블록 체인 작업 증명에 대해 알아야 할 사항은 다음과 같습니다.

블록 체인 열풍은 천천히 레거시 시스템을 점검하고 생산성을 높일 수있는 기회로 변모하고 있습니다. 그러나 사람들이 블록 체인의 핵심에있는 독창성을 높이기 위해 알아야 할 것이 훨씬 더 많습니다. 기술의 핵심 측면 중 하나는 블록 체인 작업 증명 알고리즘입니다..

말하자면 블록 체인 기술은 아직 초기 단계에 있지만 달성하는 데 도움이 될 수있는 측면에서 이미 엄청난 잠재력이 있습니다. 특히이 기술은 암호 화폐가 실행되는 기본 프레임 워크에서 산업을 혁신하는 기술로 전환되고 있습니다..

합의 알고리즘이란??

기본적으로이 기술을 통해 사용자는 중앙 권한없이 P2P 기반으로 상호 작용할 수 있습니다. 특히 네트워크 전체에 합의가있을 때 거래가 완료됩니다. 특히 합의 알고리즘은 서로 다른 블록 체인 네트워크를 차별화하는 요소입니다. 예를 들어 비트 코인 네트워크는 합의 알고리즘을 기반으로 이더 리움 네트워크와 다릅니다..

기술적으로 합의 알고리즘은 그룹 내에서 의사 결정을 내리는 프로세스입니다. 특히 그룹 구성원은 특정 주제에 대한 공통점을 찾을 수있는 프로세스를 간소화하는 시스템을 마련합니다. 합의가 이루어 지려면 최소한 그룹 내 참여자의 과반수가 동의해야하며 당면한 결정이 해당 다수에게 혜택을 줄 수 있어야합니다..

흥미롭게도 블록 체인 합의 알고리즘은 유사한 논리를 사용하여 작동합니다. 그 외에도 블록 체인 합의 알고리즘에는 블록 체인 네트워크의 사용을 늘리려는 특정 목표가 있습니다. 첫째, 알고리즘은 참여 노드간에 최대한 많은 합의를 수집하여 광범위한 합의가 이루어 지도록합니다..

둘째, 네트워크 내의 광범위한 합의는 참여자 간의 협력을 촉진해야합니다. 특히, 알고리즘은 참가자가 동의하는 모든 계약이 모든 구성원의 이익에 기여하도록 보장합니다. 셋째, 합의는 모든 개인이 네트워크의 공동 이익을 위해 일할 수 있도록 협력을 촉진합니다..

또한이 알고리즘은 모든 참가자가 P2P 관계와 동일한 권한을 갖도록 노력합니다. 궁극적으로 모든 사람이 동등한 권리를 갖는 환경 조성은 참여자의 참여와 개별 활동을 촉진합니다..

합의 알고리즘의 유형

앞서 설명한 것처럼 서로 다른 유형의 합의 알고리즘이 있으며이를 기반으로 서로 다른 블록 체인 네트워크가 존재합니다. 특히 모든 알고리즘에는 고유 한 특성이있어이를 구별하고 서로 다른 메커니즘을 통해 네트워크 내에서 합의를 달성합니다. 현재 많은 블록 체인 합의 알고리즘이 있습니다. 그러나 두 가지 주요 작업은 작업 증명 (PoW)과 지분 증명 (PoS)입니다..

합의 알고리즘 인포 그래픽

블록 체인 작업 증명 알고리즘이란??

이것은 가장 오래된 합의 메커니즘이며 현재 가장 인기있는 합의 메커니즘입니다. 특히, 알고리즘에 대한 첫 번째 언급은 비트 코인 네트워크의 발명보다 앞서 있습니다. 흥미롭게도 알고리즘에 대한 연구는 Moni Naor와 Cynthia Dwork가 1993 년에 기사를 발표 한 90 년대 초반으로 거슬러 올라갑니다.이 기사에서 저자는 사기를 방지하는 알고리즘의 잠재력을 탐구했습니다..


1999 년 암호화 분야의 또 다른 연구원 인 Markus Jakobsson은 “작업 증명”이라는 용어를 만들었고 Satoshi Nakamoto가 비트 코인의 발명으로 세상을 놀라게 할 때까지 계속 유지되었습니다. 특히 비트 코인 블록 체인 네트워크는 1993 년으로 거슬러 올라가는 첫 번째 단계의 연구를 단순히 구현 한 것입니다..

