웹3(Web3)의 블록체인 트릴레마와 합의 메커니즘

 

블록체인 기술은 데이터 저장 및 거래 검증에 대한 우리의 생각 방식에 혁명을 일으켰습니다 정보가 자유롭게 흐르고 신뢰가 가장 중요한 오늘날의 상호 연결된 세계에서 블록체인은 디지털 자산 데이터의 암호화된 블록이 암호화 해시를 통해 서로 연결되어 있는 탈중앙화, 분산형, 불변의 원장으로서 있습니다 간단히 말해서, 블록체인은 P2P 노드 네트워크에 의해 구축되고 유지되는 데이터베이스 역할을 합니다.

 

이렇게 상호 연결된 세상에서 블록체인의 정확성과 수명은 특정 프로토콜에 따라 달라집니다 합의 메커니즘은 거래의 유효성과 순서에 만장일치로 동의하기 위해 네트워크 참가자(노드) 간에 사용되는 프로토콜 또는 규칙 세트입니다 그들의 목적은 분산된 방식으로 정확성과 보안을 보장하는 것입니다 합의 메커니즘의 중요성은 데이터 무결성을 유지하고 악의적인 행위자가 분산 원장에 액세스하는 것을 방지하는 역할에 있습니다 또한 그들은 분권화 구조를 확립합니다.

 

웹3(Web3)가 분산화에 중점을 두고 개인과 은행 서비스를 이용할 수 없는 사람들에게 권한을 부여한다는 점을 감안할때 블록체인과 합의 메커니즘은 모두 통합되어 있습니다 합의 메커니즘을 포함시키는 것은 거래가 블록체인의 일부가 되기 전에 대다수의 노드나 채굴자가 거래를 검증하도록 보장하기 때문에 중요합니다.

 

이러한 전 세계적으로 분산된 P2P 네트워크는 각 거래를 독립저긍로 확인합니다 합의 메커니즘의 선택은 목표와 사양에 따라 서로 다른 블록체인 간에 달라지는 경우가 많습니다.

 

 

블록체인에서 블록이란 무엇인가요?

블록은 블록체인에서 거래 데이터의 저장소 역할을 합니다 이러한 블록은 선형으로 연결되어 잇으며 암호화 방식으로 보호됩니다 블록은 트랜잭션과 블록 헤더라는 두 가지 기본 구성 요소로 구성됩니다 블록 헤더에는 현재 해시 주소, 이전 해시, 타임스탬프, nonce 및 기타 세부 정보가 포함됩니다.

 

이전 해시 주소는 이전 블록을 찾는데 도움이 되며, nonce는 블록 해시 주소를 구별하는데 사용되는 고유 번호로 한 번만 사용할 수 있습니다 보낸 사람의 디지털 서명, 자산 세부 정보, 가격 등을 포함하는 거래 데이터입니다.

 

블록체인의 과제

Web3의 상호 운용성 문제 외에도 블록체인은 블록체인 트릴레마에 직면합니다 이더리움 창시자인 비탈릭 부테린(Vittlik Buterin)이 창안한 이 개념은 블록체인이 보안, 탈중앙화 및 확장성 사이에서 절충되어야 한다고 규정합니다.

 

본질적으로 블록체인 기술은 이러한 기본 특성과 관련하여 절충안을 만들어야 합니다 예를 들어, 비트코인은 보안과 탈중앙화를 자랑하지만 초당 7개의 트랜잭션만 처리합니다 반면 리플은 보안과 확장성을 제공하지만 중앙 집중식입니다.

 

 

블록체인 트릴레마

 

탈중앙화(Decentralization)

탈중앙화란 은행과 같은 중앙화된 기관에서 분산된 네트워크로 권한과 의사 결정을 이전하는 것을 의미합니다 합의 메커니즘은 동료들이 중앙의 권위에 의존하지 않고 보편적인 진실에 대해 독립적으로 합의할 수 있도록 지원하므로 탈중앙화를 강화합니다.

 

확장성(Scalability)

확장성은 높은 트랜잭션 처리량과 향후 트랜잭션을 처리할 수 있는 블록체인 네트워크에서 초당 처리되는 트랜잭션을 의미합니다 그러나 블록체인 트래픽 처리량은 노드 수가 증가함에 따라 가소하며, 이는 잠재적으로 사용자 경험의 저하로 이어질 수 있습니다.

 

보안(Security)

확장성을 위해 더 적은 수의 노드로 처리량을 높일 수 있지만 노드 분포를 줄이면 보안이 손상될 수 있습니다 충분한 노드는 블록체인의 보안과 무결성을 보호하는데 매우 중요합니다 보안 우려의 한 예로 51% 공격 가능성을 들 수 있습니다.

 

합의 메커니즘의 바람직한 속성

 

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• 강력한 합의 메커니즘은 탈중앙화를 유지하여 단일 주체가 네트워크를 통제하는 것을 방지해야 합니다.
• 이중 지출 및 51% 공격과 같은 공격에 저항해야 합니다.
• 이 메커니즘은 성능을 유지하면서 많은 수의 트랜잭션을 처리할 수 있어야 합니다.
• 합의 메커니즘은 리소스에 관계없이 모든 참여자가 접근할 수 있어야 합니다.

 

 

합의 메커니즘 유형

블록체인의 트릴레마에 균형을 맞추는 탈중앙화된 네트워크 거버넌스를 개발하는 것은 지속적인 과제입니다 따라서 다양한 네트워크에서 각자의 우선순위에 맞는 합의 메커니즘을 도입했습니다 가장 많이 사용되는 메커니즘은 작업 증명(PoW)과 지분 증명(PoW)입니다.

