6주차 공부 - 2

박세연·2021년 2월 2일
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Mastering Ethereum

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Chapter 14. 합의

  • 📖 분산 시스템에서 각기 다른 참여자가 한 시스템의 전체 상태에 모두 동의하도록 하는 것을 합의 도달(reaching consensus)이라고 한다.
  • 합의 알고리즘은 시스템에 신뢰할 수 있는 중앙 기관이 없는 경우 보안 및 탈중앙화를 해결하기 위해 사용되는 메커니즘이다.
  • 블록체인에서 합의는 돈과 관련되어 있는 시스템의 중요한 속성 중 하나이다.
  • 합의는 통제자가 없는 엄격한 규칙 체계(strict rules without rulers), 탈중앙화를 유지하면서 공통의 상태에 도달할 수 있도록 하는 것이다.
  • 네트워크의 분산된 참여자들은 규칙을 따르고 정직하게 행동함으로써 자신의 이익을 보호혼다.

작업증명(PoW)을 통한 합의

  • 채굴의 목적은 새로운 통화의 창출이 아니라 가능한 한 많은 참가자로부터 탈중앙화된 시스템에 대한 통제권을 유지하며 블록체인을 보호하는 것이다.
  • 그리고 이 시스템의 보안에 기여한 사람들에게 보상으로 돌아가는 것이 새로운 화폐이다.
  • 즉, 보상은 수단이며 탈중앙화된 보안이 목적이다.
  • 참가자가 규정을 지키지 않고 보상을 얻지 못한다면, 채굴을 위해 투자한 전기세와 같은 자금을 잃을 수 있다는 것으로 채굴자에게 이익 앞에 정직하게 행동하는 것을 유도할 수 있다.
  • 이더리움의 PoW 알고리즘은 이대시(Ethash)라고 하며 비트코인과 약간 다르다.

지분증명(PoS)을 통한 합의

  • 사실 작업증명은 지분증명의 대안으로 발명된 알고리즘이다. 즉, 작업증명이 첫 번째로 제안된 합의 알고리즘이 아니다.
  • 이더리움의 지분증명 알고리즘은 캐스퍼(Casper)라고 한다.

✅ 지분증명의 작동 방식

  • 유효한 다음 블록에 대해 제안하고 투표하는 검증인(validator)이 존재한다.
    이 검증인은 블록체인의 기본 암호화폐(이더리움의 경우에는 이더)를 보유한 사람은 이더를 컨트랙트에 예치시키는 특별한 유형의 트랜잭션을 보냄으로써 검증인이 될 수 있다.
  • 이 때, 투표에서 투표의 중요도는 검증인의 보증금(지분)의 크기에 따라 달라진다.
  • 검증인은 자신의 블록이 거부된다면 이 지분을 잃을 위험이 생기고, 수락된 블록에 대해서는 지분에 비례하여 보상을 얻는다.
  • 따라서 지분증명은 검증인에게 보상 및 처벌 제도에 따라 정직하게 행동하고 합의 규칙을 따르도록 한다.

지분증명과 작업증명의 주된 차이점

  • 지분증명의 처벌은 이더의 지분 손실과 같이 블록체인에 내재되어 있다.
  • 작업증명에서는 처벌이 채굴에 투자한 자금과 같은 외적인 요소이다.

이대시: 이더리움의 작업증명 알고리즘

💡 이대시(Ethash)는 이더리움의 작업증명 알고리즘이다.

캐스퍼: 이더리움의 지분증명 알고리즘

💡 캐스퍼는 이더리움의 지분증명 합의 알고리즘으로 제안된 것이다.
캐스퍼는 두 가지 경쟁적인 방식(flavor)으로 개발되고 있다.

  1. 캐스퍼 FFG : The Friendly Finality Gadget
  2. 캐스퍼 CBC : The Friendly GHOST/Correct-by-Construction

📖 FFG와 CBC 간의 주된 논쟁거리는 CBC가 더 나은 이론적 특성을 가진 것처럼 보이지만, FFG는 구현하기가 더 쉬운 것처럼 보인다는 점이다.


합의의 원칙

합의 알고리즘의 원칙과 가정은 다음과 같은 주요 질문을 통해 좀 더 명확하게 이해할 수 있다.

  • 누가 과거를 바꿀 수 있으며, 어떻게 할 수 있는가? 불변(immutability)라고도 한다.
  • 누가 미래를 바꿀 수 있으며, 어떻게 할 수 있는가? 최종(finality)라고도 한다.
  • 그러한 변경을 하는 데 필요한 비용은 얼마인가?
  • 그러한 변화를 일으키는 힘은 어떻게 탈중앙화되어 있는가?
  • 무언가가 바뀌었는지 누가 알 수 있으며, 어떻게 알 수 있는가?

📖 합의 알고리즘은 점점 더 혁신적인 방식으로 이러한 질문에 대답하려고 시도하면서 빠르게 진화하고 있다.

논쟁과 경쟁

매우 많은 합의 알고리즘이 제안되었지만 어떠한 알고리즘도 탈중앙화된 합의의 모든 문제를 최적화할 수는 없다. 블록체인 업계는 금전적 가치가 걸린 적대적인 조건에서 어떤 알고리즘이 더 우수한지에 대한 질문을 테스트하며 논쟁하고 경쟁을 하는 과정에 있다.

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