PoW 알고리즘은 타협 할 수없는 소수의 알고리즘 중에서 가장 인기가 있습니다. 기술적 인 측면에서 비잔틴 결함 허용을 달성 할 수있는 알고리즘 중 하나입니다. 특히, BFT (Byzantine Fault Tolerance)는 단순히 비잔틴 장군의 문제와 관련된 장애를 견딜 수있는 시스템의 기능입니다..

이는 네트워크가 일부 노드가 합의에 반하는 행동을 시도 할 수있는 상황을 성공적으로 피할 수 있음을 의미합니다. 블록 체인 기술의 맥락에서 블록 체인 네트워크에는 거래를 중재 할 중앙 권한이 없다는 것이 분명합니다. 대신 공개 원장은 모든 참가자에게 분산되므로 분산 원장 기술 (DLT)이라고도하는 블록 체인 기술.

공공 장부에 저장된 귀중한 정보를 감안할 때 일부 악의적 인 행위자가 이기적인 이익을 위해 결함을 일으키고 싶어 할 가능성이 높습니다. 따라서이 악당들은 비잔틴 장군의 문제를 제시합니다. 이런 식으로 블록 체인 네트워크에 이러한 문제를 방지하기 위해 비잔틴 내결함성이 있어야합니다..

PoW는 어떻게 작동합니까??

분명히 PoW 알고리즘은 BFT를 견딜 수 있기 때문에 매우 안전합니다. 흥미롭게도 작동 방식이 훨씬 더 안전 해져서 꽤 인기가 있습니다. BFT 특성이 없으면 네트워크 구성원이 거래를 위조하여 거래에 의해 생성 된 블록의 신뢰성을 손상시킬 수 있습니다..

PoW 알고리즘은 네트워크 내의 노드가 다음 블록을 생성 할 수 있도록 수학적 문제를 해결해야하는 방식으로 작동합니다. 수학적 문제에 대한 해결책을 가장 먼저 얻은 사람은 플랫폼 옆에 추가해야하는 블록을 선택할 수있는 합의 권한을 얻습니다..

결과적으로이 성공적인 노드는 보상으로 화폐를 얻습니다. 비트 코인 네트워크에서 보상은 비트 코인 토큰입니다. 따라서 다음 블록을 선택할 수있는 권한을 얻을 수 있도록 수학적 문제를 계속 풀어야하는 인센티브가 있습니다. 또한 일부 노드가 트랜잭션을 위조하려는 이유와 비잔틴 내결함성에 대한 필요성이 이제 명확 해졌습니다..

그럼에도 불구하고 수학적 문제에 대한 답을 얻는 것은 쉽지 않습니다. 이 경우 노드는 무차별 대입을 통해 문제에 대한 해결책을 찾아야합니다. 이것은 계산 능력이 가장 높은 노드가 수학적 문제에 대한 해결책을 찾을 가능성이 가장 높다는 것을 의미합니다. 특히 계산에 참여하는 이러한 노드를 마이너라고하며 문제를 해결하는 과정을 마이닝이라고합니다..

블록 체인 작업 증명 알고리즘

블록 체인 작업 증명이 성공적인 이유

채굴 과정은 각각의 연속적인 문제를 해결하기 위해 더 큰 계산 능력이 필요하기 때문에 에너지 집약적입니다. 따라서 프로세스는 많은 전력을 소비합니다. 우리는이 측면을 나중에 살펴볼 것이며 왜 사람들이 알고리즘에서 다른 대안으로 이동하는 이유 중 하나입니다. 그럼에도 불구하고 PoW는 두 가지 이유로 현재 매우 성공적입니다..

첫째, 수학적 문제에 대한 해결책을 찾는 것은 매우 어렵습니다. 따라서 노드는 번거로운 계산에 시간을 소비해야합니다. 흥미롭게도, 계산 능력에 대한 공급이 매우 빡빡해서 액세스 할 수있는 액터가 거의 없다는 것입니다. 흥미롭게도이 특성은 트랜잭션 중 노드 부정 행위가 불가능한 이유이기도합니다..

예를 들어, 나쁜 행위자가 네트워크를 공격하고 특정 블록에 등록 된 오류 데이터를 공격하려한다고 가정 해 보겠습니다. 전체 네트워크에 10 개의 블록이 있고 불량 행위자의 대상 블록이 7 번이면 불량 행위자는 10 번 블록, 9 번 8 번, 7 번 블록의 데이터를 변경해야합니다. 단일 블록을 채굴하는 데 필요한 계산 능력을 고려할 때 하나가 4 개의 블록에서 데이터를 변경하는 것은 거의 불가능합니다. 기본적으로 이러한 문제를 해결할 수있는 컴퓨터는 없습니다..

