블록체인 핵심 이론과 기술

작업 증명과 지분 증명

기업의 거래 기록은 회계팀이 작성한다. 그리고 이 회계팀의 업무는 기업 내 영업, 구매와 같은 기능들과는 분리되어 독립적으로 관리된다.  회계의 투명성을 논할 때 업무 분리가 잘 이루어졌는지 검토하는 것은 중요한 사항이다

기존 회계 시스템과 비교하여 비트코인은 누구나, 모두가 장부 작성에 참여할 수 있다.  참여의 자격조건도 없다.  새로운 거래 단위 블록에 대해 블록 내의 거래와 직접 블록의 암호화된 연결고리에 대응하는 특정 수(노스)를 찾아내고, 찾아낸 논스값이 P2P 네트워크의 다른 노드들로부터 정답이라고 인정받으면 그 거래가 블록체인 분산 거래장부에 기록된다.  그런데 여기서 중요한 점은 올바른 논스를 찾아내기 위한 효율적인 알고리즘 계산식은 존재하지 않는다는 것이다.  정답을 찾기 위해서는 컴퓨팅 파워를 동원해서 숫자를 일일이 대입하여 정답 여부를 확인할 수밖에 없다.  그래서 채굴에는 시간과 비용이 든다 

채굴하기 위해서는 대규모 연산처리를 할 수 있는 컴퓨팅 파워가 필요하다.  올바른 논스를 찾아내기 위해 시간가 비용을 들여 컴퓨터 연산을 수행하는 업무를 작업증명( Proof of Work, POW)이라고 한다.  POW는 많은 해시를 보유한 사람이 코인을 얻을 수 있는 블록을 더 많이 발견할 수 있는 방식이다.  암호화폐가 POW 방식을 채택하고 있는 비트코인에서 시작했기 때문에, 대부분 코인이 POW방식을 사용하고 있으며 시장 규모도 POW 방식을 채택한 코인이 압도적으로 크다.  현재 채굴이 가능한 대부분의 암호화폐는 POW 방식이다.

올바른 논스값을 가장 빨리 발견한 채굴자는 P2P 네트워크에 전송하여 올바른 값인지를 확인받는다.  그 값이 정답으로 학인되면 비트코인 블록이 만들어지고 타임스탬프가 찍혀서 직전의 블록에 체인 형식으로 연결된다.  그리고 올바른 논스값을 발견한 채굴자는 비트코인을 보상으로 받는다.

작업 증명 (Proof of Work, POW)이라는 개념에서는 컴퓨터의 연산력을 바탕으로 합의에 도달하고 그 연산력이 빠르면 빠를수록 블록에 기록할 수 있는 권한이 더 많이 부여된다는 것이 핵심이다.  즉 마이너가 해시 연산을 하는 하드웨어를 가지고 작업증명 구조를 통하여 블록을 생성하고 연산 능력에 비례하여 블록 데이터의 업데이트 권한을 가지게 된다

이에 반해 지분 증명(Proof of Stake)  방식에서는 블록에 대해 검증자가 현재 보유하고 있는 자산(Stake) 양에 비례해서 데이터 업데이트 권한을 획득하게 된다.  지분증명 방식에는 컴퓨팅 파워의 낭비가 아니라 자신이 가진 돈(Stake)을 통해 블록을 생성한다.  작업증명(POW)과 마찬가지로 블록이 생성될 때 보상이 지급되는데, 이때 보상은 지분에 대한 이자 개념이다.  현재의 채굴 방식인 작업증명(POW) 방식이 많은 장비와 전력을 소모하고, 해시파워(컴퓨팅 파워) 의 독점으로 인한 보안상의 취약점이 존재하기에 이를 해결하기 위해 만들어진 방식이다

POW와 달리 POS  방식은 인터넷이 연결된 PC1대만 있으면 된다.  POW방식에서는 블록체인의 작업 증명을 해시를 통해서 했다면, POS는 보유한 암호화폐의 양이 기준이 된다.  그래서 POS방식에서는 블록체인의 보안을 위하여 대량의 해시가 필요하지 않고 각각의 개인이 암호화폐를 보유하고 그 지갑을 연동해 놓는 것으로도 충분히 강력한 보안 장벽을 만들어낼 수 있다

POW와 POS의 방식을 합친 하이브리드 방식도 주목을 받고 있다.  이 방식은 POW와 POS방식을 동시에 유지하는 것이 아니라, 암호화폐 발행 초기에는 POS를 통해서 일정량을 채굴하게 하고 이후에는 POS 방식을 선택해서 암호 화폐를 보유한 사람에게 이자 개념으로 암호화폐를 배분하는 방식이다.  블랙코인이 이 방식을 쓰는 대표적인 암호화폐이다.

POI(Proof of Importance)라는 작업 방식도 있다.  보유한 암호화폐를 바탕으로 보상해주되 누구와 거래하는지, 몇 명과 거래하는지를 고려하여 보상하는 방식이다.  즉 열심히 참여할수록, 시스템 내에서 중요한 사람일수록 보상을 많이 해주는 방식이다.  시스템의 기여 정도에 따라 분배하기 때문에 상대적으로 부의 공정한 재분배가 가능하다는 것이다.  NEM이 POI 방식을 사용하는 대표적인 암호화폐이다