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지분 증명이란??

Ethereum 2.0은 작업 증명에서 지분 증명으로 이동합니다. 지분 증명은 ETH 보유자에게 고유 한 수익 창출 기능을 제공합니다 .by Everett Muzzy 2020 년 5 월 15 일 게시일 : 2020 년 5 월 15 일

지분 증명 영웅 2는 무엇입니까

2020 년에는 Ethereum 2.0의 첫 번째 단계가 시작되어 기존 Ethereum 1.0 블록 체인을 개편하고 확장 성 및 접근성이 눈에 띄게 개선됩니다. Ethereum 2.0 아키텍처의 핵심은 기존 작업 증명 (PoW) 합의 메커니즘을 대체 할 지분 증명 (PoS) 합의 메커니즘입니다.. 

PoS는 에너지 효율성, 진입 장벽 감소, 강력한 암호화 경제 인센티브, 더 광범위한 사용자를위한 더 큰 수익 창출 기능 등 여러 가지 개선 사항과 함께 제공됩니다. 이 기사는 지분 증명 (Proof of Stake)이 무엇인지, Ethereum 2.0에서 어떻게 구현되는지, ETH 보유자가 새로운 아키텍처와의 상호 작용을 예상 할 수있는 방법을 명확히하는 것을 목표로합니다..

Eth2 FAQ, 리소스 등에 대한 Ethereum 2.0 기술 자료 살펴보기.

합의 메커니즘 이해

분산 시스템에서 합의 메커니즘은 네트워크가 단일 진실 소스에 동의하는 방법입니다. 단일 제어 실체가 진실의 출처를 결정하는 중앙 집중식 시스템과 달리 분산 시스템은 단일 네트워크의 유지 관리에 협력하기 위해 많은 수의 자율 권한에 의존합니다. 이러한 개별 노드에는 가장 최근의 정확한 데이터 기록이 무엇인지에 대한 합의에 도달하기위한 계산 메커니즘이 있어야합니다. 포인트 홈을 유도하기 위해 이러한 분산 네트워크는 모두 동일한 암호화 메커니즘을 채택하여 합의에 도달해야합니다..

작업 증명 합의 메커니즘

작업 증명 (PoW) 합의 메커니즘은 현재 가장 널리 사용되는 합의 메커니즘이며 가장 잘 이해되고 있습니다. 2008 년 비트 코인 출시와 함께 Satoshi Nakamoto가 개척 한 PoW는 지금까지 이더 리움을 포함한 대부분의 유명 블록 체인에 전력을 공급했습니다..

블록 체인과 같은 신흥 기술의 경우 PoW는 매우 안전하고 신뢰할 수있는 합의 메커니즘으로 입증되었습니다. PoW의 기본 구성 요소는 광부와 에너지입니다. 채굴자는 노드 (컴퓨터)를 실행하고 관리하여 네트워크를 유지하는 개인 또는 개체입니다. 광부는 노드가 점점 더 복잡 해지는 수학적 문제를 해결하기 위해 계산 에너지의 형태로 전기를 소비하도록 지시합니다. 문제를 해결하는 채굴자는 먼저 지속적으로 증가하는 연속 블록 체인에 트랜잭션 블록을 추가하여 PoW 블록 체인에서 단일 및 검증 가능한 데이터 기록을 생성 할 권리를 얻습니다.. 

연산 능력의 지출은 기능적 노드를 설정하는 초기 하드웨어 비용 외에 전기 형태의 비용이 듭니다. 그러나 채굴자가되는 비용은 블록 보상에 의해 가치가 있습니다. 채굴자가 블록을 성공적으로 채굴하면 블록 체인의 기본 코인 (예 : BTC, ETH 등)의 형태로 블록 보상을받습니다.. 

더 많은 채굴자가 블록 체인에서 노드를 실행하기 시작하면 해시 속도 (즉, 네트워크의 컴퓨팅 성능)가 증가합니다. 즉, 다음 블록이 이전 블록보다 조금 더 빠르게 채굴 될 수 있습니다. 네트워크는 일관된 블록 시간 (각 블록 사이의 시간)을 유지하려고 시도합니다. 이더 리움은 ~ 14 초마다 채굴되고 비트 코인은 ~ 10 분마다 채굴됩니다. 해시 레이트가 증가하고 블록이 이전보다 조금 더 빠르게 채굴되면 다음 블록의 난이도가 자동으로 증가하여 블록 채굴이 조금 더 어려워지고 블록 시간이 다시 안정화됩니다. 난이도는 모든 블록 후에 정기적으로 조정되므로 블록 시간이 비교적 안정적으로 유지됩니다.. 

