**역사 증명(Proof-of-History, PoH)**은 암호화 알고리즘을 사용하여 블록체인 네트워크에서 시간의 흐름을 검증하는 합의 메커니즘입니다. 역사 증명(PoH) 프로토콜을 사용하는 블록체인은 암호화 기술을 활용하여 원장에 기록된 트랜잭션과 이벤트의 신뢰할 수 있는 순서를 생성합니다. 이 접근 방식은 시간 합의 달성 문제를 해결하고 초당 수천 건의 트랜잭션을 거의 즉각적으로 확정할 수 있게 합니다. ^[1]

개요

솔라나(Solana)의 창립자인 아나톨리 야코벤코(Anatoly Yakovenko)가 개발한 역사 증명(PoH)은 시간 자체를 블록체인에 통합하는 방법으로, 블록을 처리하는 동안 네트워크 노드의 부하를 줄이려는 시도입니다. 전통적인 블록체인에서는 블록이 채굴된 시간에 대한 합의를 얻는 것이 해당 블록 내의 트랜잭션에 대한 합의를 얻는 것만큼이나 중요합니다. 타임스탬프는 네트워크(및 모든 관찰자)에게 트랜잭션이 특정 순서로 발생했음을 알리기 때문에 중요합니다. ^[2]

PoH 메커니즘은 주로 높은 확장성과 초당 수천 건의 트랜잭션 처리 능력을 위해 설계된 솔라나 블록체인 네트워크에서 사용됩니다. PoH는 블록체인을 유지하는 데 필요한 저장 공간과 대역폭을 최소화함으로써 솔라나 네트워크의 효율성과 속도를 향상시키는 동시에 안전하고 검증 가능한 트랜잭션 기록을 제공합니다. ^[3]

기술

암호화 타임스탬핑

역사 증명(PoH)의 핵심은 순차적이고 역상 저항성(pre-image resistant)을 가진 해시 함수를 사용하는 암호화 타임스탬핑입니다. 이 함수는 블록체인의 현재 상태와 무작위 시드(seed)라는 두 가지 입력을 받아 해시라고 알려진 고유하고 되돌릴 수 없는 출력을 생성합니다. 이 해시는 검증 가능한 타임스탬프 역할을 합니다. ^[3]

해시 체인 생성

솔라나는 이전 해시의 출력에 해시 함수를 반복적으로 적용하여 해시 체인을 생성합니다. 각 단계는 '틱(tick)'을 나타내며, 해시 연산 횟수는 경과된 시간을 나타냅니다. 결과적으로 트랜잭션의 순서를 정하는 데 사용되는 연속적이고 검증 가능한 시간 기록이 생성됩니다. ^[3]

트랜잭션 기록

트랜잭션이 발생하면 관찰된 가장 최근의 해시와 함께 전송됩니다. 검증인(Validator)은 해당 트랜잭션이 현재 PoH 시퀀스 내의 해시를 참조하는지 확인하여 유효성과 타이밍을 확인합니다. 이는 트랜잭션이 특정 순간에 발생했음을 증명합니다. ^[3]

합의

PoH로 타임스탬프가 찍힌 트랜잭션은 솔라나의 경우 지분 증명(PoS) 기반 합의 알고리즘인 Tower BFT를 사용하여 처리됩니다. 검증인은 SOL(솔라나 토큰)을 스테이킹하여 참여하며, 네트워크 보안 및 트랜잭션 검증에 대한 보상을 받습니다. Tower BFT는 PoH의 시간 기록 기능을 활용하여 신속하게 합의에 도달하므로 솔라나가 초당 수천 건의 트랜잭션을 처리할 수 있게 해줍니다. ^[3]

가변 지연 함수 (VDF)

PoH의 핵심 구성 요소는 VDF로, 블록 생성자가 자신의 블록 생성 슬롯에 접근하기 위해 이를 통과하도록 보장합니다. 솔라나는 트랜잭션 시퀀스에서 이전에 생성된 상태와 관련된 데이터의 해시를 추가하여, 데이터 재현이나 대체 버전의 가능성 없이 검증 가능한 타임스탬프를 생성합니다. ^[3]

