블록체인 합의 메커니즘의 진화

블록체인 합의 메커니즘의 진화

타임 스탬프 : 16 년 2023 월 3 일 오전 59:XNUMX
블록체인 합의 메커니즘의 진화 PlatoBlockchain Data Intelligence. 수직 검색. 일체 포함.
  • 분산형 시스템의 가장 중요한 구성 요소 중 하나는 블록체인 네트워크가 거래를 검증하는 데 사용하는 합의 메커니즘입니다.
  • 암호화폐에 사용되는 다양한 유형의 합의 메커니즘과 그 고유한 기능을 살펴보겠습니다.
  • 암호화폐에서 가장 널리 사용되는 합의 메커니즘은 현재 지분 증명(PoS)이며 작업 증명(PoW)이 그 뒤를 따릅니다.

암호화폐는 꽤 오랫동안 상승세를 이어왔습니다. 그들의 인기는 나날이 계속 커지고 있습니다. 이에 대한 주된 이유 중 하나는 암호화폐의 분산된 특성입니다. 분산화를 통해 더욱 안전하고 투명하며 중앙 기관의 검열이나 통제를 덜 받게 됩니다.

이 분산형 시스템의 가장 중요한 구성 요소 중 하나는 블록체인 네트워크가 거래를 검증하는 데 사용하는 합의 메커니즘입니다. 이는 노드 간 원장의 무결성을 유지합니다. 암호화폐에 사용되는 다양한 유형의 합의 메커니즘과 그 고유한 기능을 살펴보겠습니다. 이러한 합의 메커니즘 중 일부는 거의 알려져 있지 않지만 인기 있는 블록체인이 이를 사용한다는 사실에 놀랄 것입니다.

직업 증명 (PoW)

작업 증명은 블록체인 세계에서 가장 잘 알려지고 널리 사용되는 합의 메커니즘입니다. PoW는 비트코인 ​​창시자인 나카모토 사토시(Satoshi Nakamoto)에 의해 처음 소개되었습니다.  라이트코인 비트코인 캐시는 작업 증명을 사용하는 인기 있는 암호화폐 블록체인 중 하나입니다.

PoW는 채굴자가 계산 능력을 사용하여 복잡한 수학적 문제를 해결하도록 요구함으로써 작동합니다. 문제를 해결한 첫 번째 채굴자는 체인에 새로운 블록을 추가하고 암호화폐 형태로 보상을 받습니다. 이러한 수학적 문제를 해결하는 과정에는 많은 에너지와 컴퓨팅 능력이 필요하므로 악의적인 행위자가 네트워크를 제어하기가 더 어려워집니다.

그러나 PoW에는 몇 가지 중요한 단점이 있습니다. 첫째, 에너지 집약적이어서 높은 거래 수수료와 탄소 배출 증가를 초래할 수 있습니다. 둘째, 공격자가 네트워크 계산 능력의 대부분을 제어할 수 있어 원장을 이중 지출하고 조작할 수 있는 51% 공격에 취약할 수 있습니다.

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스테이크의 증거 (PoS)

지분 증명은 PoW의 에너지 소비 및 확장성 문제를 해결하는 것을 목표로 하는 새로운 합의 메커니즘입니다. 스테이커라고도 알려진 PoS 시스템 검증자는 자신이 소유하고 네트워크에 "스테이킹"한 암호화폐의 양을 기반으로 새 블록을 검증하도록 선택됩니다. 검증인은 암호화폐 형태로 거래 수수료를 받습니다.

PoS는 복잡한 수학적 문제를 해결하는 채굴자에게 의존하지 않기 때문에 PoW보다 훨씬 적은 에너지를 필요로 합니다. 지분 증명(Proof of Stake)은 훨씬 더 빠르며 더 짧은 시간에 거래를 처리합니다. 그러나 PoS는 이미 대량의 암호화폐를 소유한 사람들에게 보상을 주고 새로운 사용자가 네트워크에 참여하는 것을 방해할 수 있기 때문에 중앙화에 더 취약합니다. Cardano, Binance Smart Chain과 Ethereum은 PoS 블록체인의 예입니다.

