지분 증명(PoS) 혁명: 5가지 강력한 이점

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지분 증명(PoS)은 암호화폐와 블록체인 기술의 세계를 뒤흔들고 있는 합의 메커니즘으로 가장 많이 거론되는 것 중 하나입니다.

기존 작업 증명 메커니즘의 에너지 사용량과 보안에 대한 우려가 커지면서 지분 증명은 흥미로운 대안을 제시하고 있습니다.

지분 증명은 블록체인 네트워크에서 트랜잭션을 검증하고 합의를 달성하는 데 있어 보다 효율적이고 친환경적이며 안전한 접근 방식을 제공하는 것을 목표로 합니다.

최근 몇 년 동안 이더리움과 같은 주요 암호화폐가 지분 증명 방식으로 전환하고 있는 가운데, 이 차세대 합의 모델을 이해하는 것은 암호화폐의 진화에 관심이 있는 모든 사람에게 중요합니다.

이번 아티클에서는 지분 증명(PoS)의 작동 방식, 작업 증명과 비교했을 때 두드러지는 장단점, 현재 이를 사용하는 암호화폐, 그리고 이 선구적인 프로토콜의 미래에 대해 심층적으로 살펴보겠습니다.

지분 증명에 대한 기본 사항을 살펴봄으로써 탈중앙화된 블록체인 네트워크가 열어갈 새로운 시대에 대해 더 나은 관점을 얻을 수 있습니다.

지분 증명(PoS)이란 무엇인가요?

블록체인에서 사용되는 합의 메커니즘 중 하나는 지분 증명(PoS)입니다.

지분 증명은 검증자가 부정직하게 행동할 경우 파괴될 수 있는 가치 있는 무언가를 네트워크에 넣었음을 증명하는 방법입니다.

이더리움의 지분 증명에서 검증자는 이더리움의 스마트 컨트랙트에 명시적으로 ETH 형태의 자본을 스테이킹합니다.

그런 다음 검증자는 네트워크를 통해 전파된 새 블록이 유효한지 확인하고, 때로는 직접 새 블록을 생성하고 전파하는 역할을 담당합니다.

지분 증명은 블록과 트랜잭션을 검증하는 데 필요한 계산 작업의 양을 줄여줍니다.

작업 증명 하에서는 막대한 컴퓨팅 요구 사항으로 인해 블록체인의 보안이 유지되었습니다.

지분 증명은 코인 소유자의 기계를 사용하여 블록을 검증하는 방식을 변경하므로 많은 계산 작업을 수행할 필요가 없습니다.

소유자는 블록을 검증하고 보상을 받을 수 있는 기회를 얻기 위해 자신의 코인을 담보로 스테이킹합니다.

검증자는 트랜잭션을 확인하고 블록 정보를 검증하기 위해 무작위로 선택됩니다.

지분 증명은 공격이 덜 유리한 방식으로 보상을 구성하기 때문에 네트워크에 대한 공격 가능성에 대해 덜 위험한 것으로 간주됩니다.

블록체인의 다음 블록 작성자는 무작위로 선택되며, 지분 포지션이 더 큰 노드에 더 높은 확률이 할당됩니다.

지분 증명(PoS) 작동 방식

지분 증명을 사용하면 많은 컴퓨터 성능 없이도 트랜잭션을 쉽게 확인하고 블록을 생성할 수 있습니다.

컴퓨터가 많은 작업을 수행하는 작업 증명과 달리 지분 증명은 코인 소유자가 자신의 컴퓨터를 사용해 적은 노력으로 블록을 검증할 수 있습니다.

블록을 검증하고 보상을 받기 위해 자신의 코인을 담보(스테이킹)로 제공합니다.

이 시스템에서는 검증자가 무작위로 선택되어 트랜잭션을 승인하고 블록 세부 정보를 검증합니다.

보상을 받기 위해 경쟁에 의존하는 작업 증명에 비해 더 공정한 방식입니다.

검증자가 되려면 코인 소유자는 특정 양의 코인을 '스테이킹'해야 합니다.

예를 들어 이더리움은 노드를 실행하려면 32개의 이더를 스테이킹해야 합니다.

블록은 여러 검증자가 확인하며, 충분한 검증자가 블록의 정확성에 동의하면 최종 블록으로 간주됩니다.