역사 증명의 실제 응용 사례

역사 증명(PoH)은 다양한 기업과 네트워크가 잠재적 응용 가능성을 탐색하고 있는 비교적 새로운 합의 메커니즘입니다. PoH를 사용하는 기업의 예로 솔라나가 있으며, 솔라나는 보안과 탈중앙화를 유지하면서 높은 트랜잭션 속도를 달성하기 위해 PoH를 주요 합의 메커니즘으로 사용합니다. ^[1]

아르위브(Arweave)는 보안과 데이터 무결성을 유지하면서 저장 및 검색 프로세스를 개선하기 위해 PoH를 사용하는 탈중앙화 저장 네트워크 기업입니다. 이러한 기업들 외에도 PoH는 스마트 컨트랙트에 안전하고 신뢰할 수 있는 데이터 피드를 제공하는 탈중앙화 오라클 네트워크인 체인링크(Chainlink)와 같은 다른 블록체인 프로젝트 개발에도 사용되었습니다. ^[3]

파일코인(Filecoin)

• 탈중앙화 저장 네트워크 및 해시그래프(Hashgraph) 또한 PoH 블록체인을 기반으로 구축되었습니다. ^{[1] [3]}

역사 증명의 장점

• 확장성: 트랜잭션 순서 지정 작업을 검증인의 로컬 시계로 분산함으로써 PoH는 높은 트랜잭션 처리량을 가능하게 하며, 잠재적으로 초당 수천 건의 트랜잭션을 처리할 수 있습니다.
• 보안: VDF를 사용하면 타임스탬프를 조작하는 데 막대한 계산 비용이 들게 되어 역사적 기록의 무결성을 보장합니다.
• 효율성: PoH는 복잡한 계산 문제를 푸는 과정이 포함되지 않으므로 작업 증명(PoW)에 비해 적은 에너지를 필요로 합니다. ^[2]

단점

작동을 위해 신뢰할 수 있는 시간 소스가 필요하다는 한계는 PoH 메커니즘에 의해 생성된 타임스탬프가 이를 생성하는 데 사용된 기본 시간 소스만큼만 안전하고 신뢰할 수 있음을 의미합니다. 시간 소스가 손상되거나 부정확할 경우 전체 PoH 시스템의 보안과 무결성이 훼손될 수 있습니다. ^[3]

PoH의 또 다른 잠재적 단점은 지분 증명(PoS)과 같은 다른 합의 메커니즘보다 더 많은 계산 리소스가 필요할 수 있다는 점입니다. 이는 PoH가 대량의 데이터를 생성하고 검증하는 과정을 포함하며, 이는 계산 집약적일 수 있기 때문입니다. 이는 잠재적으로 PoH 기반 네트워크의 확장성을 제한하고 블록체인 생태계의 소규모 참여자들이 접근하기 어렵게 만들 수 있습니다. ^[3]

PoH 기반 네트워크의 중앙집중화에 대한 우려가 있을 수 있습니다. 시스템은 데이터를 검증하고 네트워크의 다른 개체에 전달하기 위해 하나의 신뢰할 수 있는 개체에 의존합니다. 이 개체가 해킹당하거나 부패할 경우 네트워크의 무결성이 위협받을 수 있습니다. ^[1]

또한 PoH는 신뢰할 수 있는 시간 소스를 필요로 하므로 소규모 참여자가 네트워크에 참여하고 트랜잭션을 검증하는 것이 더 어려울 수 있습니다. 이는 소수의 개체가 네트워크에 대해 상당한 통제권을 갖는 상황으로 이어질 수 있으며, 이는 시스템의 탈중앙화와 보안을 저해할 수 있습니다. 결과적으로 요구되는 탈중앙화 생태계를 제공하지 못할 수 있습니다. ^[1]

또 다른 과제는 역사 증명(PoH)이 효과적으로 작동하기 위해 상당한 컴퓨팅 파워를 필요로 하는 작업 증명(PoW)의 한 형태라는 점입니다. PoH의 성공을 보장하기 위해서는 상당한 양의 처리 능력과 에너지가 필요합니다. 역사 증명에 참여하는 각 노드는 광범위한 컴퓨팅 리소스를 필요로 하며, 이는 배포할 수 있는 노드의 수를 제한합니다. 이러한 제한으로 인해 소규모 기업이 플랫폼을 채택하기 어려울 수 있습니다. ^{[1] [3]}