POW(proof-of-work, 작업증명)

 

합의 알고리즘(consensus algorithm)

 

Transactions를 포함하여 만들 Block에 MagicNumber를 찾는 일.

가장먼저 찾아 공유한 사용자의 Block을 참여자(Node)들이 검증하여 선택하게 되면 보상을 인정받게 된다.

 

작업증명 (PoW, Proof of Work) 예제

 

역사

작업증명의 기본 개념을 고안: 1993년 심시아 더크(Cynthia Dwork)와 모니 나노어(Moni Naor). 그 후 마커스 제이콥슨(Markus_Jakobsson)과 아리 쥬엘스(Ari Juels)에 의해 1999년 Proof of Work 라는 명칭이 붙었다.

작업증명 방식을 최초로 적용: 1997년 아담 백(Adam Back)이 개발한 해시캐시(hashcash)는 대량 스팸메일을 막기 위해 개발한 암호화폐이다. 이메일을 보낼 때 우표 대신 해시캐시 스탬프를 미리 받아야 하는데, 이 스탬프를 받으려면 컴퓨터 연산을 통해 일정한 해시(hash)를 찾도록 하는 작업증명(PoW) 과정을 거치도록 했다.

비트코인(bitcoin)에 적용: 2009년 사토시 나카모토가 개발한 비트코인(bitcoin)에 해시캐시가 도입한 작업증명 방식이 적용되었다.

 

채굴(Mining)

비트코인 채굴(Mining)

 

작업 난이도

비트코인 난이도 (Difficulty)

 

보상

보상 = 거래 수수료 + 새 블록 발행 보상.

거래 수수료: 각 거래 당사자끼리 자율적으로 정할 수 있다. 거래 수수료는 거래가 블록에 추가되는 우선 순위를 결정하는값으로 작용한다.

새블록 발생 보상: 새로 발행되는 비트코인의 시작은 50BTC이다. 그 후 21만개의 블록이 블록체인에 추가될 때마다 반감기를 겪게 된다. 그 보상 금액을 채굴자에게 입금되도록 하는 거래를 만들고 새로 만든 블록의 첫 거래(generation transaction)로 넣고 새로운 블록을 발행한다.

 

장점

가장 큰 장점은 높은 보안성이다. 블록체인의 취약점으로 알려진 51% 공격을 손쉽게 방어 할 수 있다.

51% 공격
51% 공격이란 악의적인 공격자가 그들의 행위를 성공시키기 위해서는 51% 이상의 컴퓨팅 파워를 확보해야만 한다. 그러나 현실적으로 작업증명에서 51%이상을 획득하는 것은 천문학적인 비용이 발생하기 때문에 발생하기 매우 어렵다.

단점

채굴난이도가 높아지면서 개인 채굴자는 채굴을 할 수 없는 수준이 되었다. 그로인해 연산에 필요한 고사양 장비와 과도한 전력소모로 인한 에너지 낭비가 커졌다. 비트코인 채굴에 소모되는 전력량이 연간 약 48테라와트시로 추정되었다. 이는 연간 페루, 홍콩을 넘어 싱가포르의 연간 전력에 비슷한 수치이다. 이러한 구조는 자연스럽게 기업형 채굴자들이 등장했다. 이와 더불어 그들의 단합으로 채굴권이 집중되는 문제가 발생하게 된다. 결국 이러한 형태는 블록체인 기술의 본질인 탈중앙화를 흐리는 현상으로 보인다.