PoW(작업증명)과 PoS(지분증명)의 장단점

이러한 주제에 대해서 잘 정리된 블로그가 여러 개 존재하지만 내 생각의 정리를 위한 작업이다.

PoW(작업증명)와 PoS(지분증명)은 모두 거래의 유효성과 거래 순서를 결정하는 합의 알고리즘이다.

<PoW의 장점>
PoW는 시계열상으로 일어난 일련의 기록에 대해서 타임스탬핑 기능을 통해 거래들을 기록하며 거래들의 해시 값을 기반으로 한 이러한 기록 작업은 변경할 수는 없는 비가역성을 가진다.
최장 길이의 체인은 발생한 사건들의 순서를 증명하는 동시에 보다 큰 컴퓨팅 파워 (CPU) 풀을 사용하여 작업했음을 의미한다. 각각의 노드들의 거래내용은 네트워크 내에서 최대한 공유되며 노드들은 네트워크 내에서 자유롭게 참여하고 떠나기를 반복할 수 있다. 각각의 노드만약 악의적인 공격자가 블록체인상의 거래내역을 조작하고자 한다면 전체 네트워크의 51%의 지분을 확보해야 하며, 공격자가 얻을 수 있는 이익은 비용에 비해 낮기 때문에 현실적으로 이는 거의 불가능하다.

따라서 Pow의 장점을 요약하면
-분권형 경제 민주주의: 모든 거래는 자유롭고 개방적인 참여의 기회가 주어지며 실제적으로 자신의 컴퓨팅 파워를 사용하여 참여를 한 사람에게는 보상이 이루어진다.
-최대의 보안성과 비가역성: 거래의 기록을 변경할 수 없으며 악의적 공격을 막아낼 수 있음

<PoW의 단점>
비트코인은 조건을 만족하는 해쉬값을 찾아낼때까지의 1씩 증가하는 무작위의 숫자인 논스(nonce)를 만드는 데 SHA-256이라는 방식을 활용하는데 이 논스 값을 찾기 위해서는 평균 수천조 번 이상의 시도가 필요하며, 많은 컴퓨팅 파워를 가지고 있을수록 채굴에 유리하다. 이러한 채굴 조직을 마이닝 풀이라고 부르는데 문제는 만약 세계 최굴 업체의 마이닝 풀들이 연합하여 전체 네트워크 컴퓨팅 파워의 51%이상을 차지하게 된다면 비트코인의 보안성이 무너질 수 있는 위험성이 존재한다는 것이다.
또 다른 문제는 에너지와 환경문제. 비트코인 채굴을 위해서는 엄청난 양의 전기와 에너지 소비, 열과 소음의 발생이 수반되며 PoW를 사용하는 대표적 암호화폐인 비트코인 채굴에 드는 에너지 소비량은 61.4 Twh(테라와트시)로 체코라는 한 국가에서 사용되는 에너지의 양에 맞먹는 양이며 이 양은 경쟁적으로 더욱 늘어나고 있는 실정이다. PoW는 에너지 소비를 수반할 수밖에 없는 증명방식이다.

따라서 PoW의 단점을 요약하면,
-컴퓨팅 파워를 가진 마이닝 풀 업체들의 담합의 가능성은 보안의 취약성을 야기할 수 있음
-많은 에너지 소비를 수반한 작업증명 방식

<PoS의 장점>
-PoW 에 비해 훨씬 에너지와 환경친화적이다. PoS, 지분증명은 컴퓨팅 파워 아닌 자신이 가진 지분(stake)을 통해 블록을 생성하므로 컴퓨팅파워와 전력을 낭비를 막을 수 있다.
-공격자가 51% Attack을 시도할 경우 PoW에 비해공격자가 훨씬 큰 비용을 지불해야 한다 (PoW의 경우 수천억, PoS의 경우 수조원)
-블록을 생성하기 위해서는 지분을 담보로 하기 때문에 덤핑을 방지할 수 있다.
<PoS의 단점>
-nothing at stake 문제 발생==> 모든 노드들은 제한없이 여러 블록에 자신의 지분을 증명할 수 있기 때문에 많은 지분을 가진 노드가 공격을 목적으로 거짓으로 지분을 증명할 수 있음. 즉 일단 증명을 해도 지분만 가지고 있으면 나중에 합의하는데 문제가 없기 때문에 손해볼 것이 없는 구조적인 문제가 있다. (cf) 이를 보증금과 벌금 제도를 제시하고 있으나 아직 완성되지 않은 상태임
합의 알고리즘이 지분의 양, 즉 가진 코인의 양에 의해 결정되므로 많은 지분을 가진 소수에 의해 의사결정이 좌우될 수 있는 가능성이 존재한다.
-보안성에서 아직 완전히 검증되지 않았으며 PoS에 대해 공격이 일어날 경우, 코인이 손실될 위험이 존재함.

덧)언제까지 뉴비냐ㅠㅠ
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