검증자가 되려면 보통 상당한 양의 암호화폐(예: 이더리움의 경우 32 ETH)를 스테이킹해야 합니다.

그러나 많은 금액을 직접 스테이킹하지 않고도 유효성 검사 풀이라고 하는 유효성 검사자 그룹에 참여할 수 있는 방법이 있습니다.

이를 '리퀴드 스테이킹'이라고 합니다.

지분 증명 시스템마다 합의에 도달하는 방식이 다를 수 있습니다.

예를 들어, 샤딩이라는 이더리움의 곧 출시될 업데이트에서는 소규모 검증자 그룹('위원회')이 트랜잭션을 검증하고 이를 샤드 블록에 추가하여 프로세스를 더욱 효율적으로 개선할 수 있습니다.

지분 증명(PoS)의 장점과 과제

지분 증명(PoS)의 장점

참여 접근성 및 분권화:

스테이킹을 사용하면 개인이 네트워크 보안에 더 쉽게 참여하여 탈중앙화를 촉진할 수 있습니다.

지분 증명 시스템의 검증자는 노트북과 같은 일반 컴퓨터에서 실행할 수 있으므로 참여 진입 장벽이 낮아집니다.

예시: 사용자가 암호화폐 보유량의 일부를 스테이킹하여 합의 과정에 더 많은 커뮤니티가 참여할 수 있고, 궁극적으로 더 탈중앙화된 네트워크를 촉진할 수 있는 블록체인을 생각해 보세요.

유연성을 위한 스테이킹 풀:

스테이킹 풀은 사용자가 자체 검증자 노드를 실행하기 위해 전체 지분 요건(예: 32 이더리움)을 보유하지 않고도 스테이킹에 참여할 수 있는 유연한 옵션을 제공합니다.

이는 포용성을 촉진하고 더 많은 사람들이 네트워크에 참여할 수 있도록 합니다.

예시: 개인 그룹이 최소 지분 요건을 충족하기 위해 토큰을 모아 검증자 노드를 공동으로 운영하고 그에 따른 보상을 공유하여 소규모 토큰 보유자도 스테이킹에 참여할 수 있도록 하는 시나리오를 상상해 보겠습니다.

경제적 인센티브로 보안 강화:

지분증명 방식은 작업증명 방식에 비해 암호경제학적 보안이 뛰어납니다.

검증자는 악의적인 트랜잭션을 검증할 경우 스테이킹한 코인을 잃을 위험이 있기 때문에 네트워크에 최선의 이익을 위해 행동하도록 금전적 인센티브를 받으며, 블록체인의 전반적인 보안을 강화합니다.

예시: 지분 증명 네트워크에서 검증자가 사기 거래를 검증하려고 하면 스테이킹한 토큰의 상당 부분을 잃게 되므로 네트워크의 무결성을 유지하려는 인센티브가 생깁니다.

효율성 및 에너지 소비 감소:

지분증명 방식은 에너지 집약적인 채굴 작업이 필요하지 않으므로 에너지 효율성과 환경 친화적입니다.

이러한 에너지 소비 감소는 더 친환경적이고 지속 가능한 블록체인 생태계에 기여합니다.

예시: 스테이킹을 통해 트랜잭션의 유효성을 검사하는 블록체인은 작업 증명 채굴에 비해 훨씬 적은 연산 능력과 에너지가 필요하므로 네트워크의 전체 탄소 발자국을 줄일 수 있습니다.

경제적 발행 효율성:

지분 증명 방식은 일반적으로 네트워크 참여자에게 인센티브를 제공하기 위해 새로운 토큰을 덜 발행해야 하므로, 보다 통제되고 예측 가능한 경제 모델에 기여합니다.

이는 장기적으로 더 큰 안정성과 지속 가능성으로 이어질 수 있습니다.

예시: 지분 증명 시스템에서는 네트워크 보안을 유지하면서 인플레이션 압력을 완화하는 균형 잡힌 접근 방식에 따라 새로운 코인의 발행을 줄이면서 네트워크가 합의를 달성할 수 있습니다.

지분 증명(PoS) 도전 과제

성숙도 및 전투 테스트:

지분 증명은 작업 증명에 비해 상대적으로 더 젊고 전투 테스트가 덜 진행되었습니다.

