**권위 증명(PoA)**은 승인된 엔티티만이 블록체인 네트워크에서 트랜잭션을 검증할 수 있도록 허용하는 합의 시스템입니다. PoA는 알려져 있고 평판이 좋은 검증자에 의존하여 블록을 생성하고 네트워크에 컴퓨팅 파워를 제공하는 대안적인 합의 메커니즘입니다. 이는 신원을 스테이크(지분)로 사용하는 비잔틴 장애 허용(BFT) 알고리즘을 사용하여 상대적으로 빠른 트랜잭션을 가능하게 합니다. ^[1][7]\

개요

권위 증명(PoA)은 검증자 그룹이 이미 권위자로 선택된 합의 방식입니다. 이들의 임무는 새로 추가된 모든 신원을 확인 및 검증하고, 트랜잭션과 블록을 검증하여 네트워크에 추가하는 것입니다. 네트워크의 효율성과 보안을 보장하기 위해 검증자 그룹은 보통 소수(~25명 이하)로 유지됩니다. ^[2]

권위 증명에서 머신은 엄격한 심사 과정을 통과함으로써 새로운 블록을 생성할 권리를 얻으며, 이에 대한 자세한 내용은 다음 섹션에서 다룹니다. 결과적으로 신뢰할 수 있는 검증 머신이 PoA 블록체인을 보호합니다. 이러한 시스템 운영자들은 블록과 트랜잭션을 확인하는 사전 승인된 참여자들입니다.^[1]

권위 증명(PoA)은 검증자의 신원이 네트워크의 스테이크로 사용되는 지분 증명(PoS)의 강화된 버전입니다.^[2]

노드는 새로운 블록을 생성할 권리를 받기 위해 자신을 인증하는 필수 과정을 완료해야 합니다. 검증자는 플랫폼에서 사용하는 것과 동일한 신원을 사용하여 정부 발행 문서를 통해 공증인 데이터베이스에 자신을 등록해야 합니다. 따라서 블록과 트랜잭션은 이미 신원이 확인되어 시스템의 권위자 역할을 하는 참여자들에 의해 검증됩니다.^[2]

제한된 수의 사용자에게 권한이 집중되므로, PoA 합의는 퍼블릭 블록체인보다는 프라이빗 네트워크를 위한 솔루션으로 채택될 수 있습니다.

역사

PoA는 2017년 3월 한 그룹의 개발자들에 의해 제안되었으며(개빈 우드가 명명), 이더리움 프로토콜을 기반으로 한 블록체인입니다. 이는 이더리움의 Ropsten 테스트 네트워크에서 발생하는 스팸 공격 문제를 해결하기 위한 아이디어로 개발되었습니다. 이 새로운 네트워크의 이름은 Kovan으로, 오늘날 모든 이더리움 사용자가 사용하는 주요 테스트 네트워크가 되었습니다.

PoA와 다른 알고리즘의 비교

PoA는 블록체인 분야의 수많은 합의 알고리즘 중 하나이며, PoW 및 PoS와 같은 다른 대중적인 알고리즘과 대조됩니다. PoW는 최초의 합의 알고리즘으로, 채굴자가 블록을 생성하고 검증하기 위해 복잡한 수학 문제를 풀어야 합니다. 보안성이 높고 탈중앙화되어 있지만 느리고 비용이 많이 들며 낭비가 심합니다. PoS는 스테이커가 네트워크에 참여하기 위해 토큰이나 코인을 예치해야 하는 대안적 합의 알고리즘입니다. PoW보다 빠르고 저렴하며 친환경적이지만, 보안성이 낮고 중앙집중화되기 쉽습니다. 번 증명(PoB)은 PoW와 PoS의 장단점을 균형 있게 조합한 하이브리드 합의 알고리즘입니다. PoS보다 안전하고 탈중앙화되어 있지만, PoA보다는 복잡하고 효율성이 떨어집니다.^[6]

권위 증명의 작동 원리

사전 승인된 검증자들은 소프트웨어를 사용하여 트랜잭션을 블록으로 구성합니다. 이 과정은 자동화되어 있으므로 검증자가 지속적으로 컴퓨터를 모니터링할 필요는 없습니다. 그러나 이는 검증자가 자신의 컴퓨터를 양호한 작동 상태로 유지해야 함을 의미합니다.

평판 메커니즘의 핵심은 검증자의 신원에 대한 신뢰입니다. 부적격 후보를 걸러내기 위해 복잡한 과정을 거칩니다. 이는 모든 검증자가 동일한 절차를 따르도록 보장하여 시스템의 무결성과 신뢰성을 확보합니다.

PoA 알고리즘을 통해 검증자가 될 권리를 얻은 사용자들은 자신의 등급을 높게 유지할 동기를 갖게 됩니다. 검증자들은 자신의 실제 신원과 연결된 평판이 훼손되는 것을 피하기 위해 안정적인 트랜잭션 프로세스를 유지하려 노력합니다. 결과적으로 대부분의 사용자는 어렵게 얻은 검증자로서의 역할을 소중히 여깁니다.^[1]

권위 수립

검증자가 수립되기 위해 충족되어야 하는 세 가지 주요 조건은 다음과 같습니다: ^[5]

1. 신원은 온체인에서 공식적으로 확인되어야 하며, 공개적으로 사용 가능한 도메인에서 정보를 교차 확인할 수 있어야 합니다.
2. 블록을 검증할 권리를 가치 있게 만들기 위해 자격 취득이 어려워야 합니다. (예: 잠재적 검증자는 공증인 면허를 취득해야 함)
3. 권위를 수립하기 위한 확인 및 절차에 완전한 통일성이 있어야 합니다.

장점

· 높은 트랜잭션 처리량.
· 고성능 하드웨어가 필요하지 않음.
· PoA 네트워크는 PoW 블록체인에 비해 확장성이 매우 뛰어남.
· 전력 소모가 적음.
· 낮은 트랜잭션 수수료.
· 승인된 네트워크 노드에 의해 고정된 시간 간격으로 순차적인 블록 생성. 이는 트랜잭션 유효성 확인 속도를 높임.
· 노드 간 합의에 도달하기 위한 통신이 필요하지 않음.
· 네트워크 운영이 가용한 실제 노드의 수와 무관함.
· 노드가 블록을 생성할 기회는 스테이크와 전체 보유량 모두에 달려 있음.

단점

· 기반 네트워크의 탈중앙화가 부족함.
· 검증자의 신원이 네트워크에 노출됨.
· 검열 저항성을 보장하지 않음.

활용 사례

• 테스트넷
  PoA 합의는 메인넷에 기능을 출시하기 전 테스트를 위한 제어된 환경을 제공하는 데 이상적입니다. 이더리움의 세 가지 테스트넷인 Kovan, Goerli, Rinkeby가 권위 증명을 사용합니다.
• 프라이빗 블록체인
  PoA는 구성원 간에 어느 정도 신뢰가 이미 존재하는 블록체인 컨소시엄 및 기타 프라이빗 네트워크와 같은 기업 수준의 네트워크에 가장 적합합니다.
• 사이드체인
  상위 블록체인과 병렬로 실행되고 양방향 브리지를 통해 연결되는 블록체인 유형인 사이드체인에도 훌륭한 옵션입니다. 이에 대한 예로 신원이 공개되고 검증 가능한 사전 선택된 검증자에 의존하는 이더리움의 퍼블릭 사이드체인인 POA Network가 있습니다.^[4]