**지분 증명(PoS)**은 암호화폐 블록체인 네트워크가 분산된 합의를 달성하기 위해 사용하는 합의 알고리즘의 한 유형입니다. PoS 기반 암호화폐에서 다음 블록의 생성자는 무작위 선택과 부 또는 연령(즉, 지분)의 다양한 조합을 통해 선택됩니다^[1][2].

반대로, 비트코인과 같은 작업 증명 기반 암호화폐의 알고리즘은 트랜잭션을 검증하고 새로운 블록을 생성하기 위해 계산 집약적인 퍼즐을 푸는 채굴을 사용합니다.

블록 선택 변형

지분 증명은 모든 블록체인에서 다음 유효한 블록을 정의하는 방법이 있어야 합니다. 계정 잔액에 의한 선택은 단일 최고 부유 회원이 영구적인 이점을 갖기 때문에 (바람직하지 않은) 중앙 집중화를 초래합니다. 대신 여러 가지 다른 선택 방법이 고안되었습니다.

무작위 블록 선택

Nxt와 BlackCoin은 지분 크기와 결합하여 가장 낮은 해시 값을 찾는 공식을 사용하여 다음 생성자를 예측하기 위해 무작위화를 사용합니다. 지분이 공개되어 있기 때문에 각 노드는 어떤 계정이 다음에 블록을 위조할 권리를 얻을지 합리적인 정확도로 예측할 수 있습니다.

코인 연령 기반 선택

Peercoin의 지분 증명 시스템은 무작위화와 "코인 연령" 개념을 결합합니다. 코인 연령은 코인 수에 코인이 보유된 일수를 곱한 값에서 파생된 숫자입니다.

최소 30일 동안 사용되지 않은 코인은 다음 블록에 대한 경쟁을 시작합니다. 더 오래되고 더 큰 코인 세트는 다음 블록에 서명할 확률이 더 높습니다. 그러나 코인 지분이 블록에 서명하는 데 사용되면 "코인 연령"이 0부터 다시 시작해야 하므로 다른 블록에 서명하기 전에 최소 30일을 더 기다려야 합니다. 또한 매우 오래되거나 매우 큰 지분 컬렉션이 블록체인을 지배하는 것을 방지하기 위해 다음 블록을 찾을 확률은 90일 후에 최대값에 도달합니다.

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

장점

인센티브는 두 블록 생성 시스템 간에 다릅니다. 작업 증명에서 채굴자는 채굴하는 통화를 전혀 소유하지 않을 수 있으므로 자신의 이익을 극대화하려고만 합니다. 이러한 불일치가 보안 위험을 낮추는지 높이는지는 불분명합니다. 그러나 지분 증명에서는 코인을 "보호"하는 사람들이 항상 코인을 소유하지만 여러 암호화폐는 스테이킹 권한을 다른 노드에 대여하는 것을 허용하거나 강제합니다^[4].

'작업 증명' 시스템에 대한 '지분 증명'의 한 가지 장점은 후자가 적어도 현재 기술로는 요구하는 높은 에너지 소비입니다. 예를 들어, 비트코인 채굴(2018)은 체코 또는 요르단 전체 국가와 유사한 양으로 재생 불가능한 에너지원을 소비하는 것으로 추정됩니다.

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

비판

일부 저자는 지분 증명이 분산된 합의 프로토콜에 이상적인 옵션이 아니라고 주장합니다. 발생할 수 있는 한 가지 문제는 블록 생성기가 여러 블록체인 기록에 투표하여 합의가 달성되는 것을 방지함으로써 잃을 것이 없는 "무관심" 문제입니다. 작업 증명 시스템과 달리 여러 체인에서 작업하는 데 드는 비용이 거의 없기 때문입니다^[7][8]. 일부 암호화폐는 공격자가 영향을 받는 노드를 충돌시키기 위해 지분을 전혀 사용하지 않거나 매우 적게 사용하는 가짜 지분 공격에 취약합니다^[5][6].

이러한 문제를 해결하기 위한 주목할 만한 시도는 다음과 같습니다.

• Peercoin은 PoS 개념을 적용한 최초의 암호화폐입니다. 초기 단계에서는 개발자의 개인 키로 서명된 중앙에서 브로드캐스트된 검사점을 사용했습니다. 마지막으로 알려진 검사점보다 더 깊은 블록체인 재구성은 허용되지 않았습니다. 검사점은 v0.6부터 옵트인이며 네트워크가 적절한 수준의 배포에 도달했으므로 현재는 적용되지 않습니다.
• Ethereum의 제안된 Slasher 프로토콜을 통해 사용자는 둘 이상의 블록체인 분기 위에 위조하는 사기꾼을 "처벌"할 수 있습니다. 이 제안은 포크를 생성하려면 이중 서명해야 하고 지분이 없는 동안 포크를 생성하면 처벌받을 수 있다고 가정합니다^[9]. 그러나 Slasher는 채택되지 않았습니다. Ethereum 개발자는 지분 증명이 "사소하지 않다"고 결론지었습니다. 대신 Ethash라는 작업 증명 알고리즘을 채택하기로 했습니다^[10][11].
• Nxt의 프로토콜은 마지막 720개 블록의 재구성만 허용합니다. 그러나 이것은 단순히 문제를 재조정합니다. 클라이언트는 가장 높은 블록체인인지 여부에 관계없이 721개 블록의 포크를 따를 수 있으므로 합의를 방지합니다^[12].