고 증명할 수 있습니다. 이 디지털 서명은 개인 키를 가진 모든 사람이 개인 키를 소유하고 있다고 주장 할 수있는 강력한 개념입니다. 공개 키를 가져 와서 개인 키 복사본을 만들 수있는 방법이 없으므로 누구에게나 공개 키를주는 것이 안전합니다. 개인 키를 잃어 버리지 않도록하십시오!
공증은 정체성에서 자연스럽게 따릅니다. 한 당사자가 메시지에 서명하면 제 XNUMX자가 서명 된 메시지에 연대 서명 할 수 있습니다. 공증 당사자의 신원을 신뢰할 수있는 경우 공개 키가 있고 그들이 누구인지 알고 있습니다. 그들은 내가이 사람을 아는 것처럼 원래 당사자에 대한 진술을 할 수 있으며 당신은 그들을 신뢰할 수 있습니다. 암호화 된 웹 사이트를 방문 할 때마다 인터넷을 통해 이러한 신뢰 개념을 관찰 할 수 있습니다. 신뢰 체인을 통해 공증 된 인증서에 의존합니다. 이 체인의 맨 위에는 루트 엔티티가 있습니다. 이 예에서는 'Baltimore CyberTrust Root'입니다.
이 신뢰 사슬은 여전히 우리에게 문제를 남깁니다. 중앙 당사자를 모르거나 신뢰하고 싶지 않다면 거래를 반박 할 수 없도록 어떻게 공증합니까? 고전적인 BlockChain은 채굴이라는 프로세스를 통해이 문제를 해결합니다. 채굴은 크게 작업 증명과 지분 증명의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 이에 대해 곧 이야기하겠습니다.
먼저 권한 기반 블록 체인이라고하는 방의 코끼리에 대해 설명해야합니다. 지난 몇 년 동안 이러한 체인의 많은 예가 생겨 났으며 일반적으로 신뢰할 수없는 블록 체인에 대한 고성능 대안으로 제공되었습니다. 채굴의 특성은 시간이 걸리고 비용이 든다는 것입니다. 이러한 권한 기반 체인은 체인에서 메시지 공증을 수행하는 하나 이상의 신뢰할 수있는 그룹을 식별합니다. 오류가 있거나 마음이 바뀌면이 신뢰할 수있는 공증인은 기록을 다시 작성할 수 있으며 악의적 인 행위자 인 경우 다른 사람을 대신하여 속일 수 있습니다. 우리의 원래 예에서 형편없는 공증인은 돈을 빌리는 사람의 편을들 수 있습니다.
신뢰의 관점에서, 권한 기반 체인이 제 XNUMX자가 관리하고 운영하는 데이터베이스를 갖는 것보다 낫지 않다고 주장 할 수 있습니다. 이러한 경우 디지털 원장에는 여전히 이점이 있습니다. 예를 들어, 각 당사자는 원장의 전체 사본을 가지고 있고, 거래는 표준화되고, 거래의 암호화 서명이 있습니다. 디지털 서명은 그 자체로 강력한 이유입니다. 인간 서명과 디지털 서명을 비교하는 것이 좋습니다. 복잡성, 성능 및 운영 고려 사항은 일반적으로 DLT보다 기존 데이터베이스에서 해결하기가 더 쉽습니다.
이제 채굴로 돌아갑니다. 본질적으로 마이닝은 일반적으로 노드라고하는 행위자가 트랜잭션 세트 (블록 체인의 블록)에 서명 할 수있는 충분한 신뢰를 구축하여 트랜잭션이 일관되고 이중 지출임을 알리는 작업입니다. 비어 있는. 이중 지출은 '실제'에서 단순한 개념입니다. 제가 XNUMX 달러 지폐를 주면 나중에 다시 돌려주지 않는 한 정확한 청구서를 한 번만 제공 할 수 있습니다. 디지털 세계에서 이것은 훨씬 더 복잡한 문제입니다. 클래식 데이터베이스는 트랜잭션을 구현하여이를 해결합니다. 이것을 ACID 거래 보증이라고하는 것을 자주 듣게 될 것입니다.
전통적인 이중 입력 부기 시스템에서 원장은 한 계정 (또는 지갑)에서 다른 계정으로의 자산 이동을 기록합니다. 단일 통화를 추적하는 원장의 경우 두 가지 주요 속성을 적용 할 수 있습니다. 첫째, 원장은 모든 이동 트랜잭션에서 원장에있는 주어진 자산의 총 수를 보존합니다. 특정 일방적 트랜잭션이 지원되지 않는 한 생성하거나 삭제할 수 없습니다. 둘째, 소스 지갑에 해당 자산의 인스턴스가 사용 가능한 경우에만 자산을 한 지갑에서 다른 지갑으로 이동할 수 있는지 확인할 수 있습니다. 다중 지갑 거래에서 모든 지갑은 거래 후 잔액을 유지해야합니다. 이러한 규칙은 비용 (일반 자산으로 변환 된 각 자산의 가치)이 트랜잭션 전체에서 XNUMX이되도록함으로써 다중 자산 트랜잭션으로 일반화 할 수 있습니다. 다중 자산 모델은 더 긴 대상입니다.