둘째, 작업 증명은 성공적입니다. 노드가 블록을 생성하면 다른 노드가 솔루션으로 이어진 프로세스를 쉽게 확인할 수 있기 때문입니다. 특히, 이것은 부분적으로 해결책이 필요한 문제의 특성 때문입니다. 문제를 해결하기 위해 채굴자는 미리 설정된 값보다 작은 답변에 도달해야합니다..

예를 들어, 네트워크는 10과 같은 값을 제공 할 수 있습니다. 솔루션이 정확하려면 솔루션이 10, 즉 9보다 작은 지 확인해야합니다. 광부가 9에 성공적으로 도달하면 다른 노드는 광부가 솔루션에 도달하는 데 사용한 절차를 쉽게 따를 것입니다. 그러나 거래가 위조되면 복잡해집니다..

작업 증명의 미래

앞서 언급했듯이 작업 증명은 계산을 완료하기 위해 엄청난 에너지를 소모합니다. 흥미롭게도 이것은 알고리즘을 비방하는 사람들이 부르는 주요 실패 지점 중 하나입니다. 작년 11 월까지, 보고서 1 달러 상당의 비트 코인을 채굴하는 것이 에너지 소비 측면에서 금, 구리 또는 백금보다 두 배나 비싸다는 것을 나타냅니다..

따라 연구원들에게 1 달러 상당의 비트 코인을 채굴하려면 17 메가 줄 이상의 에너지가 필요합니다. 흥미롭게도 금을 채굴하는 데 약 5 메가 줄, 구리를 채굴하는 데 4 메가 ​​줄, 백금을 채굴하는 데 7 메가 줄이 필요합니다. 따라서 벤처는 훨씬 더 비싸고 cryptocurrency의 가격이 상당히 변동 적이라는 점을 고려할 때.

또한 기존 블록 체인에 더 많은 블록이 추가됨에 따라 다음 블록의 문제를 해결하는 과정이 더 어려워집니다. 특히, 계산 프로세스가 훨씬 더 어렵 기 때문에 계산을 처리 할 수있는 더 복잡한 하드웨어가 필요합니다. 그 결과 채굴 하드웨어 가격이 기하 급수적으로 상승하고 있습니다..

이 모든 문제가 제시하는 것은이 알고리즘에 대해 다소 암울한 미래입니다. 흥미롭게도, 광산의 높은 에너지 소비를 수용하기위한 적절한 법안을 마련 할 수 있도록 이미 광산 활동에 대한 모라토리엄을 부과 한 정부가 있습니다. 이미 초기에 PoW 알고리즘에 의존했던 Ethereum과 같은 일부 블록 체인 네트워크는 지분 증명과 같은 다른 대안으로 마이그레이션하고 있습니다. 기본적으로 프로토콜이 사용을 합리화하기 위해 근본적인 변화를 겪거나 사람들이 완전히 포기할 실제 기회가 있습니다..

PoW에 대한 도전

앞서 설명한 것처럼 PoW는 주요 과제로 인한 실존 적 위협에 직면 해 있습니다. 에너지 소비 측면에서 알고리즘이 전기 사용과 관련하여 매우 용서하지 않음이 이미 분명합니다. 여기에 채굴 하드웨어 비용이 증가하고 알고리즘 처리 방법에 대한 골칫거리가 모두 남아 있습니다..

따라서 PoW 알고리즘이 직면하고있는 주요 과제는 계산 문제를 해결하는 데 드는 비용 상승이라는 것이 분명합니다. 특히, 하나의 비트 코인을 채굴하려면 미국에서 평균 4,758 달러를 지출해야합니다. 독일에서는 비용이 $ 14,275로, 한국은 $ 26,170로 가장 비쌉니다. 흥미롭게도 CoinMarketCap은 가격 하나의 비트 코인 중 현재 $ 4,089입니다. 따라서 미국, 독일 및 한국의 광부가 채굴 활동을 수행하면 실제로 막대한 손실을 입을 것임이 분명합니다..

PoW 알고리즘이 직면 한 또 다른 문제는 진정한 분산화가 아니라는 것입니다. 지식이 풍부한 관찰자들은 어느 한 시점에서 원장을 유지 관리하는 노드가 하나 뿐이라고 지적합니다. 이것은 다음 블록이 무엇인지 선택할 수있는 권한을 가진 동일한 사람이며 블록 추가 후 보상을받을 동일한 사람입니다..

