작업 증명(PoW)이란 무엇입니까? PoW는 어떻게 작동합니까? (2022)

작업 증명이란 무엇입니까? 작업 증명은 얼마나 안전합니까? 암호 화폐에 작업 증명이 필요한 이유는 무엇입니까? 이 기사에서 PoW에 대해 자세히 알아보십시오!

오늘날 암호 세계에는 작업 증명과 지분 증명이라는 두 가지 주요 합의 알고리즘이 있습니다. 암호화폐에 투자하기 전에 각 알고리즘의 주요 차이점을 이해하는 것이 중요합니다.

따라서 이 글에서는 작업증명(Proof of Work)의 기본 원리와 장단점에 대해 이야기해 보겠습니다.

작업 증명(PoW)이란 무엇입니까?

작업 증명(PoW로 약칭)은 블록체인 네트워크의 첫 번째 합의 알고리즘 이며 처음에는 비트코인 에 사용되었습니다 . 이 메커니즘은 새로운 암호화폐 및 블록체인 거래의 생성을 검증하고 추적하는 데 사용됩니다. 작업은 매우 어려운 수학 문제를 해결하는 반면 증명은 문제의 솔루션입니다.

작업 증명이란

가상 채굴자들은 PoW 블록체인을 보호하고 검증하는 복잡한 수학 퍼즐을 먼저 풀기 위해 경쟁합니다. 광업은 서로 경쟁하는 행위를 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 승자는 가장 최근에 확인된 거래로 블록체인을 업데이트한 대가로 암호화폐 거래소에서 보상을 받습니다.

작업 증명은 어떻게 작동합니까?

블록체인은 암호화 네트워크의 각 암호화폐 에 전용되는 공개 기록입니다 . 작업 증명을 통해 검증된 트랜잭션 블록으로 구성됩니다.

추가할 블록의 트랜잭션을 확인하고 이러한 트랜잭션을 시간순으로 배치하고 새로 채굴된 블록에 대해 전체 네트워크에 알리는 프로세스는 극히 적은 에너지와 시간을 소비합니다. 새로운 블록을 블록체인 네트워크의 마지막 유효한 블록에 연결하는 어려운 수학적 문제가 가장 많은 에너지를 소모합니다.

해시는 각 암호화 트랜잭션에 할당됩니다. 거래가 적법하기 위해서는 암호화 채굴자가 샘플 블록 해시보다 작거나 같은 대상 해시를 생성해야 합니다.

작업 증명의 해시

광부는 이러한 유형의 대상 해시를 생성하기 위해 빠르게 계산을 생성하는 마이닝 머신을 활용합니다. 광부가 궁극적으로 올바른 솔루션을 찾고 먼저 대상 해시를 생성하면 노드는 이를 동시에 전체 네트워크에 브로드캐스트하여 PoW 프로토콜의 보상을 받습니다.

결과적으로 원하는 해시를 생성하는 것은 어려운 작업입니다. 그러나 검증이 간단하기 때문에 작업 증명이 비트코인에서 인기 있는 이유일 수 있습니다. 그러나 이 방법은 트랜잭션 레코드가 조작되는 것을 방지할 만큼 충분히 강력합니다. 또한 이 과정을 적용하면 검증이 쉬워진다. 

채굴자가 많을수록 다음 블록을 채굴하는 데 걸리는 시간은 불가피하게 단축됩니다. 이것은 새로운 블록이 더 빨리 발견된다는 것을 의미합니다. 10분마다 1개의 블록을 지속적으로 찾기 위해 비트코인 ​​네트워크는 정기적으로 새로운 블록을 채굴하는 난이도를 변경합니다.

작업 증명 메커니즘

블록 n이 해시 번호를 통해 블록 n-1에 연결되는 중요성은 이 "해시 번호"가 네트워크의 이전 합법적인 블록에 새 블록을 연결한다는 것입니다. 반면, 블록 n-1의 블록 n 해시 번호가 블록 n과 다른 경우 이 번호는 일치하지 않으며 블록 n-1은 검증되지 않습니다. 

작업 증명 시스템의 특징:

이 합의 프로토콜의 광범위한 성공을 이끈 주요 요인은 다음과 같습니다.

• 수학 문제는 풀기가 어렵습니다.
• 솔루션의 정확성은 간단하게 확인할 수 있습니다.

블록체인은 작업 증명 합의를 사용합니다.

비트코인은 여전히 ​​PoW 합의를 사용하는 가장 인기 있는 코인입니다. 그러나 이 기술은 많은 다른 통화에서 사용됩니다.

가장 인기 있는 암호화폐는 다음과 같습니다.

