대학원 공부를 위해 정리하는 공간입니다.

리플과 같이 최초 발행 이후 추가발행이 불가능한 암호화폐도 있지만 대부분은 채굴방식을 통해 추가발행이 진행됩니다. 채굴방식은 대표적으로 POW, POS, DPOS가 있습니다.한마디로 어떤 방식으로 채굴을 해서 보상을 받을것인지에 대한 약속 이라고 보면 됩니다. 명칭은 채굴 증명방식, 합의 프로토콜, 합의 메카니즘 등 여러 용어로 부르기도 합니다.

POW (Proof of Work)

대표코인: 비트코인, 라이트코인, 제트캐시, 모네로작업증명 으로 부르기도 하며 해시연산을 처리하는 하드웨어(GPU, ASIC채굴기) 등을 사용해서 증명하는 방식입니다. 간단하게 말해 하드웨어 장비를 사용해 코인을 채굴하는 것입니다.

자세하게..

IT전공자가 아니라면 아래의 내용은 어려울 수도 있습니다. 위의 간단한 설명으로도 충분하니 넘어가도 상관없습니다.PoW 의 방식은 노가다라고도 볼 수 있습니다. 해시함수에서 나온 출력값을 채굴자들이 하드웨어 장비 (GPU, CPU와 같은 컴퓨팅 파워)를 통해 결과를 도출하는 것입니다. 여기서 해시는 단방향 암호화 기술이므로 결과값을 가지고 역으로 입력값을 찾아낼 수가 없습니다 (암호화된 결과에 대해 복호화가 불가능). 따라서 무차별 대입으로 출력값과 똑같은 결과가 나올때까지 실행하는 방법밖에 없습니다. 이렇게 초당 해시를 처리하는 것을 해시레이트(h/s) 라 부르기도 합니다.이러한 방식으로 문제를 해결하면 가장 빨리 채굴된 블록만 인정을 받고 나머지는 버려지게 되기 때문에 이중지불 문제가 해결 되게 됩니다.

여기서 PoW에 대해 의문점은 거대 자본가가 슈퍼컴퓨터를 구입하여 연산을 돌린다면 분산된 장부작성 방식이 아닌 중앙집권적 방식이 되지 않을까 할 수 있습니다.
과반수의 해시파워를 가진 컴퓨터를 구매하는 건 엄청나게 많은 돈이 들어갑니다. 만약 천문학적인 돈을 투자하여 구매했다 하더라도, 거래가 위조되고 부당한 장부라고 느낀다면 해당 블록체인의 가치가 급락할 것이기 때문에 정당한 방식으로 네트워크를 운영하는 것이 훨씬 큰 이득입니다.

장점

최소 가격대 형성이 확실하게 정해져 있음
강력한 보안성
서비스 남용을 쉽게 방지

단점

채굴난이도가 높아지면서 연산에 필요한 고사양 장비가 많이 필요하고, 과도한 전력소모로 인한 에너지 낭비가 커짐
채굴난이도가 높아지면서 개인 채굴자는 채굴을 할 수 없는 수준까지 옴
지속적으로 해시파워를 유지해야함
채굴하는 업자끼리의 단합 문제

POS (Proof of Stake)

대표코인: 퀀텀, 네오, 스트라티스지분증명 이라 부르기도 하며 채굴기 없이 본인이 소유한 코인의 지분으로 채굴되는 방식입니다. 위 PoW의 단점을 극복하기위해 등장하였습니다.

자세하게..

IT전공자가 아니라면 아래의 내용은 어려울 수도 있습니다. 위의 간단한 설명으로도 충분하니 넘어가도 상관없습니다.해당 코인을 가지고 있는 소유자 가 현재 보유하고 있는 자산(stake) 양에 비례하여 블록을 생성할 권한을 더 많이 부여되는 방식입니다. 참여에 대한 보상은 이자와 같은 방식으로 코인이 지급되며, 일정 수 이상의 코인을 보관하고 있는 지갑을 블록체인 네트워크에 연결시켜놓기만 하면 보상을 받을 수 있습니다.블록 생성자와 지분 생성자의 이해관계를 일치시킴으로써 블록을 나쁜 의도로 생성할 동기부여를 없애며, 잘못 생성할 경우 패널티를 부여합니다. 이더리움은 PoW에서 PoS로 컨센서스 알고리즘 (코인을 보유한 지분율에 따라 새롭게 생성하는 코인을 분배받는 방식) 을 변경하려 하고 있습니다.만약 fork가 일어나 체인이 갈라지더라도 더 많은 자산(검증)을 보유하는 체인이 살아남고 나머지는 버려지게 되는 것이 (이건 PoW와 동일) PoS 합의 메커니즘의 운영방식입니다.이러한 설명으로는 채굴장비없이 이자(해당코인) 를 받게 되니 좋을 것 같지만 코인을 보유하고 있는 사람 누구나가 DB를 업데이트 할 수 있게 되는 방식은 위험하다고 볼 수 있습니다. 해당 코인 지분이 많은 사람이 악의적인 공격을 가하게 된다면 해당 블록체인은 위험할 수 밖에 없기 때문입니다.예를 들어, 퀀텀의 51% 지분을 갖고 있는 A라는 사람이 데이터 업데이트의 권한을 쥐고 흔들 수 있다고 볼 수 있습니다. 따라서 맘에 안드는 사람 B의 자산을 A가 악의적으로 기록을 삭제하여 0원으로 만들 수도 있기 때문입니다.

그럼에도 PoS를 선호하는 이유

기존 PoW 방식은 블록체인의 정당성을 확인할 수 있지만 채굴노드의 경우 하드웨어를 직접적으로 갖춰야 하고 에너지 소모가 굉장히 클뿐더러 대량의 채굴기를 돌리는 경우 지리적으로도 넓은 평지를 가지고 있어야 가능한데 채굴기 자체에서 발생하는 열과 소음이 상당하기 때문입니다.PoW에서 51%의 해시파워를 가지는 비용 = 약 2500억원
PoS에서 전 세계 자산의 51% = 약 25조원

이렇게 100배 가량의 차이가 나기 때문에 PoS방식이 중앙집권화가 더 어렵고 코인을 가진 누구나 네트워크에 허가없이 참여하기 때문에 오히려 분산화가 더 잘된다고 볼 수 있습니다.