스테이크의 위임 된 증거 ​​(DPoS)

위임 지분 증명은 PoS와 유사하지만 추가적인 거버넌스 계층을 추가합니다. DPoS 시스템에서 이해관계자는 거래를 검증하고 체인에 새 블록을 추가하는 일을 담당하는 소규모 대표 그룹을 선출하기 위해 투표합니다.

DPoS는 검증인 수가 적기 때문에 PoS보다 훨씬 빠르며, 초당 트랜잭션 수가 증가함에 따라 더 많은 확장성을 허용합니다. 그러나 PoS와 마찬가지로 DPoS는 위임자가 네트워크에서 대부분의 검증 및 의사 결정을 담당하므로 중앙 집중화에 취약할 수 있습니다. Tron은 DPoS를 사용하는 가장 인기 있는 블록체인입니다.

권한 증명 (PoA)

권위 증명은 신뢰할 수 있는 검증인을 사용하여 체인에 새 블록을 추가하는 합의 메커니즘입니다. PoA 시스템에서 검증자는 네트워크에 의해 사전 승인되고 모든 참가자에게 신원이 알려진 신뢰할 수 있는 노드입니다. 검증인은 네트워크 무결성을 유지합니다. 이는 새로운 거래가 체인에 추가되도록 보장합니다.

PoA는 PoW보다 훨씬 빠르고 에너지 집약적이므로 소규모 네트워크에 더 확장 가능하고 비용 효율적입니다. 그러나 검증인이 네트워크에 대해 상당한 권한과 제어권을 갖고 있기 때문에 더욱 중앙 집중화되어 있습니다. VeChain PoA 합의 메커니즘을 사용합니다.

경과 시간 증명 (PoET)

경과 시간 증명은 신뢰할 수 있는 실행 환경을 사용하여 검증자를 무작위로 선택하는 합의 메커니즘입니다. PoET 시스템에서는 네트워크의 각 노드가 신뢰할 수 있는 환경에서 임의의 시간 동안 대기하며, 가장 짧은 시간 동안 대기한 노드가 선택되어 다음 노드를 검증합니다.

PoET(경과 시간 증명)는 네트워크의 각 노드가 임의의 시간을 기다리는 신뢰할 수 있는 실행 환경을 사용하여 검증자를 무작위로 선택하는 합의 메커니즘입니다. 일단 선택되면 노드는 새 블록을 체인에 추가하고 해당 작업에 대한 보상을 받습니다. PoET는 PoW보다 빠르고 에너지 효율적이며, PoS보다 확장성이 뛰어나고 프라이빗 블록체인 네트워크에 적합합니다. 그러나 PoET는 신뢰할 수 있는 실행 환경의 가용성에 따라 제한될 수 있으며 악의적인 노드의 공격에 취약합니다. 하이퍼 레저 톱니 Linux Foundation의 Hyperledger 프로젝트에서 개발한 블록체인 플랫폼입니다. PoET를 합의 메커니즘으로 사용합니다.

비잔틴 결함 허용 (BFT)

비잔틴 결함 허용(BFT)은 악의적이거나 결함이 있는 노드가 있는 경우에도 네트워크의 노드가 블록체인 상태에 대한 합의에 도달할 수 있도록 하는 합의 메커니즘입니다. BFT는 각 결정에 동의하기 위해 절대다수 또는 일정 수준의 검증인이 필요합니다. 이를 통해 일부 검증인이 악의적이거나 결함이 있는 경우에도 여전히 합의에 도달할 수 있습니다. BFT는 복원력이 뛰어나고 빠르므로 안정성이 필요한 미션 크리티컬 애플리케이션에 적합합니다. 그러나 BFT는 복잡하고 리소스 집약적일 수 있으며 높은 수준의 분산화가 필요한 모든 블록체인 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있습니다. 텐더 민트, 코다 와 메타의 실패한 리브라 BFT 합의 메커니즘을 사용하는 블록체인의 예입니다.