• Litecoin : Litecoin은 Bitcoin과 유사하게 네트워크에서 데이터를 제거하여 블록 크기 제한을 늘릴 수 있는 SegWit이 있습니다. 라이트코인은 훨씬 저렴한 비용으로 번개처럼 빠른 거래 속도를 제공함으로써 비트코인과 차별화됩니다.
• DASH : 더 빠르고 더 많은 개인 암호 거래를 주장합니다. 빠른 거래는 채굴자들이 DASH에 노력을 투자하도록 장려합니다.
• Monero : PoW 합의를 사용하는 또 다른 저명한 알트코인입니다. 오픈 소스 암호화폐인 Monero는 공개 원장을 통한 대체 가능성, 개인 정보 보호, 투명성 및 탈중앙화를 강조합니다.
• 비트코인 캐시 : 비트코인 ​​네트워크의 하드포크에서 나온 알트코인. 확고한 합의로 보이는 PoW를 사용한다는 사실에도 불구하고 비트코인 ​​캐시는 51% 공격 의 심각한 피해를 입은 피해자 중 하나입니다 .
• ZCash : 다른 암호화폐와 달리 ZCash는 익명성을 통해 개인 정보를 제공하기 위해 노력합니다. Zcash 네트워크는 동일한 SHA-256 작업 증명 해시 알고리즘을 사용합니다.
• Classic Ethereum : Ethereum 2.0이 PoS에서 멀어지고 있음에도 불구하고. 네트워크를 보호하기 위해 Ethereum Classic은 PoW 합의를 계속 사용합니다. 그러나 이더리움 클래식은 마이너 체인이기 때문에 51% 공격과 통화 이중 지출에 더 취약합니다.

작업 증명의 장단점

장점

PoW를 사용하면 다른 형태의 블록체인 기술 에 비해 많은 중요한 이점이 있습니다 . 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 가장 유명한 암호 화폐에서 광범위하게 사용 : 가장 잘 알려져 있고 가장 큰 디지털 통화, 특히 Bitcoin 및 Ethereum은 작업 증명 메커니즘을 사용합니다.
• 극도의 보안 성: 암호화폐의 블록체인을 변경하려면 암호화폐 네트워크 컴퓨터 리소스의 절반 이상을 제어해야 하기 때문에 작업 증명 프로토콜에 필요한 상당한 컴퓨팅 리소스는 암호화폐 네트워크를 안전하게 만듭니다.
• 새로운 거래를 가능하게 하는 채굴자 보상 : 비트코인 ​​거래의 새로운 블록을 성공적으로 검증하는 채굴자는 이익을 얻을 수 있습니다.

단점

작업 증명 메커니즘에는 다음과 같은 문제가 있습니다.

• 51% 공격 위험 : 통제 주체가 네트워크 노드의 51% 이상을 소유하는 경우 해당 주체는 네트워크의 대부분을 제어하여 블록체인을 손상시킬 수 있습니다.

51% 공격의 작동 원리

• 시간 소모 : 채굴자는 블록을 채굴하기 위해 완료해야 하는 퍼즐에 대한 정답을 찾기 위해 여러 논스 값을 조사해야 합니다. 거래 확인에는 10~60분이 소요됩니다. 결과적으로 시간이 많이 걸리는 작업입니다.
• 자원 소모 : 광부는 어려운 수학 퍼즐을 풀기 위해 상당한 양의 계산 능력이 필요합니다. 그 결과 귀중한 자원(돈, 에너지, 공간, 하드웨어)이 낭비됩니다. 
• 고가의 하드웨어가 필요할 수 있음 : 고가의 특수 하드웨어를 구입하는 것은 성공하고 수익을 창출하는 데 필수적일 수 있습니다.
• 개인 채굴자들은 어려움 : 연산 능력 요구 사항으로 인해 거대한 암호화폐 채굴 조직과 채굴 풀은 혼자 일하는 사람들보다 암호화폐 채굴에 성공하고 채굴 수입을 올릴 가능성이 더 큽니다.

지분 증명과 작업 증명 비교

지분 증명과 작업 증명 비교

작업 증명과 지분 증명은 블록체인을 보호하는 데 사용할 수 있는 두 가지 방법입니다. 그것들은 관련된 비용과 거래를 검증하는 사람들에게 부여하는 통제 수준을 포함하여 몇 가지 중요한 면에서 다릅니다.

작동 방식과 각 접근 방식의 장단점을 더 잘 이해하기 위해 각각을 자세히 살펴보겠습니다.

비용 구조

작업 증명과 지분 증명의 첫 번째 주요 차이점은 비용 구조입니다.

작업 증명 시스템에서 광부는 새로운 거래에 대한 검증 프로세스에 참여하기 위해 재정적 및 계산적 자원 모두를 소비해야 합니다. 이로 인해 개인이나 조직이 51% 공격을 시도하는 데 비용이 많이 듭니다. 이러한 노력은 몇 년 동안 특수 하드웨어로 가득 찬 데이터 센터를 구축하고 운영해야 하기 때문입니다.

대조적으로, 지분 증명 시스템은 검증자로 참여하고자 하는 사람들에게만 비용이 많이 들 수 있습니다. 이는 스테이킹하기에 충분한 암호 화폐를 가진 사람이 통화의 상당 부분을 스테이킹 하고 다른 제안에 대해 투표함으로써 잠재적으로 네트워크를 제어하려고 시도할 수 있음을 의미합니다. 그러나 그렇게 하려면 전체 투자를 위험에 빠뜨려야 하기 때문에 그럴 가능성은 거의 없습니다.

