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Consensus Mechanism
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Consensus Mechanism
합의 메커니즘은 분산된 블록체인 네트워크 내의 모든 노드 간에 통합된 데이터 세트에 대한 합의를 용이하게 하는 프로토콜입니다. 이러한 메커니즘은 블록체인에서 각 트랜잭션을 검증하고 승인하기 위한 기준 역할을 합니다. [1][2]
개요
합의 메커니즘은 원장의 상태에 대한 분산된 합의를 유지하기 위해 블록체인에서 사용됩니다. 합의 메커니즘은 일반적으로 많은 사용자 및 프로세스가 있는 블록체인 네트워크에서 구현됩니다. 이는 더 느린 인간 검증자와 감사를 대체하기 때문에 암호화폐 및 블록체인에 대한 이점으로 작용합니다. [3]
합의 메커니즘은 악의적인 공격, 데이터 변조 및 이중 지출을 방지하므로 블록체인의 보안, 안정성 및 유효성을 보장하는 데 필수적입니다.
합의는 네트워크의 전체 상태에 대해 네트워크의 노드 중 최소 66%가 동의할 때 이더리움 블록체인에서 달성됩니다. 이더리움은 참가자가 스테이킹한 자본과 관련된 보상 및 페널티 시스템에서 암호 경제적 보안을 파생시키는 지분 증명 기반 합의 메커니즘을 사용합니다. 이 인센티브 프레임워크는 개별 스테이커의 정직한 검증을 촉진하고, 부정직하게 행동하는 사람에게는 페널티를 부과하며, 네트워크의 무결성을 손상시키려는 시도에 상당한 비용을 부과합니다. 반면에 비트코인은 작업 증명(PoW) 메커니즘을 사용합니다. 이 메커니즘은 암호화된 퍼즐(또는 해시)을 풀기 위해 계산 능력이 필요합니다. [1][3]
합의 메커니즘 유형
블록체인 플랫폼은 분산화, 확장성 및 보안 간의 이상적인 균형을 추구하면서 합의 프로토콜을 지속적으로 개선하고 조정해 왔습니다. 결과적으로 Web3 애플리케이션을 지원하기 위해 다양한 방법론이 등장했습니다. 다음은 가장 자주 접하는 네 가지 합의 방식입니다.
작업 증명(PoW)
작업 증명(PoW)은 채굴자가 트랜잭션을 검증하고 블록을 블록체인에 추가하기 위해 해시라고 하는 복잡한 암호화 퍼즐을 푸는 것을 포함합니다. 퍼즐의 난이도는 노드의 결합된 컴퓨팅 능력인 네트워크의 해시율에 따라 조정됩니다. 강력한 보안으로 유명하지만 에너지 집약적이고 확장성이 떨어집니다. 네트워크를 손상시키려면 네트워크의 계산 능력의 51%를 보유해야 하므로 네트워크는 안전하게 유지됩니다. 이를 달성하려면 장비와 에너지에 상당한 투자가 필요하며 잠재적으로 잠재적 이익보다 비용이 더 많이 들 수 있습니다.[1][4][5] 작업 증명(PoW)은 비트코인 및 도지코인에서 BTC 및 DOGE 암호화폐에 사용됩니다. [8]
장점: PoW는 가장 분산되고 안전한 검증 메커니즘 중 하나이며 높은 안정성으로 유명합니다. 비트코인의 경우 상당한 블록 검증 보상이 플랫폼에서 활발한 참여를 장려했습니다.[5]
단점: PoW 합의 메커니즘의 단점으로는 느린 트랜잭션 속도, 비싼 가스 요금, 비싼 운영 비용 및 환경에 해로운 에너지 소비가 있습니다. 비트코인의 평균 블록 시간(트랜잭션 처리 데 필요한 시간)은 10분이며 관련된 에너지 소비는 상당합니다.[4][5]
지분 증명(PoS)
PoS는 이더리움이 병합 후 사용하기 시작한 메커니즘입니다. 지분 증명(PoS)에서 검증자는 보유하고 있는 암호화폐의 양과 담보로 "스테이킹"할 의향이 있는 양에 따라 새로운 블록을 생성하도록 선택됩니다. PoS는 PoW에 비해 에너지 효율적이지만 참가자가 네트워크에 지분을 보유해야 합니다. 따라서 공공 원장을 유지하는 책임은 보유한 암호화 자산의 수를 기반으로 합니다. 노드가 스테이킹하는 토큰이 많을수록 블록 제안자 또는 검증자로 선택될 가능성이 높아집니다. [3][6][7]
장점: 확장성을 향상시키기 위해 Web3에서 선호하는 합의 방법으로 간주됩니다. 특히 가스 요금 및 장비 요구 사항과 관련하여 에너지 효율성과 비용 효율성으로 유명합니다.[5]