 

작업 증명(PoW)

비트코인, 도지코인, 라이트코인은 이 프로토콜을 사용합니다 51% 공격에 강하고 안전한 것으로 알려진 작업 증명은 네트워크 참여자 간의 암호학적 퍼즐 맞추기 경쟁에 가깝습니다 채굴자는 계산 능력을 사용해 수학적 퍼즐을 풀고 최신 블록의 트랜잭션을 확인합니다.

 

채굴자가 퍼즐을 풀면 네트워크에 솔루션을 브로드캐스트하고 다른 노드가 블록을 블록체인에 추가하기 전에 정확성을 검증합니다 퍼즐을 가장 먼저 푸는 채굴자는 블록체인에 새로운 거래 블록을 추가하고 새로 발행된 암호화폐로 보상을 받습니다.

 

지분 증명(PoS)

두 번째로 일반적인 메커니즘인 지분 증명은 폴카닷, 아발란체, 카르다노와 같은 블록체인에서 채택하고 있습니다 채굴자 대신 검증자가 데이터를 확인하는데 사용됩니다 PoS를 사용하는 블록체인에서 검증자의 자격을 갖추려면 검증자는 필요한 양의 블록체인 네이티브 토큰을 스테이킹 해야 합니다.

 

스테이킹된 토큰은 악의적이거나 무능하게 행동할 경우 잃게 되는 일종의 담보 역할을 합니다 그러나 지분 증명은 노드 수가 적고 공격자가 네트워크에 대한 통제권을 확보할 수 있는 대부분의 스테이킹된 리소스를 제어할 수 있는 경우 51%의 공격 위험을 수반합니다 PoS 메커니즘은 효과적이고 리소스 효율적인 네트워크 거버넌스를 달성하기 위한 솔루션과 함께 다양한 변동으로 성장했습니다.

 

 

위임 지분 증명(DPoS)

이름에서 알 수 있듯이 DPoS는 이해관계자의 투표에 따라 검증자를 위임하는 방식입니다 이해관계자는 자신의 자금을 제2자 검증자에게 전달하고 검증자는 이 자금을 사용해 새로운 블록을 검증하거나 생성할 확률을 높입니다 DPoS는 이해관계자가 자신이 신뢰하는 검증자에게 투표함으로써 PoS 메커니즘을 개선합니다.

 

이는 시민이 자신을 대신해 결정을 내릴 대표자를 선출하는 것으로 해석할 수 있습니다 DPoS에서 토큰 보유자는 실적이 저조한 위임자를 투표로 배제하고 더 신뢰할 수 있는 위임자로 교체할 수 있습니다 투표를 통해 네트워크 내 책임성을 강화할 수 있습니다.

 

임대 지분 증명(LPoS)

이 합의 메커니즘은 웨이브와 같은 특정 블록체인 네트워크에서 활용됩니다 여기서 토큰 보유자는 블록 검증을 위해 노드에 자금을 임대합니다 투표는 발생하지 않으며 LPoS는 보유량이 적은 일반 토큰 소유자에게도 합의 메커니즘에 기여할 수 있는 기회를 제공합니다.

 

일반 토큰 소유자는 원할 경우 검증자로부터 임대를 철회할 수도 있습니다 검증자는 작업에 대한 보상을 받고 토큰을 임대하는 토큰 소유자 역시 보상의 일부를 받게 됩니다.

 

중요성 증명(PoI)

이 합의 메커니즘은 NEM 블록체인에서 사용되며 PoS의 변형이기도 합니다 이 합의 메커니즘은 사용자가 보유한 토큰 수, 거래 빈도, 네트워크에서 사용자의 전반적인 활동을 고려하여 평균적인 토큰 보유자에게 더 많은 공정성과 통제권을 부여합니다 NEM에서 "하베스터(Harvesters)"라고도 하는 이 중요한 참여자에게는 거래를 검증하는 책임이 주어집니다.

 

순수 지분 증명(PPoS)

이 합의 메커니즘은 각 블록의 선택 시드를 통해 블록을 검증할 사용자를 무작위로 선택하는 방식입니다 검증자로 선정될 확률은 스테이킹한 암호화폐의 양에 정비례합니다 사용자는 지분을 늘려야만 검증자로 선정될 확률을 높일 수 있습니다.

 

소각 증명(PoB)

이 합의 메커니즘을 통해 채굴자는 코인의 일부를 사용할 수 없는 계정으로 전송하여 블록을 추가할 수 있습니다 이렇게 소각된 코인은 일반 거래에서 제외됩니다 채굴자가 더 많은 코인을 소각할수록 네트워크에 새로운 트랜잭션 블록을 추가할 가능성이 높아집니다.

 

 

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합의 메커니즘은 웹3.0의 새로운 탈중앙화 사회의 기반이 되며, 안전하고 투명한 네트워크를 가능하게 합니다 블록체인 프로젝트가 혁신적인 합의 메커니즘과 레이어 확장 솔루션을 모색함에 따라 트랜잭션의 보안을 보장하고 네트워크를 탈중앙화하며 확장성 제한을 완화하는 조화를 이루는 것을 지속적으로 추구하고 있습니다.

 

이러한 블록체인의 트릴레마를 해결하는 것은 다양한 산업 분야에서 블록체인의 잠재력을 최대한 실현하는데 있어 매우 중요합니다 그러나 블록체인의 트릴레마 사이에서 균형을 맞추는 것은 계속되는 도전 과제이며, 그 결과 다양한 옵션이 존재합니다.

 

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