출처 스팀잇 https://steemit.com/pow/@human5804/jjaxb
출처 프로젝트 델타 https://projectdelta.io/main_kr.html
다양한 합의 알고리즘이 등장하고 있고 거버넌스들이 존재하고 있지만 현재는
블록체인 플랫폼 춘추 전국시대가 아닌가 생각해봅니다.
아직 완벽한 블록체인 플랫폼은 없어 보이는데 완성도가 높은 플랫폼이 나온다면
진짜 엄청난 공룡 플랫폼이 탄생 될거라고 생각합니다.
기존의 틀과 관념을 깨고 새로운 플랫폼의 발전을 기대해 봐야할 때인것 같습니다
1.(Proof of Work, POW)작업증명
PoW의 기본 개념은 1993년 Cynthia Dwork 와 Moni Naor에 의해 처음 고안되었으며, 1999년에 이르러 Markus_Jakobsson 과 Ari Juels에 의해 Proof of Work 라는 명칭이 붙게 되었다. 이러한 개념을 비트코인의 창시자, 나카모토 사토시가 비트코인에 적용하며 널리 알려지게 된다.
PoW는 '작업증명방식'으로, '컴퓨터 연산을 통해 특정 Nonce 값(블록 헤더의 해시 값이 난이도에 제시된 값보다 작은 값이 나오게 하는 Nonce값)을 먼저 찾는 사람'이 블록을 검증(채굴) 할 권리를 부여 받게되는 구조이다. 심지어, 연결되는 블록이 많아 질 수록 해당 난이도는 점점 올라가게 된다. 이러한 값을 찾기위해서는 무작위 숫자를 넣어보며 대입하여 푸는 방법 밖에는 없기 때문에, 컴퓨팅 파워가 클 수록 연산능력이 높아 결국 채굴을 할 확률이 커진다는 의미이다. Proof of Work 이란 용어의 의미 대로, 작업(값을 찾기위한 연산)을 통해 블록의 유효성을 증명하고 채굴 권리를 얻어내는 방식인 것이다.
이렇게 컴퓨팅 파워에 의존하는 PoW의 구조 덕분에 PoW는 보안성을 가장 큰 장점으로 가지고 있다. 이는 블록체인의 가장 유명한 취약점인 '51% 공격' 을 손쉽게 방어 할 수 있는 구조이기 때문이다. 악의적인 공격자가 51% 공격을 하기 위해서는, 51% 이상의 컴퓨팅 파워를 확보해야 하지만 이는 현실적으로 천문학적인 비용을 필요로 하기에 이를 통해 공격자가 얻을 수 있는 이익은 비용보다 낮을 수 밖에 없다.
그러나 이러한 장점과 동시에 PoW 방식은 엄청난 전력 소비를 감당해내야 하는 비효율적인 문제를 안고 있다. 비트코인 채굴에 소모되는 전력량은 연간 약 48TWh(테라와트시)로 추정되며, 이는 연간 페루나 홍콩을 넘어 포르투갈이나 싱가포르의 연간 전력에 맞먹는 규모라고 한다. 또한 이러한 구조는 자연스럽게 기업형 채굴꾼들이 나타나게되어 특정 소수에게 채굴권이 집중되는 문제를 만들어 냈다. 이는 특히 비트코인을 비롯한 블록체인 기술의 핵심 미션인 '탈중앙화' 에 반대되는 현상이기도 하다.
2. 지분증명(Proof of Stake, PoS)
비트코인을 통해 가상화폐와 블록체인 기술에 대한 관심이 점점 높아지며 PoW 방식이 가지고 있는 문제점들을 해결하고자 하는 논의가 이루어졌고, PoW 방식의 대안으로 등장하게 된 것이 바로 PoS 방식이다. PoS의 개념은 2011년, Bitcointalk 포럼에서 처음 제안되었으며 이후 Peercoin, Nxt, Novacoin 등에 채택되었다. 최근에는 비탈릭 부테린이 PoW 기반의 Etherium을 PoS로 전환하겠다는 선언을 하며 더욱 관심이 높아진 합의 방식이다.
PoS는 '지분증명방식' 으로, 해당 코인을 많이 가지고 있는(지분을 많이 보유한) 만큼 블록에 대한 유효성을 검증 할 확률이 높아지는 구조이다. 그러나 단순히 지분이 많은 사람만이 선택되는 것은 아니며, 무작위로 선택되는 'Randomized block selection' 방법과 코인의 보유기간이 코인 지분과 함께 영향을 끼치는 'Coin Age based selection' 방법이 대표적이다. PoW에서는 채굴 행위를 통해 새로운 코인이 탄생하고 이를 채굴자가 취하는 것과 다르게, PoS에서는 해당 거래의 수수료만을 가져가게 된다는 차이점이 있으며 또한 본인의 코인 지갑을 네트워크에 연결시킴으로서 이자를 받을 수도 있다.
이러한 PoS 방식은 무엇보다 PoW 방식의 문제점들을 해결한다는 장점이 있다. 컴퓨팅 파워를 소비하지 않기에 하드웨어 인프라를 필요로 하지 않고 유지비용 또한 굉장히 저렴하며, 지분 및 보유기간에 따른 권한 부여를 통해 채굴 독점 문제에서 일정 부분 벗어날 수 있게되었다. 또한 PoS 방식은 코인보유기간 조건에 따른 코인 장기 보유가 유도되며, 이러한 점은 해당 코인의 시장 가치 유지에 긍정적으로 작용할 수 있다.