구제 수단으로 블록 체인 기술의 사용자는 요구 블록 체인 네트워크 내에서 원장 처리의 근본적인 변화를 위해. 특히 사용자는 특정 시점에서 원장을 호스팅하는 단일 노드의 “독재자”경향을 피하기 위해 원장이 동시에 여러 피어에 상주하기를 원합니다. 본질적으로 이것은 원장을 여러 조각으로 분할하여 단일 노드가 원장의 내용에 대한 명확한 그림을 갖지 않도록 함을 의미합니다..

블록 체인 작업 증명 알고리즘 대안

블록 체인 공간을 개선하기 위해 일부 개발자는 단순히 다른 유형의 합의 알고리즘 인 블록 체인 작업 증명 알고리즘의 대안을 제시했습니다. 지금까지 수많은 대안이 있으며 그중 일부는 앞서 언급했습니다. 여기서는 지분 증명 인 대안 중 하나만 살펴 보겠습니다..

블록 체인 지분 증명

합의 알고리즘으로서 지분 증명은 작업 증명 이후 2 년이 지난 2011 년 블록 체인 현장에 처음 등장했습니다. 작업 증명과 지분 증명의 주요 차이점은 후자의 사용자가 합의를 달성하기 위해 복잡한 문제를 해결할 필요가 없다는 것입니다. 반대로 사용자는 합의를 달성하기위한 지분으로 암호 화폐 만 사용하면됩니다..

작동 방식은 다음과 같습니다. PoS 프로토콜을 사용하는 블록 체인 네트워크 내의 모든 참여자는 기본 암호 화폐 합의에 참여합니다. 예를 들어, Ethereum 블록 체인 네트워크가 PoS로 성공적으로 전환되면 사용자가 참여하려면 계정에 Ether가 있어야합니다..

다음 블록을 채굴하고자하는 참가자의 경우 보유하고있는 통화를 스테이 킹해야합니다. 흥미롭게도, 다음 블록을 선택할 가능성은 스테이 킹 된 암호 화폐의 양에 따라 다릅니다. 예를 들어, 한 사람의 총 지분이 네트워크에 모든 암호 화폐 지분의 2 %에 달하면 노드는 다음 블록을 모방 할 확률이 2 %가됩니다..

따라서이 프로토콜에는 채굴이 여전히 존재하지만 작업 증명과 같은 계산에 의존하지 않는 것이 분명합니다. 또한 지분 증명 프로토콜은 채굴자를 무작위로 선택하여 거래 수수료로 보상을받습니다. 따라서 스테이크를 가진 검증 자 중 누구든지 채굴 책임을 주장 할 가능성이 높습니다. 또한 모든 행동이 무작위 화되기 때문에 훨씬 더 많은 탈 중앙 화가 있습니다..

증명 지분의 장점

이 경우, 블록 체인 작업 증명 알고리즘에 비해 전력 소비율이 거의 미미한 것이 분명합니다. 앞으로 에너지 수요가 낮은 프로토콜은 전기 비용이 상승하고 있기 때문에 눈에 띄게 될 것입니다. 또한 알고리즘이 에너지를 덜 소비한다는 사실은 채굴 프로세스를 용이하게하기 위해 정교한 하드웨어가 필요하지 않음을 의미합니다. 궁극적으로 이것은 프로토콜이 단기 및 장기 모두에서 비용 효율적이라는 증거입니다..

지분 증명의 또 다른 장점은 채굴 프로세스를 담당하는 노드를 선택하는 프로세스의 무작위 화입니다. 선택이 지분의 양에 의해서만 결정 되었다면 큰 좌절이었을 것입니다. 이렇게하면 플랫폼에서 가장 부유 한 노드 만이 거래를 수행 할 여지가 있고 계속해서 더 부유해질 것입니다..

반대로, 무작위 프로세스는 지분을 가진 모든 사람이 채굴 프로세스에 참여할 수있는 실제 기회를 보장합니다. 또한 이것은 PoW와 달리 어느 시점에서든 전체 원장을 담당하는 노드가 하나도없는 실제 탈 중앙 화가 있다는 증거입니다..