이는 잠재적인 취약점이나 문제가 아직 발견되지 않았을 수 있으므로 구현 및 사용에 주의를 기울여야 함을 의미합니다.

예시: PoS를 활용하여 새로 출시된 블록체인은 제한된 과거 기록으로 인해 아직 확인되지 않은 예기치 못한 문제나 보안 문제에 직면할 수 있습니다.

복잡한 구현:

지분 증명 구현은 작업 증명에 비해 더 복잡할 수 있습니다.

강력한 지분 증명 시스템을 설계하고 구현하려면 경제적 인센티브, 합의 프로토콜, 검증자 선택 알고리즘 등 다양한 요소를 신중하게 고려해야 합니다.

예시: 지분 증명 블록체인을 개발하려면 합의 프로세스의 무결성과 공정성을 보장하기 위해 복잡한 프로그래밍과 알고리즘 솔루션이 필요하며, 이는 개발 팀에게 많은 어려움을 안겨줍니다.

참가를 위한 소프트웨어 요구 사항:

이더리움 지분 증명에 참여하고자 하는 사용자는 세 가지 소프트웨어를 별도로 실행해야 하는데, 이는 간단한 작업 증명 설정에 비해 번거롭고 사용자 친화적이지 않을 수 있습니다.

예시: 이더리움이 지분 증명으로 전환하려면 사용자는 이더리움 클라이언트, 검증자 클라이언트, 이더리움 2.0 예금 계약 등 여러 소프트웨어 구성 요소를 실행해야 하므로 참여의 복잡성이 증가합니다.

장단점

지분 증명(PoS) vs 작업 증명(PoW)

지분 증명(PoS)과 작업 증명(PoW)의 차이점

지분 증명과 작업 증명은 모두 블록체인이 정확한 정보를 보유하고 거래를 올바르게 처리하도록 하는 방법입니다.

둘 다 훌륭한 기능을 제공하지만 운영 방식은 다릅니다.

지분 증명에서는 블록을 생성하는 개인을 검증자라고 부릅니다.

이들은 거래를 확인하고, 이벤트를 확인하며, 의사 결정에 투표하고, 기록을 유지합니다.

작업 증명 방식에서는 블록 생성자를 채굴자라고 합니다.

채굴자는 복잡한 수학 문제를 해결하여 거래를 검증하고 노력에 대한 보상으로 코인을 받습니다.

지분 증명 방식에서 블록 생성자가 되려면 일정량의 코인 또는 토큰을 보유해야 합니다.

작업 증명에서는 복잡한 수학 문제를 풀기 위해 강력한 컴퓨터에 투자하고 상당한 전기료를 지불해야 합니다.

작업 증명에 필요한 컴퓨터와 전기는 비용이 많이 들기 때문에 많은 사람이 채굴자가 되기가 어렵습니다.

이러한 높은 비용은 블록체인의 보안을 강화합니다.

반면 지분 증명은 블록과 트랜잭션의 유효성을 검사하는 데 더 적은 컴퓨터 파워를 사용합니다.

또한 작업 증명 방식이 채굴자에게 제공하는 보상도 제거됩니다.

지분 증명(PoS)은 액션의 일부를 소유하는 것과 같습니다.

보드 게임을 위한 토큰이 있고, 토큰이 많을수록 게임에서 더 중요한 결정을 내릴 수 있다고 상상해 보세요.

반면에 작업 증명(PoW)은 게임에서 역할을 얻기 위해 매우 어려운 퍼즐을 푸는 것과 같습니다.

지분 증명에서는 모든 사람의 의견이 중요한 커뮤니티의 일원이 되는 것과 같습니다.

토큰이 많을수록 커뮤니티가 내리는 결정에 더 많은 발언권을 가질 수 있습니다.

반면, 작업 증명은 장비와 에너지 측면에서 막대한 회비를 지불해야만 입장할 수 있는 고급 클럽과 같습니다.

지분 증명은 태양열을 이용해 집을 운영하는 것과 같은 친환경적인 방식이고, 작업 증명은 가스를 뿜어내는 발전기를 사용하는 것과 같은 방식이라고 생각하시면 됩니다.

PoS는 효율적이고 환경 친화적입니다.

그러나 작업 증명은 환경 친화적이지는 않지만 값비싼 열쇠로만 열리는 문에 강력한 자물쇠를 채우는 것과 같기 때문에 최고의 보안을 보장합니다.