DLT의 경우 모든 토큰 (또는 자산) 이전은 위의 규칙을 준수해야합니다. 일반적으로 체인이 지원하는 유일한 일방적 트랜잭션은 채굴 프로세스를 통해 새 토큰을 생성하는 것입니다. 그렇다면 분산 원장은 어떻게 이것을할까요?
가장 확립 된 시스템 인 작업 증명을 먼저 다룹니다. 작업 증명에서 시스템의 각 마이닝 노드는 충분히 복잡한 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 서로 '경쟁'합니다. 비트 코인의 경우이 문제는 블록에있는 데이터의 해시를 계산하고 'nonce'(정수) 값을 추가하여 블록의 암호화 해시를 계산합니다. 위에서 언급 한 최종 해시의 이진 표현에 특정 수의 선행 XNUMX이 있으면 마이닝이 성공합니다. 임시 값은 솔루션을 찾을 때까지 반복적으로 업데이트됩니다. 실제로는 여러 해시가 발생하는 이보다 조금 더 복잡합니다.
각 광부는 XNUMX 초에 고정 된 수의 해시 계산을 수행 할 수 있습니다. 컴퓨팅 노드의 하드웨어가이 제한을 설정합니다. 문제의 난이도는 모든 채굴 자의 해시 비율 합계가 약 XNUMX 분 안에 블록을 찾을 수 있도록 조정됩니다. 네트워크는 현재 해시 비율을 고려하여 난이도를 조정합니다. 글을 쓰는 시점에서 비트 코인 네트워크의 해시 속도는 초당 XNUMX 억 XNUMX 천만 테라 해시입니다. 이 해시 속도는 엄청난 양의 계산 능력이며 비트 코인의 중요한 논쟁 중 하나 인 환경에 미치는 영향을 가리 킵니다. 재생 가능 에너지 가격이 다른 형태의 에너지보다 낮기 때문에 채굴 수익성은 최저 가격의 전원으로 전환 할 수있는 인센티브를 제공합니다. 이것이 얼마나 사실인지는 앞으로 몇 년 동안 드러날 것입니다.
비트 코인 채굴 프로토콜에서 종종 식별되는 '결함'중 하나는 해싱 작업을 사소하게 마비시키는 것입니다. 이 기능은 해싱 파워의 상당한 중앙 집중화로 이어졌으며 탈 중앙화 된 체인 설계의 일부를 무너 뜨립니다. 해시를 함께 집계하는 것을 풀 마이닝이라고합니다. 솔로 채굴은 모든 의도와 목적에 가치가 없습니다. 풀링 된 해시 이전에 자체적으로 솔루션을 찾는 네트워크의 단일 노드에 대한 확률은 극히 적습니다. 풀은 풀에 기부 된 해시 비율에 정비례하여 채굴의 보상을 공유합니다. 큰 지불금은받지 못하지만, 풀이 블록을 채굴 할 때마다 적은 금액을받을 수 있습니다. 적은 수의 풀 (8)이 대부분의 해싱 파워를 구성합니다. 이 풀이 함께 공모한다면 체인의 미래 규칙에 대한 선택을 할 기회가 있습니다.
작업 증명은 체인의 기록을 다시 작성하거나 채굴 보상을받는 것보다 한 당사자에게 이익이되도록 프로토콜을 변경하기에 충분한 해시 비율 (6.25 % 이상)을 제어하는 것이 더 비쌀 때 신뢰와 무결성을 제공합니다. 채굴 보상은 비트 코인 프로토콜의 일부로 정의되며 새로 채굴 된 코인과 블록에서 처리 된 거래에 대한 수수료를 포함합니다. 현재 블록에 대한 채굴 보상은 XNUMX BTC와 거래 수수료입니다. 이 보상은 블록 당 XNUMX 만 달러 이상입니다. 매일 XNUMX 개의 블록이 인쇄되어 거의 XNUMX 천 XNUMX 백만 달러의 채굴 수익을 창출합니다.