단점: 작업 증명에 비해 분산화 및 보안 측면에서 부족합니다. 권한 위임은 지갑 크기를 기반으로 합니다. 또한 페널티 또는 공격으로 인해 스테이킹된 토큰을 잃을 위험과 같은 새로운 문제가 발생합니다.[1][5][6]
위임된 지분 증명(DPoS)
DPoS는 토큰 보유자가 트랜잭션을 검증할 소규모 대표 그룹을 선택하는 투표 시스템을 도입합니다. 결과적으로 검증 권한은 선택적으로 할당되고 주기적으로 최상위 후보 그룹에 재할당됩니다. 모든 검증자는 언제든지 더 신뢰할 수 있다고 판단되는 사람으로 대체될 수 있습니다. 이 접근 방식은 확장성과 속도를 향상시키지만 더 적은 수의 신뢰할 수 있는 검증자에 의존합니다. DPoS를 사용하는 프로젝트에는 BitShares, TRON, Steem, Lisk, Ark 및 EOS가 있습니다. [5][9][10]
장점: 이 시스템은 효율성과 민주적 특성이 특징입니다. 사용자에게 재정적으로 더 포괄적이고 검증자가 네트워크를 유지하는 데 책임을 유지하도록 인센티브를 제공함으로써 원래 지분 증명 방법을 향상시킵니다. DPoS는 평판 기반이며 빠르고 확장 가능하며 원래 지분 증명에 비해 최소한의 하드웨어가 필요합니다. [5][10]
단점: DPoS의 주목할 만한 단점으로는 분산화 부족, 참여 요구 사항 및 잠재적으로 악의적인 토큰 보유자가 있습니다. [10]
권한 증명
이는 트랜잭션과 블록을 검증하기 위해 권한이라고 하는 신뢰할 수 있는 노드 집합에 의존하는 메커니즘입니다. 권한은 평판, 신원 또는 기타 기준에 따라 선택됩니다. PoA 합의 프로세스는 네트워크 트랜잭션을 검증하고 널리 분산된 원장을 업데이트하기 위해 선택된 블록체인 참가자 그룹에 권한을 부여합니다. 알고리즘은 지정된 당사자가 마이닝 리더로 번갈아 가며 분산된 합의가 달성되는 새로운 블록을 생성하는 책임을 지는 방식으로 간단하게 작동합니다. PoA는 VeChain, Ethereum Kovan 테스트넷, JP Morgan(JPMCoin) 및 Xodex에서 채택되었습니다. [1][11]
장점: PoA 메커니즘은 확장성이 뛰어나고 컴퓨팅 능력이 필요하지 않습니다. 또한 합의를 달성하는 빠르고 저렴한 방법을 제공합니다. [5]
단점: 권한 증명(PoA)이 있는 프로젝트의 검증자는 공개 식별이 역할의 필수적인 부분이므로 가명을 잃습니다. 또한 어느 정도의 분산화와 보안을 희생합니다.[5]
실용적인 비잔틴 장애 허용(PBFT)
장점: 에너지 효율성 및 높은 처리량
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에너지 효율성: PBFT는 PoW와 달리 전력 소비나 높은 수준의 계산 능력이 필요하지 않습니다. 이는 효율성을 향상시키고 실행하기 쉽게 만듭니다.
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높은 처리량: BPFT 메커니즘은 노드가 빠르게 상호 작용하고 트랜잭션을 검증하므로 높은 처리량을 편리하게 처리할 수 있습니다. 노드의 결정은 최종적이므로 블록 최종성 확인이 필요하지 않습니다. 노드 간의 분쟁도 블록의 유효성에 이의를 제기하는 경우 신속하게 해결됩니다.
단점: 확장성이 없고 시빌 공격에 취약함
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확장성이 없음: PBFT는 주로 너무 크지 않은 블록체인을 위해 설계되었습니다. 따라서 노드 간의 집중적인 양방향 통신으로 인해 더 큰 블록체인에는 확장할 수 없습니다. 트랜잭션 수가 증가함에 따라 동의하고 승인하는 데 더 많은 시간이 걸립니다.
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시빌 공격에 취약함: 일반적인 시빌 공격은 한 사람 또는 그룹이 네트워크에서 여러 개의 부정직한 노드를 담당할 때 발생합니다. 부정직한 노드가 정직한 노드보다 많으면 체인을 조작하고 장악할 수 있습니다.
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