지분 증명에서는 커뮤니티의 책임감 있고 공헌하는 구성원으로서 보상을 받을 수 있습니다.

파티 준비를 도와주면 감사 카드를 받는 것과 같습니다.

작업 증명에서는 금을 캐는 광부와 같아서, 복잡한 문제를 풀고 금을 찾으면 그 중 일부를 보상으로 받습니다.

작업 증명(PoW)과의 비교

이더리움은 처음 시작할 때 작업 증명에 의존했지만, 2022년 9월에 상황이 바뀌었습니다.

지분 증명이라는 더 나은 시스템으로 변경되어 기존 방식에 비해 몇 가지 장점이 생겼습니다:

에너지 사용량 감소

지분 증명은 작업 증명보다 훨씬 적은 에너지를 사용합니다.

이전처럼 복잡한 계산을 위해 엄청난 양의 전력을 사용할 필요가 없습니다.

누구나 쉽게 참여

새로운 블록을 생성하기 위해 고가의 최고급 하드웨어가 필요하지 않습니다.

일반 컴퓨터만 있으면 누구에게나 개방되어 있습니다.

중앙 집중화를 통한 보안 강화

새로운 시스템은 한 명의 강력한 주체가 네트워크를 통제하고 지배하기 어렵게 만들어 보안을 더욱 강화합니다.

신규 통화 발행 감소

에너지를 덜 사용한다는 것은 참여에 대한 보상을 위해 새로운 코인을 만들 필요가 없다는 것을 의미하므로 경제적 측면이 더 효율적입니다.

더 큰 공격 비용

누군가 네트워크의 51%를 장악하는 등 대규모 공격을 시도하면 비용이 더 많이 들고 성공하기 어렵기 때문에 보안 계층이 하나 더 추가됩니다.

필요한 경우 커뮤니티가 도와드립니다.

대규모 공격이 발생하면 커뮤니티가 힘을 합쳐 공정한 방식으로 네트워크를 복구하여 관련된 모든 사람을 위한 안전망을 구축할 수 있습니다.

이 새로운 지분 증명 시스템은 이더리움을 더욱 효율적이고 안전하며 공정하게 만들어 참여하시는 모든 분께 도움이 되었습니다.

지분 증명 합의 메커니즘을 사용하는 프로젝트

• 이더리움: 이더리움은 시가총액 기준으로 두 번째로 큰 암호화폐이며, 탈중앙화 애플리케이션(dApp)과 스마트 컨트랙트를 위해 가장 널리 사용되는 플랫폼입니다. 이더리움은 현재 작업 증명에서 지분 증명으로 전환 중이며, 2022년 상반기에 진행될 것으로 예상되는 병합이라는 과정을 거치고 있습니다. 이더리움의 지분 증명 메커니즘을 캐스퍼라고 하며, 이를 위해서는 검증자가 이더리움의 스마트 컨트랙트에 32개의 이더를 스테이킹해야 합니다. 그런 다음 검증자는 무작위로 선정되어 새로운 블록을 제안하고 증명하며, 성과에 따라 보상 또는 페널티를 받습니다. 이더리움의 지분 증명은 네트워크의 보안, 확장성, 지속 가능성을 개선하는 것을 목표로 합니다.
• 테조스: 테조스는 사용자가 하드포크 없이도 프로토콜 업그레이드를 제안하고 투표할 수 있는 자체 수정 블록체인입니다. 테조스는 액체 지분 증명이라는 지분 증명의 변형을 사용하며, 이를 통해 테조스의 기본 토큰인 테즈를 하나 이상 소유한 사용자는 자신의 소유권이나 투표권을 포기하지 않고도 자신의 지분을 검증자(베이커라고 함)에게 위임할 수 있습니다. 베이커는 무작위로 선정되어 새로운 블록을 생성하고 스테이킹하거나 위임한 테즈의 양에 따라 보상을 받습니다. 테조스는 지분 증명 메커니즘이 작업 증명보다 에너지 효율적이고 안전하며 민주적이라고 주장합니다.
• 카르다노: 카르다노는 디앱, 스마트 컨트랙트, 디지털 신원을 위한 확장성, 상호 운용성, 지속 가능한 기반을 제공하는 것을 목표로 하는 블록체인 플랫폼입니다. 카르다노는 시간을 시대와 슬롯으로 나누고 무작위 추첨을 통해 각 슬롯의 슬롯 리더를 선출하는 오로보로스라는 지분 증명의 변형을 사용합니다. 슬롯 리더는 새로운 블록을 생성하고 이를 네트워크에 브로드캐스트하는 역할을 담당합니다. 에이다(카르다노의 기본 토큰)를 소유한 사람은 누구나 자신의 에이다를 직접 스테이킹하거나 스테이크 풀 운영자에게 위임하여 추첨에 참여할 수 있습니다. 카르다노의 지분 증명 메커니즘은 작업 증명보다 더 안전하고 공정하며 탈중앙화되도록 설계되었습니다.
• 지분 증명의 역사와 진화