광부는 옳은 일을 할 강력한 인센티브를 가지고 있습니다. 이 경제적 인센티브는 채굴 자들이 더 많은 채굴 하드웨어에 투자하도록 장려하고 어느 그룹도 체인을 대부분 통제하지 못하도록합니다. 이 보증을 제공하는 것은 바로 채굴의 '비용'입니다. 비트 코인의 가치가 증가함에 따라 더 많은 채굴에 대한 인센티브도 증가합니다.
Ethereum과 같은 최신 체인은 다른 알고리즘을 사용하여 작업 증명을 구현합니다. 오늘날 많은 옵션이 있습니다. 가장 주목할만한 것은 메모리에서 데이터를 이동하는 비용 (이더 리움이 작동하는 방식)과 원시 계산 능력에서 작업을 도출하는 옵션입니다. Etherium과 같은 Proof of Work 체인을 '대역폭'으로 제한함으로써 최종 사용자 상용 하드웨어 (GPU)에서 수익성있는 채굴이 가능합니다. 비트 코인 채굴에서 수익성을 얻으려면 맞춤형 ASIC 하드웨어에 투자해야합니다.
Proof of Stake는 현재 세대의 체인에 널리 퍼져있는 에너지 소비 (및 하드웨어 경쟁)를 해결하려고 시도하는 Proof of Work의 새로운 대체품입니다. Proof of Stake에서 채굴 자들은 거래 수수료의 형태로 블록에 서명 한 것에 대한 보상을 받고 다음과 같은 방식으로 블록에 서명하면 지분을 잃을 수 있도록 일정량의 체인 통화를 게시 (또는 지분)합니다. 사슬의 규칙과 일치하지 않습니다. 즉. 이중 지출이 없습니다.
간단한 사고 실험을 해보자. XNUMX 명의 사람이있는 방을 생각해 보면 각 방 한가운데에있는 탁자 위에 XNUMX 달러짜리 지폐가 놓여 있습니다. 이 돈은 그들의 지분입니다. 이제 XNUMX 명 중 XNUMX 명은 거래에 동의하고, XNUMX 명은 다음날 반환 된 XNUMX 달러를 대출 해드립니다. 그들은 합의서를 종이에 적어 스테이크 탁자 위에 놓습니다. 이제 우리는 문서를 공증 할 XNUMX 명 중 한 명을 무작위로 선택합니다. 그들은 논문을 읽고 서명을 추가하여 이것이 유효한 거래라고 말합니다. 나머지 XNUMX 명은 문서를 검토하고 거래 조건이 방의 규칙과 일치하는지 확인할 수 있습니다. 모두가 동의한다고 가정하면 거래는 구속력이 있습니다. 방에있는 각 사람들은 거래를 확인하기 위해 소액을 지불합니다. 거래를하는 사람들이 수수료를 제공했습니다. 이 수수료는 자산을 지분으로 잠그는 것에 대한 보상을 제공합니다.
이제 검증하기로 선택한 사람이 거래 또는 공모의 일부인 두 사람 중 한 명이라고 상상해보십시오. 그들은 방의 규칙을 어기더라도 문서에 서명합니다. 이제 방에있는 다른 사람들이 거래를 확인하고 방의 XNUMX % 이상이이 계약이 유효하지 않다고 표시하면 거래가 취소됩니다. 검증 인의 지분은 테이블에서 제거되고 다른 XNUMX 명에게 균등하게 분배됩니다. 일곱 번째 사람은 더 이상 지분을 갖고 있지 않으며 더 이상 검증에 참여할 수 없으며 XNUMX 달러 지분을 벗어났습니다. 지분 가치가 검증 거래의 가치를 능가했기 때문에 거짓말하는 것은 개인의 이익이 아닙니다.
참가자의 XNUMX % 이상이 정직하게 행동하면 시스템이 작동합니다. 이를 위해 그들은 지분을 유지하고 그들의 행동에 대해 공정한 보상을받습니다. 한 번의 거래에 대해서는 시스템을 속일 가치가 있습니다. 전체를 볼 때 정직하게 행동하는 것이 그들의 관심에 압도적입니다.
지분 증명에 대한 흥미로운 관찰은 가치가 있기 위해 스테이 킹하는 항목이 필요하다는 것입니다. 이 관찰은 Ethereum이 작업 증명 시스템으로 시작하여 이더가 높은 평가를 받고있는 현재 지분 증명으로 전환하기 위해 노력하고있는 핵심 이유 중 하나입니다.
우리는 위험에 처한 높은 가치로 대규모로 작동하는 지분 증명 시스템을 아직 보지 못했으며 향후 몇 년 동안 작업 증명을 얼마나 잘 대체하는지 알게 될 것입니다.
이 블로그가 다음에 스마트 계약에 대해 몇 가지 용어를 설명하는 데 도움이되기를 바랍니다.
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