그러나 PoS 방식 또한 결코 완전하지는 못하다. PoS 방식의 대표적인 문제점은 바로 'Nothing at Stake' 문제이다. 이는 적은 리소스 비용으로 인해 유효한 블록체인이 두 개 이상 존재하는 포크 상황에서, 참여자들이 보상 확률을 높이기 위해 두 개 이상의 블록체인 모두에 블록을 생성하는 행위를 할 수 있다는 것이다. 이러한 문제는 블록체인이 하나로 수렴되는 것을 어렵게 하며, 이 경우 악의적 공격에 대해 취약해지고 유효한 체인에 대한 합의를 빨리 이루지 못한다는 문제가 발생한다.
3. 위임된 지분증명 (Delegated Proof of Stake, DPoS)
PoW 방식의 대안으로 야심차게 등장한 PoS 방식 또한 완전하지 못하다는 점이 드러나며, 이를 해결할 수 있는 대안으로서 EOS의 창시자 '댄 라리머'에 의해 제안 된 합의 방식이 바로 DPoS 이다. 이는 위임된 지분 증명 방식으로. PoS와의 차이점은 권한을 소수의 대표자에게 이양한다는 것이다. PoS가 직접 민주주의라면 DPoS는 간접민주주의이다. 지분 보유자들은 지분에 비례한 투표권을 행사하여 자신들을 대신하여 블록 생성과 검증, 네트워크 유지, 합의에 대한 권한을 소수에게 위임한다. 현재 가장 성공적인 사례인 'Steemit' 은 이러한 DPoS 방식을 채택해 21명의 증인(대표자)를 통해 DPoS 방식과 퍼블릭 블록체인의 가능성을 증명해주고 있다.
DPoS의 가장 큰 장점은 투표에 의해 선출 된 소수의 대표자들이 전체를 대신하여 블록을 생성한다는 점이다. 때문에 상대적으로 빠른 합의 속도와 비용이 적게 소요된다는 장점이 있다. 이와 동시에 전체 네트워크 관리와 프로젝트의 발전에 대해 아무런 관심이 없는 일반 이용자들은 오히려 편의성이 증가한다.
DPoS는 소수에 의한 효율성을 증명해냈지만, DPoS를 비판하는 많은 사람들은 공통 된 질문을 던진다. 소수에 의해 관리되는 네트워크가 과연 탈중앙화가 맞냐는 것이다. 이 점에 대해서는 각자가 생각이 다르겠지만, 기술적으로만 따지자면 노드의 소수 집중적 구조는 기존 블록체인 기술이 가지고 있는 가장 큰 강점인 '탈중앙화로 인한 보안성'을 잃어버리는 단점이 있다. 모든 네트워크가 소수에 집중되면 그만큼 공격에 취약해 지는 것은 당연한 일인 뿐더러 자신의 정체를 투명하게 공개해야 하는 증인에 대한 공격은 더욱 그렇다.
4. Verification of Transcendence Spatial Autocorrelation (VOTA)
초월공간적자기상관에 의한 검증 (Verification of Transcendence Spatial Autocorrelation)은
프로젝트 델타가 진행하는 델라 포털의 신개념 검증 알고리즘이다. 합의 알고리즘이 아닌 이유는 노드들의 합의를 통해 검증이 되는 것이 아닌 자기 상관에 의한 검증이기 때문이다.
각 노드들은 거래부터 블록승인 까지를 주요 노드들이 전담하던 기존의 방식이 아닌 한 가지 업무만을 수행하게 된다. 여기서 업무란 거래생성, 거래승인, 블록승인, 블록생성 이렇게 4가지를 말하며, 최초 거래를 생성한 노드는 그 이후 업무들을 수행할 수 없다. 그 이후의 업무들 역시 해당 업무를 수행한 노드를 제외한 다른 노드들 중 가장 빨리 그 업무를 발견한 노드가 수행하게 된다.
4개의 업무가 분산되어 처리되므로 각 업무 중 하나의 업무에서 악의적 행동을 시도하는 노드가 나타난다면 다음 업무를 수행하게 거절된 노드는 향후 활동이 금지된다.
4가지 업무에 대해 4개의 노드가 담합을 하여 위조 거래를 생성하는 시도를 할 수 있으나, 이들이 순차적으로 발생하는 4가지 업무들을 바로 이어서 수행할 수 있는 가능성은 매우 낮을 수밖에 없다. 예를 들어 총 100개의 노드가 있다고 가정할 때, 그 중 특정 4개의 노드가 순차적으로 업무를 수행할 수 있는 가능성은 약 400만분의 1 (1/3,921,225)이며 노드의 수가 늘어날 수록 그 가능성은 더욱 희박해진다.
델라 포털의 초창기에는 노드의 수가 적으므로 위조 거래를 시도하는 담합이 성공할 가능성이 높아진다. 이를 방지하기 위하여 초창기에는 프로젝트 델타와 파트너사들 중심의 노드가 먼저 선정 될 것이며, 악의적 담합을 통해 형성된 거래의 유효성을 검증하는 역할을 하게 될 것이며, 델라 포털이 성장해 감에 따라 이들 초기 노드들은 더 이상의 검증 역할을 하지 않도록 설계될 것이다.
이러한 방식은 코인 보상을 목적으로 채굴 능력을 극대화하여 영향력을 행사하려는 슈퍼노드의 출현을 막을 뿐 아니라 델라 포털이 성장하여 거래가 폭발적으로 증가하는 상황에서도 빠른 거래 속도를 유지함과 동시에 안전한 거래를 가능케 할 것이다.