**작업 증명(Proof-of-work, PoW)**은 컴퓨터 과학에서 거래나 계산을 검증하고 서비스 거부 공격(DoS)과 같은 악의적인 활동을 방지하기 위해 사용되는 시스템입니다. 이는 특정 계산이 수행되었음을 증명하고 이중 지불을 방지하기 위해 사용되는 최초의 암호화폐 합의 메커니즘입니다. 비트코인에서 처음으로 사용되었습니다. ^[4][5]\

개요

네트워크에 엄청난 양의 처리 능력이 필요하기 때문에 "작업 증명"이라고 불립니다. 작업 증명 블록체인은 수학 문제를 가장 먼저 풀기 위해 경쟁하는 전 세계의 가상 채굴자들에 의해 보안이 유지되고 검증됩니다. 승자는 최신 검증된 거래로 블록체인을 업데이트할 수 있는 권한을 얻으며, 네트워크로부터 미리 정해진 양의 암호화폐를 보상으로 받습니다. ^[3]

작업 증명의 목적은 정당한 사용자만이 유효한 솔루션을 생성할 수 있도록 보장하고 이중 지불과 같은 악의적인 활동을 방지하는 것입니다. 비트코인에서 작업 증명은 블록체인이 안전하고 유효하게 유지되도록 하는 데 사용됩니다.

작업 증명(PoW)에 대한 아이디어는 1993년 신시아 드워크(Cynthia Dwork)^[6]와 모니 나오르(Moni Naor)^[7]에 의해 처음 발표되었으며, 이후 2008년 사토시 나카모토가 비트코인 백서에 적용했습니다. "작업 증명"이라는 용어는 1999년 마커스 야콥슨(Markus Jakobsson)^[1]과 아리 주엘스(Ari Juels)^[2]가 발표한 논문에서 처음 사용되었습니다. ^[5]

기술

비트코인은 지금까지 발생한 모든 비트코인 거래 내역을 담고 있는 공유 장부인 블록체인입니다. 이 블록체인은 블록들로 구성되며, 각 블록에는 가장 최근의 거래들이 저장됩니다.
 
작업 증명은 비트코인 블록체인에 새로운 블록을 추가하는 데 필수적인 부분입니다. 블록은 작업 증명을 실행하는 생태계의 참여자인 채굴자들에 의해 개발됩니다. 네트워크는 채굴자가 새로운 승리 작업 증명을 찾아낼 때마다 새 블록을 수락하며, 이는 대략 10분마다 발생합니다.
 
승리 작업 증명을 찾는 것은 어렵고 비용이 많이 드는 특수 컴퓨터가 필요합니다. 채굴자들은 일치하는 계산값을 추측하려고 시도하며, 성공하면 비트코인을 얻게 됩니다. 그들이 수행하는 계산은 "해시(hash)"라고 알려져 있으며, 이는 입력을 받아 문자나 숫자로 된 무작위 문자열을 생성합니다.
 
채굴자들은 비트코인의 현재 "목표값(target)"과 일치하는 해시를 생성하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해서는 앞부분에 많은 수의 0이 포함된 해시가 필요한데, 이는 발생 확률이 매우 낮습니다. 그럼에도 불구하고 전 세계의 채굴자들은 초당 수조 개의 해시를 계산하며, 일반적으로 목표값에 도달하는 데 약 10분이 걸립니다.
 
목표에 먼저 도달하는 사람은 일정량의 비트코인 암호화폐를 보상으로 받게 됩니다. 그런 다음 비트코인 프로토콜은 채굴자들이 해시해야 할 새로운 값을 생성하고, 채굴자들은 다시 승리 작업 증명을 찾기 위해 경쟁합니다. ^[8]

PoW의 특징

• 수학적 문제에 대한 해답을 찾기가 어렵습니다.
• 해당 해답의 정확성을 검증하기는 쉽습니다. ^[5]

PoW의 과제

51% 공격 위험

지배적인 개체가 네트워크 노드의 51% 이상을 소유하게 되면, 네트워크의 과반수를 확보하여 블록체인을 변조할 수 있습니다. ^[5]

시간 소모

채굴자들은 블록을 채굴하기 위해 풀어야 하는 퍼즐의 정답을 찾기 위해 수많은 논스(nonce) 값을 확인해야 하며, 이는 시간이 많이 걸리는 과정입니다. ^[5]

자원 소비

채굴자들은 어려운 수학 퍼즐의 해답을 찾기 위해 막대한 양의 컴퓨팅 파워를 소비합니다. ^[5]

비즉각적인 거래

거래 확인에는 약 10~60분이 소요됩니다. 거래를 채굴하고 블록체인에 추가하여 거래를 확정 짓는 데 어느 정도 시간이 걸립니다. ^[5]