채굴자가 네트워크를 떠나면 (네이티브 코인의 USD 가치 하락을 포함한 다양한 이유로 발생할 수 있음) 난이도가 감소하여 채굴자가 블록을 채굴하고 보상을받는 것이 더 쉬워집니다. 이 감소 된 난이도는 더 많은 채굴 자들이 네트워크로 돌아갈 수있는 인센티브로 작용하여 네트워크가 강력하고 충분히 분산 된 상태를 유지하도록합니다.. 

PoW 블록 체인은 매우 탄력적이고 안전한 것으로 입증되었습니다. PoW 블록 체인을 손상시키려는 악의적 인 행위자에 대한 인센티브는 대부분의 해시 속도를 차지할 충분한 양의 계산 에너지를 생성하는 데 필요한 전기 비용입니다. 개인이 비트 코인 또는 이더 리움과 같이 잘 확립 된 PoW 블록 체인을 손상시키는 데 필요한 결합 된 계산 능력은 엄청난 비용이 듭니다. 존재하지 않을 수도 있습니다.

간단하고 안전하지만 PoW 체인은 접근성, 중앙 집중화 및 확장 성의 세 가지 주요 과제에 직면합니다..

접근성: PoW 채굴자가되기위한 진입 장벽이 높습니다. 작업 증명 체인을 유지하려면 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 채굴자는 PoW 채굴 장비를 실행하는 데 필요한 모든 하드웨어를 구입, 설정 및 유지 관리해야합니다. 또한 PoW 채굴은 극도로 에너지 집약적입니다. 기본 메커니즘은 에너지 관점에서 비효율적 일뿐만 아니라 진입 장벽을 더욱 증가시킵니다. 상당한 블록 보상을 얻으려면 광부가 전기 비용이 낮은 지역에 사는 것이 좋습니다. 또한 관할 구역에서는 기업에 더 낮은 전력 비용을 제공하는 경우가 많습니다. 즉, 수익을 극대화하려는 광부는 회사를 설립하고 노력과 관련 비용을 상쇄 할 수있는 충분한 채굴 하드웨어를 구입해야합니다. 전체적으로 에너지 비 효율성, 가변적 인 전기 비용, 하드웨어 비용 및 기업의 전기 단선은 대부분의 광부들이 진입하는 데 중요한 장벽을 제시합니다..

집중: 채굴 진입 장벽은 채굴 자의 중앙 집중화로 인한 2 차적인 역효과를 가져올 수 있습니다. 채굴자가되는 데 비용이 많이 들고 수익성이 낮아짐에 따라 네트워크는 자연스럽게 채굴이 두 가지 범주로 집중되는 것을 보게됩니다. 첫째, 몽골과 시베리아와 같이 전기 비용이 낮고 날씨가 추운 지역 (수동으로 채굴 하드웨어를 냉각하는 비용을 줄이기 위해)에서 운영되는 대규모 광산 대기업입니다. 둘째, 마이닝 파워는 마이닝 풀의 손에 집중됩니다. 대부분의 사람들이 개별적으로 채굴하는 것이 수익성이 떨어지기 때문에 그들은 단일 채굴 엔티티로 작동하는 채굴 풀에서 해시 파워를 구입합니다. 2019 년 말까지 이더 리움 블록의 50 % 이상이 2 개의 채굴 풀에서 채굴되었습니다..

이미지 26그림 : 2019 년 말까지 블록의 52.8 %가 2 개의 마이닝 풀에서 생성되었습니다 [22.5 % Ethermine, 30.3 % SparkPool]

확장 성 : 현재 Ethereum Proof of Work 체인에서 각 블록은 연속적으로 채굴됩니다. 각 블록에는 블록 크기라고하는 특정 양의 데이터 만 포함될 수 있습니다. 즉, 블록에 들어갈 수있는 것보다 더 많은 보류 트랜잭션이있는 경우 채굴 될 다음 블록에 들어 가지 않는 트랜잭션은 다음 블록이 포함될 수있는 다른 기회를 “대기”해야합니다. Ethereum에서 블록은 ~ 14 초마다 한 번씩 채굴되지만 특히 높은 트랜잭션 이벤트 동안 일부 사용자는 트랜잭션이 처리 될 때까지 몇 시간을 기다릴 수 있습니다..

