블록체인 합의 알고리즘이란?
합의 알고리즘은 블록체인 네트워크의 노드가 네트워크의 공유 상태에 동의할 수 있도록 하는 일련의 규칙 또는 프로토콜입니다. 이는 네트워크의 모든 노드가 트랜잭션의 유효성과 블록체인에 추가되는 순서에 대한 합의에 도달하도록 하는 데 사용됩니다.
합의 알고리즘은 단일 노드나 노드 그룹이 네트워크를 조작할 수 없도록 하여 블록체인의 무결성을 유지하는 역할을 합니다.
합의 알고리즘은 여러 가지 이유로 블록체인 기술에서 매우 중요합니다.- 악의적인 행위자가 네트워크를 제어하는 것을 방지하고 유효한 트랜잭션과 원활한 네트워크 운영을 보장함으로써 보안을 제공합니다.
- 이는 모든 노드가 트랜잭션 유효성에 대한 합의에 도달하도록 보장하고 중앙화를 방지함으로써 분산화를 달성하는 데 도움이 됩니다.
- 합의 알고리즘은 모든 거래를 블록체인에 표시하여 투명성을 높이고, 사기 행위를 쉽게 추적하고 예방할 수 있도록 해줍니다.
- 이는 노드가 거래 유효성에 신속하게 동의하고 적시에 블록체인에 새 블록을 추가할 수 있도록 하여 효율성을 향상시킵니다.
주요 합의 알고리즘 유형에는 PoW, PoS, DPos등이 있습니다.
작업 증명 (Proof of Work)
PoW는 작업 증명 방식으로 비트코인에서 사용되는 대표적인 합의 알고리즘입니다. 채굴자가 보상을 얻기 위해서는 채굴을 통하여 블록을 생성해야 합니다. 블록 생성은 해시파워를 기준으로 판단하며, 해시파워는 빠른 시간 안에 문제를 풀 수 있는 계산 능력이 어느 정도인지 판단하는 기준입니다. 블록 생성은 가장 높은 해시파워를 제공한 노드가 블록을 생성할 수 있는 권한을 획득합니다.
지분 증명 (Proof of Stake)
PoS는 지분 증명 방식으로 지분을 많이 가지고 있는 노드가 블록을 생성할 수 있는 권한을 가집니다. PoW의 작업이 아닌 지분에 비례하여 블록 생성에 대한 권한이 부여됩니다. PoW의 경우 블록이 생성되는 시점에 보상이 지급되는 반면, PoS는 지분에 대한 이자로 보상받게 됩니다. 또한 지분 증명 방식은 악의적인 의도의 블록 생성을 방지하기 위해 잘못된 블록을 생성하는 경우 페널티를 부여합니다. 지분에 해당하는 코인만 있다면, 누구나 블록체인 네트워크에 참여할 수 있으므로 분산화된 환경에서 더 많은 노드가 합의 과정에 참여할 수 있습니다.
위임 지분 증명 (Delegated Proof of Stake)
DPoS는 위임 지분 증명 방식으로 지분을 가진 노드들이 투표를 통해 블록 생성자를 결정합니다. 즉, 모든 노드가 블록 생성 권한을 가지지 않고, 투표를 통해 상위 노드를 선출하여 권한을 위임하는 방식입니다. 합의된 소수의 상위 노드가 블록을 생성하기 때문에 빠른 성능과 확장성을 갖고 있습니다.
임대 지분 증명(Leased Proof of Stake)
LPoS는 일부 블록체인 네트워크에서 거래를 검증하고 체인에 새 블록을 추가하는 데 사용되는 합의 알고리즘입니다. LPoS는 소규모 토큰 보유자가 자신의 토큰을 대규모 검증자에게 임대하여 검증 프로세스에 참여할 수 있도록 하는 지분 증명(PoS)의 변형입니다.
LPoS 네트워크에서 토큰 보유자는 자신의 토큰을 검증자에게 임대합니다. 검증자는 해당 토큰을 사용하여 지분을 늘리고 거래를 검증하고 체인에 새 블록을 추가하도록 선택될 가능성을 높입니다. 토큰 보유자는 자신의 토큰에 대한 소유권을 유지하며 임대한 토큰 양에 비례하여 검증인이 얻은 보상의 일부를 받습니다.
결론
결론적으로, 올바른 합의 알고리즘을 선택하는 것은 블록체인 네트워크를 설계할 때 중요한 결정입니다. 각 합의 알고리즘에는 고유한 장점과 단점이 있으며, 잘못된 것을 선택하면 네트워크의 보안, 분산화 및 성능에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.
따라서 합의 알고리즘을 선택할 때 블록체인 애플리케이션의 요구 사항을 평가하고 확장성, 효율성, 보안, 탈중앙화 등의 요소를 고려하는 것이 필수적입니다. 잘 설계된 합의 알고리즘은 보안 향상, 효율성 향상, 거래 시간 단축, 분산화 강화 등 여러 가지 이점을 제공할 수 있습니다. 반면에 부적합한 합의 알고리즘은 트랜잭션 속도를 저하시키고 비용을 높이며 보안이 저하될 수 있습니다.
궁극적으로 올바른 합의 알고리즘 선택은 블록체인 애플리케이션의 성공을 결정할 수 있으므로 현명한 선택이 중요합니다. 블록체인 기술이 계속 발전하고 새로운 합의 알고리즘이 등장함에 따라 각 고유한 블록체인 애플리케이션에 대해 최선의 결정을 내리려면 최신 상태를 유지하고 정보를 얻는 것이 필수적입니다.
Reference
WEMIX3.0: Consensus Algorithm
GOPAX: 블록체인 합의 알고리즘이란 무엇인가요?
All Major Blockchain Consensus Algorithms Explained