검증 메커니즘 

또한 작업 증명은 해싱 능력이나 계산 능력에 가장 많은 기여를 하는 사람들에게 새 블록에 포함되는 트랜잭션을 거의 완벽하게 제어 합니다.

반대로 지분 증명을 통해 참가자는 일정량의 암호화폐를 담보로 잠궈 블록을 검증할 수 있습니다. 따라서 검증인은 네트워크를 사용하는 모든 사람의 최선의 이익을 위해 행동할 인센티브가 있습니다. 그렇지 않으면 "투자"가 위험하기 때문입니다.

채굴 하드웨어로 인한 에너지 낭비

마지막으로, 작업 증명 시스템은 일반적으로 새로운 채굴 하드웨어의 생성 및 지속적인 개선을 위해 경쟁적인 시장에 의존합니다. 광부들은 단지 사업을 유지하기 위해 지속적으로 돈을 써야 하기 때문에 이는 중복되거나 지나치게 전문화된 장비에 낭비적인 지출로 이어질 수 있습니다 .

이러한 종류의 군비 경쟁은 Proof of Stake 네트워크 내에서 발견되지 않습니다. 즉, 검증인은 트랜잭션을 보호하는 데 많은 에너지나 기타 리소스를 낭비하지 않습니다 .

전반적으로 이러한 차이점은 각 시스템이 다른 시스템과 비교할 때 고유한 장점과 단점이 있음을 의미합니다. 많은 사람들은 더 효율적이고 더 큰 탈중앙화를 제공하기 때문에 지분 증명이 결국 블록체인을 보호하는 주요 수단으로 작업 증명을 대체할 것이라고 믿습니다.

그러나 두 시스템 모두 고유한 강점과 약점이 있으며 어느 쪽이 궁극적으로 상위에 나올지는 불확실합니다.

작업 증명에 대한 FAQ

작업 증명은 얼마나 안전합니까?

작업 증명 방식은 비잔틴 장군의 문제로 인한 장애를 견딜 수 있는 시스템인 BFT(Byzantine Fault Tolerance)에서 살아남을 수 있기 때문에 매우 안전합니다. 작동 방식이 훨씬 더 안전합니다.

또한 각 블록의 해시에는 이전 블록의 해시가 포함되어 보안을 강화하고 작업 증명 블록체인에서 블록 위반을 방지합니다.

채굴자는 블록을 변경하기 위해 동일한 선행 조건을 가진 새 블록을 생성해야 합니다. 이러한 경우 모든 후계자를 재생성하고 그들이 보유한 작업을 다시 수행해야 합니다. 결과적으로 블록체인은 보안 조작을 피할 수 있습니다.

암호 화폐에 작업 증명이 필요한 이유는 무엇입니까?

블록체인은 본질적으로 탈중앙화되고 P2P이기 때문에 합의와 보안을 모두 얻는 메커니즘이 필요합니다. 그러한 측정 중 하나는 작업 증명으로, 네트워크 오버런 시도를 매우 리소스 집약적으로 만듭니다.

지분 증명(PoS) 및 소각 증명(PoB)과 같은 다른 검증 프로세스는 더 적은 리소스를 필요로 하지만 단점이나 결함이 있습니다. 증거 메커니즘이 없다면 네트워크와 네트워크에 저장된 데이터는 공격이나 도난에 취약할 것입니다.

또한 작업 증명 메커니즘은 사용자가 얻지 못한 코인을 발행하거나 두 번 사용하는 것을 방지합니다. 사용자가 코인을 두 번 이상 사용할 수 있다면 자산은 본질적으로 가치를 잃게 됩니다.

작업 증명을 발명한 사람은 누구입니까?

Bitcoin을 시작하기 위해 Satoshi Nakamoto는 작업 증명을 발명했습니다. 나카모토가 누군지, 이름이 가명인지는 아무도 모릅니다.

더 많은 채굴 능력이 더 많은 보안을 의미하는 이유는 무엇입니까?

비트코인 보안에 더 많은 처리 능력을 투자할수록 잠재적인 공격자는 비트코인을 성공적으로 공격하기 위해 더 많은 리소스를 수집해야 합니다.

작업 증명은 트랜잭션을 어떻게 검증합니까?

작업 자체가 임의적입니다. Bitcoin의 경우 SHA-256 해싱 알고리즘의 반복이 포함됩니다. 반면에 해싱 라운드의 승자는 mempool의 트랜잭션을 결합하고 다음 블록으로 기록합니다. 승자는 투입된 노력에 비례하여 무작위로 선택되기 때문에 네트워크의 모든 사람이 정직하게 행동하고 실제 거래만 기록하도록 장려합니다.

결론

이 기사에서는 작업 증명이 무엇인지에 대한 포괄적인 개요와 이 주제에 대한 몇 가지 훌륭한 정보를 제공했습니다! 도움이 되셨다면 친구들과 공유해주세요! 

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