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지분 증명으로 솔루션 찾기

Proof of Stake는 블록 체인이 단일 실제 데이터 기록 기록에 동의하는 데 사용할 수있는 다른 종류의 합의 메커니즘입니다. PoW 채굴자는 블록을 채굴하기 위해 에너지 (전기)를 소비하는 반면, PoS 검증자는 블록이 존재한다는 것을 증명 (또는 ‘검증’)하기 위해 지분을 위임합니다..

검증자는 PoS 블록 체인에서 블록을 제안하고 증명하기 위해 노드 (검증 자 노드라고 함)를 실행하는 네트워크의 참가자입니다. 그들은 네트워크에 암호 화폐 (Ethereum 2.0, ETH의 경우)를 스테이 킹하고 블록을 제안하기 위해 무작위로 선택할 수 있도록합니다. 다른 검증 자들은 그들이 블록을 보았다는 것을“증명”합니다. 블록에 대한 충분한 수의 증명이 수집되면 블록이 블록 체인에 추가됩니다. 검증 인은 성공적으로 블록을 제안하고 (PoW에서와 마찬가지로) 블록에 대한 증명을 수행 한 것에 대해 보상을받습니다..

PoS에 대한 암호화-경제적 인센티브는 적절한 행동에 대해 더 강력한 보상을 만들고 악의적 인 행동에 대해 더 심각한 처벌을 내 리도록 설계되었습니다. 핵심 암호 경제 인센티브는 검증 인이 자체 암호를 스테이 킹해야한다는 요구 사항으로 귀결됩니다. 돈 – – 네트워크에. PoW 노드를 실행하기위한 2 차 전력 비용을 고려하는 대신, PoS 체인의 검증자는 네트워크에 상당한 금액을 직접 입금해야합니다.. 

검증 인은 블록을 만들고 증명할 차례가되면 보상을받습니다. 자신의 차례가되었을 때 자신의 책임을 따르지 않은 경우 (예 : 오프라인 상태 인 경우) 처벌을받습니다. 오프라인 상태에 대한 페널티는 비교적 경미하며 시간이 지남에 따라 예상되는 보상과 거의 동일합니다. 따라서 검증 인이 절반 이상 올바르게 참여하면 그녀의 보상은 순 양수입니다.. 

그러나 검증자가 새로운 데이터 기록 세트를 제안하여 블록 체인을 공격하거나 손상 시키려고 시도하면 다른 페널티 메커니즘이 시작됩니다. 스테이크 금액의 상당 부분이 삭감됩니다 (아마도 전체 지분 금액까지). 네트워크에서 제거됩니다. 그 결과 검증 인의 공격 실패로 인한 엄청난 재정적 위험이 따릅니다. PoW에 비유하면 마치 PoW 체인에 대한 공격에 실패한 채굴자가 실패한 공격에 소비 한 전기 비용을 먹는 대신 채굴 장비 전체를 태워 버리는 것과 같습니다. 또한이 아키텍처는 네트워크를 유지하고 프로토콜 자체에 기본 암호화 자산을 보유하는 사람들의 손에 네트워크 보안을 직접 제공합니다…

지분 증명은 앞서 논의한 PoW 체인의 세 가지 문제인 접근성, 중앙 집중화, 특히 확장 성을 다룹니다.

접근성 : 지분 증명 블록 체인은 검증 인이 초기 하드웨어 비용에 대해 걱정하거나 PoW 체인의 채굴자가해야하는 것과 같은 방식으로 전기 요금에주의를 기울일 필요가 없습니다. 따라서 개인이 PoW 체인에서 마이닝 노드를 실행하는 것보다 PoS 체인에서 검증 자 노드를 실행하는 것이 진입 장벽이 훨씬 낮습니다. 그러나 PoS에 대한 접근 가능한 진입에는 주목할만한 장벽이 있습니다. 검증 인은 완전한 검증 인 노드를 운영하기 위해 최소한의 암호 화폐를 스테이 킹해야합니다. 예를 들어, Ethereum 2.0의 경우이 금액은 32 ETH (작성 당시 $ 6,500)입니다. 많은 사람들에게 이는 상당한 금액이며 적극적인 참여를 방해합니다. 동일한 방식으로 PoW 체인에 채굴 풀이 있지만 32 ETH를 스테이 킹 할 수 없거나 스테이 킹하지 않으려는 참가자의 자금을 모으는 스테이 킹 풀이 있습니다. 풀은 그들을 대신하여 지분을 스테이 킹하고 지분의 비율로 보상을 받게됩니다.. 

