**지분 증명(PoS)**는 합의 알고리즘의 한 유형으로, 암호화폐 블록체인 네트워크가 분산 합의에 도달하기 위해 사용됩니다. PoS 기반 암호화폐에서 다음 블록의 생성자는 무작위 선택과 부 또는 기간(즉, 지분)의 다양한 조합을 통해 선택됩니다.^[1][2]

반대로, 비트코인과 같은 작업 증명 기반 암호화폐의 알고리즘은 채굴, 즉 계산 집약적인 퍼즐을 풀어 거래를 검증하고 새로운 블록을 생성하는 것을 사용합니다.

블록 선택 변형

지분 증명은 블록체인에서 다음 유효한 블록을 정의하는 방법을 가져야 합니다. 계정 잔액으로 선택하면 (바람직하지 않은) 중앙 집중화가 발생하여 가장 부유한 단일 구성원이 영구적인 이점을 갖게 됩니다. 대신, 여러 가지 다른 선택 방법이 고안되었습니다.

무작위 블록 선택

Nxt와 BlackCoin은 지분의 크기와 결합하여 가장 낮은 해시 값을 찾는 공식을 사용하여 다음 생성기를 예측하는 데 무작위화를 사용합니다. 지분은 공개적이므로 각 노드는 어떤 계정이 다음으로 블록을 생성할 권리를 얻을지 상당한 정확도로 예측할 수 있습니다.

코인 기간 기반 선택

Peercoin의 지분 증명 시스템은 무작위화와 "코인 기간"이라는 개념을 결합합니다. 코인 기간은 코인 수와 코인을 보유한 일수의 곱으로부터 파생된 숫자입니다.

최소 30일 동안 사용되지 않은 코인은 다음 블록을 위해 경쟁하기 시작합니다. 더 오래되고 더 많은 코인 세트는 다음 블록에 서명할 확률이 더 높습니다. 그러나 코인 지분이 블록에 서명하는 데 사용되면 0의 "코인 기간"으로 다시 시작해야 하며 따라서 다른 블록에 서명하기 전에 최소 30일 더 기다려야 합니다. 또한, 매우 오래되거나 매우 큰 지분 집합이 블록체인을 지배하는 것을 방지하기 위해 다음 블록을 찾을 확률은 90일 후에 최대에 도달합니다.

이 프로세스는 네트워크를 보호하고 상당한 계산 능력을 소비하지 않고 시간이 지남에 따라 새로운 코인을 점진적으로 생성합니다^[3].

장점

블록 생성의 두 시스템 간에는 인센티브가 다릅니다. 작업 증명에서 채굴자는 채굴하는 통화를 전혀 소유하지 않을 수 있으며 따라서 자신의 이익을 극대화하려고만 합니다. 이러한 불일치가 보안 위험을 낮추는지 또는 높이는지는 불분명합니다. 그러나 지분 증명에서는 "보호"하는 코인을 항상 소유하지만, 여러 암호화폐는 다른 노드에 스테이킹 권한을 대여하는 것을 허용하거나 시행합니다^[4].

작업 증명 시스템에 비해 지분 증명의 한 가지 장점은 적어도 현재 기술로는 후자가 요구하는 높은 에너지 소비입니다. 예를 들어, 비트코인 채굴(2018년)은 체코 공화국이나 요르단 전체 국가와 유사한 양의 비재생 에너지원을 소비하는 것으로 추산됩니다.

지분 증명은 중앙 집중식 카르텔이 형성되는 것을 더 잘 방지하고, 형성되더라도 네트워크에 해로운 방식으로 행동하는 것을 방지하기 위해 게임 이론적 메커니즘 설계를 사용하는 더 광범위한 기술에 대한 문을 엽니다.

비판

일부 저자는 지분 증명이 분산 합의 프로토콜에 이상적인 옵션이 아니라고 주장합니다. 발생할 수 있는 한 가지 문제는 블록 생성자가 여러 블록체인 기록에 투표해도 손실이 없다는 "스테이크가 없는 문제"입니다. 따라서 합의에 도달하지 못하게 됩니다. 작업 증명 시스템과 달리 여러 체인에서 작업하는 데 비용이 거의 들지 않기 때문입니다^[7][8]. 일부 암호화폐는 공격자가 스테이크를 사용하지 않거나 거의 사용하지 않고 영향받는 노드를 크래시시키는 가짜 스테이크 공격에 취약합니다^[5][6].

이러한 문제를 해결하기 위한 주목할 만한 시도는 다음과 같습니다.

• Peercoin은 PoS 개념을 적용한 최초의 암호화폐입니다. 초기 단계에서 개발자의 개인 키로 서명된 중앙 방송 체크포인트를 사용했습니다. 마지막으로 알려진 체크포인트보다 더 깊은 블록체인 재구성은 허용되지 않았습니다. 체크포인트는 v0.6부터 옵트인이며 네트워크가 적절한 수준의 분산에 도달했으므로 더 이상 적용되지 않습니다.
• 이더리움의 제안된 Slasher 프로토콜을 통해 사용자는 여러 블록체인 분기에 대해 위조하는 사기꾼을 "처벌"할 수 있습니다. 이 제안은 포크를 생성하려면 이중 서명을 해야 하며 스테이크가 없이 포크를 생성하면 처벌받을 수 있다고 가정합니다^[9]. 그러나 Slasher는 채택되지 않았습니다. 이더리움 개발자는 지분 증명이 "사소하지 않다"고 결론짓고 Ethash라는 작업 증명 알고리즘을 채택하기로 했습니다^[10][11].
• Nxt 프로토콜은 지난 720개 블록만 재구성할 수 있습니다. 그러나 이것은 단지 문제의 규모를 조정할 뿐입니다. 클라이언트는 가장 높은 블록체인인지 여부에 관계없이 721개 블록의 포크를 따를 수 있으므로 합의를 방지합니다^[12].