비잔틴 내결함성 (pBFT)

pBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)는 대규모 네트워크에서 합의 효율성을 향상시키도록 설계된 BFT 합의 메커니즘의 향상된 버전입니다. pBFT는 합의에 도달하기 위해 검증인의 2/3 다수가 필요합니다. pBFT는 단일 검증인에게 권력이 집중되는 것을 방지하기 위해 순환 리더십 모델을 사용합니다. pBFT는 빠르고 효율적이며 높은 수준의 보안과 신뢰성이 요구되는 엔터프라이즈 블록체인 네트워크에서 일반적으로 사용됩니다. 그러나 pBFT는 높은 수준의 분산화가 필요한 퍼블릭 블록체인 네트워크에는 적합하지 않을 수 있습니다. Hyperledger Fabric 블록체인 네트워크는 pBFT 메커니즘을 사용합니다. 정족수 이스탄불 BFT(IBFT)를 사용하여 JP Morgan이 개발한 블록체인입니다. IBFT는 pBFT 변형입니다.

FBA(연합 비잔틴 계약)

FBA(Federated Byzantine Agreement)는 신뢰할 수 있는 노드 그룹이 블록체인 상태에 대한 합의에 도달할 수 있도록 하는 합의 메커니즘입니다. FBA 시스템 노드는 자체 합의 프로세스가 있는 그룹 또는 "쿼럼"으로 구성됩니다. 각 쿼럼은 블록체인 유지를 담당하는 "검증인" 세트를 선택합니다. 합의에 도달하기 위해 검증인은 서로 및 다른 쿼럼과 메시지를 교환합니다. FBA는 거래에 동의하기 위해 대다수의 검증인이 필요한 투표 시스템을 사용합니다. 그런 다음에야 블록체인에 추가됩니다.

허가된 블록체인 네트워크는 일반적으로 FBA 합의를 사용합니다. 허가된 네트워크의 참가자는 알려져 있고 신뢰할 수 있습니다. 이는 높은 수준의 보안과 신뢰성을 보장하면서 합의에 도달하는 빠르고 효율적인 방법을 제공합니다. FBA는 높은 수준의 분산화가 필요한 퍼블릭 블록체인 네트워크에는 적합하지 않을 수 있습니다. 또한 제한된 수의 검증인과의 합의를 달성하는 데 어려움을 겪을 수도 있습니다. 리플 와 스텔라 FBA 합의 메커니즘을 사용하는 두 가지 매우 인기 있는 블록체인입니다.

방향성 비순환 그래프 (DAG)

DAG(방향성 비순환 그래프) 합의 메커니즘은 방향성 그래프를 사용하여 트랜잭션을 구성하고 검증한다는 점에서 기존 블록체인 구조와 다릅니다. DAG 시스템에서 각 트랜잭션은 이전 트랜잭션을 통해 확인됩니다. 중앙 집중식 엔터티가 이를 확인할 필요 없이 새로운 트랜잭션을 그래프에 추가할 수 있습니다.

DAG는 기존 블록체인 시스템보다 빠르게 확인합니다. 네트워크의 여러 노드가 동시에 트랜잭션을 검증합니다. 그러나 그래프의 트랜잭션 수가 증가함에 따라 DAG는 확장성 문제에 직면할 수 있습니다. DAG는 트랜잭션을 검증하기 위해 단일 블록체인을 사용하지 않기 때문에 보안도 문제가 될 수 있습니다. IOTA, 나노 와 헤 데라 해시 그래프 블록체인은 DAG 기반 합의를 사용했습니다.

암호화폐에서 가장 널리 사용되는 합의 메커니즘은 현재 지분 증명(PoS)이며 작업 증명(PoW)이 그 뒤를 따릅니다. PoS는 많은 양의 컴퓨팅 파워가 필요한 PoW에 비해 에너지 효율성이 높아 인기를 얻고 있습니다. 많은 새로운 암호화폐가 PoS를 구현하고 있습니다. 가장 큰 암호화폐 중 하나인 이더리움은 PoW에서 PoS로 전환되었습니다. 그러나 PoW는 기존 시스템에서 여전히 인기가 있습니다. 비트코인은 PoW를 사용해 온 오랜 역사를 가지고 있으며 시스템에 투자한 대규모 채굴자 네트워크를 보유하고 있습니다.

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