집중: 진입 장벽이 감소하고 전력 비용 최소화에 대한 우려가 제거 된 PoS 네트워크는 PoW 네트워크보다 노드 수준에서 훨씬 더 분산되어 있습니다. PoS 체인에 참여하려면 0이 아닌 양의 암호화, 인터넷 연결 및 컴퓨터 (또는 휴대폰 / 태블릿) 만 있으면됩니다. 그것은 훨씬 더 많은 사람들에게 참여와 수익 창출의 문을 열어줍니다. 또한 규모의 경제는 PoW보다 PoS 경제에서 훨씬 낮습니다. PoW 시스템에서 채굴자가 제어하는 ​​해시 전력이 많을수록받을 수있는 보상의 비율도 커집니다. PoS에서 검증 자의 수익률 (%)은 1 개 노드를 관리하든 1,000 개를 관리하든 일정하게 유지됩니다.. 

확장 성 : 지분 증명만으로는 확장 성이 향상되지 않습니다. 그러나 PoS 아키텍처를 사용하면 보안을 저하시키지 않고 샤딩이라고하는 확장 성 솔루션을 구현할 수 있습니다. 샤딩은 블록 체인이 각각 블록을 처리 할 수있는 여러 샤드 체인으로 분할되는 데이터베이스 확장 메커니즘입니다. 이를 통해 블록 체인이 각 블록을 동시에 처리하지 않아도되며 대신 여러 블록 (즉, 더 많은 데이터 세트)을 한 번에 처리 할 수 ​​있습니다. 예를 들어, Ethereum 2.0에서 샤딩은 블록 체인을 64 개의 개별 샤드 체인으로 분할합니다. 즉, 네트워크는 원래 PoW 체인의 트랜잭션 속도의 최소 64 배로 트랜잭션을 처리합니다..

PoW 네트워크에서 샤딩은 확장성에 도움이되지만 네트워크 보안에 결과적으로 영향을 미칩니다. PoW 네트워크를 샤드 체인으로 나누는 것은 각 체인이 손상을 위해 해시 파워를 덜 필요로한다는 것을 의미합니다. 그러나 PoS 체인은 네트워크의 검증 인이 누구인지 “알고”있습니다 (구체적으로는 각 예금에 주소가 첨부되어 있으므로 각 검증 인 노드에 연결됩니다). 따라서 입증 가능한 무작위 알고리즘을 통해 PoS 체인은 서로 다른 체인의 블록을 검증하기 위해 선택한 검증자가 무작위인지 확인하여 한 검증자가 블록의 데이터를 손상시킬 수있는 충분한 지분을 제어 할 기회를 효과적으로 통계적으로 제거 할 수 있습니다. PoW는 확장 성을 달성하기 위해 보안의 균형을 필요로하지만, PoS 네트워크는 샤딩을 통해 두 가지를 모두 달성 할 수 있습니다..

Ethereum 2.0에 대한 지분 증명

이더 리움 2.0은 2020 년 단계 0부터 시작하여 단계적으로 진행될 지분 증명 체인입니다. 이더 리움 2.0의 단계 0은 지분 증명 합의 메커니즘을 설정하고 유지하는 비콘 체인을 시작합니다..

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Ethereum 2.0에서 PoS 합의 메커니즘은 검증자가 네트워크에서 검증 자 노드를 실행하기 위해 32 ETH를 스테이 킹하도록 요구합니다. 블록이 제안 될 때마다 128 개의 검증 자 노드로 구성된 최소 4 개 및 최대 64 개의 무작위위원회가 전체 검증 자 풀에서 블록을 증명하기 위해 선택됩니다. (이것은 확실히 안전하며 1 조분의 1 미만의 기회 네트워크에서 검증 자의 1/3을 제어하는 ​​공격자가 공격을 성공적으로 실행하기 위해위원회의 검증 인 중 ⅔를 제어 할 것임).

Ethereum 2.0에서 검증자가되기 위해 검증 인은 32 ETH를 공식에 입금합니다. 이더 리움 2.0 예금 계약, Ethereum Foundation에서 개발 및 출시했습니다. 검증 인은 실행하려는 검증 인 노드마다 32 ETH를 스테이 킹해야합니다..

Ethereum 2.0의 단계 0에서 제안 및 증명에 대한 보상은 네트워크를 시작하기 위해 스테이 킹 된 ETH 및 약정 된 검증 자의 최소 임계 값에 도달 할 때까지 검증 자에게 분배되지 않습니다. 네트워크는 최소 524,288 ETH를 스테이 킹해야하며 최소 16,384 개의 검증 자 노드로 나눕니다. 임계 값이 활성화되고 제네시스 블록이 생성되면 보상이 검증 자에게 분배되기 시작합니다..

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Mally Anderson, Ben Edgington, James Beck 덕분에.

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