또한 검증 또는 작업에 들어가는 프로세스는 에너지 집약적 일뿐만 아니라 시간도 많이 소요됩니다. 특히 검증 인이 작업 증명 프로토콜에 따라 블록 체인 네트워크에서 거래를 승인하는 데는 40 ~ 60 분이 걸립니다. 반대로 채굴이 빠르고 효율적이기 때문에 PoS 플랫폼에서의 검증 프로세스가 빠릅니다. 이러한 이유로 Ethereum 네트워크는 PoS로 마이그레이션하면 초당 트랜잭션 수를 크게 늘릴 것으로 예상합니다..

PoS의 단점

당연히 아직 개발중인 신기술의 경우 PoS에는 문제가 발생할 수있는 다양한 함정이 있습니다. 첫째, 검증 인이 채굴을하기 위해 암호 화폐를 스테이 킹하기 만하면된다는 사실은 큰 문제입니다. 특히 이는 매우 많은 양의 토큰을 확보 할 수있는 악의적 인 행위자가 갑자기 다른 모든 검증 인을 압도하고 네트워크를 장악 할 수 있음을 의미합니다..

그러나 경제 법칙은 이러한 공격으로부터 네트워크를 보호합니다. 특히, 토큰 구매 비율이 갑작스럽게 급증하면 공격자가 토큰을 유지할 수 없을 정도로 토큰 가격이 급격히 상승합니다..

둘째, 검증 노드가 악성이되어 악의적 인 트랜잭션을 검증 할 가능성이 있습니다. 네트워크 포크가있을 때 동일한 성격의 또 다른 위협이 발생할 수 있습니다. 지식이 풍부한 관찰자에 따르면 노드가 이중 거래를 수행 할 수 있도록 포크의 양쪽에 토큰을 스테이 킹 할 수 있습니다..

완화에서 일부 개발자는 사용자가 두 번 지출 할 수없는 PoW와 PoS의 하이브리드를 만들고 있습니다. 여기에서 네트워크 포크가 생기면 토큰은 즉시 쓸모 없게됩니다. 예를 들어, Ethereum은 이러한 불량 검증 인을 통제하는 데 도움이 될 “Casper”라는 PoS의 개선 된 버전을 작업하고 있습니다..

요약 / 마감 코멘트

블록 체인 기술은 더 엄격한 보안과 더 많은 분산화에 대한 요구로 근본적인 변화를 겪고 있습니다. 또한 채굴 비용이 상당히 높고 많은 애호가들이 길가로 떨어지고 있습니다. 따라서 기술의 장기적 적용을 보장하기 위해 더 저렴하고 빠른 방법을 지원하기위한 합의 알고리즘도 필요합니다..

오늘날 인기있는 주요 합의 프로토콜은 작업 증명입니다. 특히, 알고리즘은 비트 코인과 이더 리움을 지원합니다 (지분 증명으로 완전히 마이그레이션하기 전). 특히,이 알고리즘은 BFT (Byzantine Fault Tolerance) 특성으로 인해 여전히 선호됩니다. 그러나 에너지 집약적 인 성격은 실존 적 위협을 제기합니다.

대체 합의 프로토콜은 검증자가 채굴에 참여하기 위해 암호 화폐를 지분으로 사용하는 지분 증명입니다. 특히, 알고리즘은 에너지와 비용 효율적이며 검증 프로세스가 빠릅니다. 아래는 두 알고리즘의 자세한 비교입니다..

작업 증명과 지분 증명 알고리즘의 비교
특성 블록 체인 작업 증명 블록 체인 지분 증명
채광 광부는 복잡한 계산 문제를 해결하는 능력을 통해 선택됩니다. 지분을 가진 사람은 누구나 채굴자가 될 수 있으며 계산을하지 않습니다.
확인 검증 인이 채굴자가 수행 한 계산을 다시 추적해야하므로 시간이 더 걸립니다. 관련된 계산이 없기 때문에 더 짧아집니다.
확장 성 모든 노드가 유효성 검사에 참여해야하기 때문에 알고리즘 확장이 어렵습니다. 모든 노드가 유효성 검사에 참여하는 것은 아니므로 빠르고 확장 성이 뛰어납니다.
에너지 소비 검증의 계산적 특성으로 인해 상당한 에너지 집약적. 어떤 종류의 계산도 필요하지 않기 때문에 매우 에너지 효율적입니다.
크립토 재킹 채굴에 더 많은 계산 능력을 제공하기 위해 다른 컴퓨터를 “암호화”할 가능성이있는 악의적 인 행위자 채굴에 엄청난 양의 계산 능력이 필요하지 않기 때문에 아무도 크립토 재킹 위험에 처하지 않습니다.
Mike Owergreen Administrator
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