2013년 피어코인은 암호화폐 영역에서 기존의 작업 증명(PoW)과 함께 지분 증명을 통합하는 선구적인 기술을 선보였습니다.

블랙코인은 채굴 활동이 없는 순수한 지분 증명 프로토콜의 전형적인 예로 손꼽힙니다.

2013년 11월 24일에 NXT에서 처음 도입했습니다.

하지만 그 직후 출시된 블랙코인은 더 간단한 프로토콜과 더 공평한 초기 분배 단계가 특징입니다.

블랙코인의 등장 이후 지분 증명(PoS) 프로토콜은 여러 차례 개선과 개선을 거쳤습니다.

예를 들어, 비트셰어는 위임지분증명(DPoS)을 구현하는 데 선구적인 역할을 했습니다.

최근에는 이더리움(ETH)이 지분 증명 방식을 도입하여 상당한 발전을 이루었습니다.

이더리움은 이전의 작업 증명 아키텍처와 달리 보안 강화, 에너지 소비 감소, 점진적 확장 솔루션 구현을 위한 뛰어난 호환성 등의 이유로 2022년에 지분 증명 메커니즘으로 전환했습니다.

지분 증명(PoS) 목표

지분 증명은 경쟁적이고 에너지를 많이 소비하는 작업 증명(PoW) 방식에 비해 블록체인이 더 잘 작동하고 친환경적으로 작동하도록 하는 방법입니다.

작업 증명 방식에서는 사람들이 거래를 확인하기 위해 경쟁하며, 이러한 경쟁은 많은 에너지 사용으로 이어질 수 있습니다.

작업 증명 방식으로 비트코인을 채굴하는 사람들은 보상으로 비트코인을 얻지만, 채굴 장비의 전기세와 임대료 등 정기적으로 많은 돈을 지출합니다.

따라서 실제로는 에너지를 암호화폐로 거래하고 있습니다.

PoW의 높은 에너지 사용량은 일부 소규모 국가의 소비량과 맞먹는 수준입니다.

지분 증명은 규칙을 변경함으로써 도움이 됩니다.

경쟁을 위해 많은 에너지를 사용하는 대신, 암호화폐를 소유하고 있다는 것을 보여주기만 하면 됩니다(스테이킹).

그런 다음 네트워크에서 무작위로 사람들을 선택해 새로운 블록을 생성합니다.

이 스위치는 경쟁을 위해 강력한 기계와 막대한 양의 전기가 필요하지 않으므로 에너지 사용량이 훨씬 적다는 것을 의미합니다.

예를 들어, 이더리움은 이러한 변화를 통해 에너지 사용량을 거의 99.84%까지 줄였습니다.

요약

요약하자면 지분 증명(PoS)은 기존의 작업 증명(PoW) 합의 메커니즘에 대한 유망한 대안으로, 몇 가지 주목할 만한 이점을 제공합니다.

지분 증명은 사용자가 값비싼 채굴 장비 없이도 트랜잭션을 검증하고 블록을 생성할 수 있기 때문에 보다 접근성이 높고 탈중앙화된 참여를 가능하게 합니다.

스테이킹 풀은 사용자가 전체 스테이킹 요건을 갖추지 않아도 보유 자산을 모아 합의에 참여할 수 있게 함으로써 포용성을 더욱 강화합니다.

이러한 접근 방식은 블록체인 운영과 관련된 에너지 소비를 크게 줄여 보다 지속 가능하고 환경 친화적인 생태계에 기여합니다.

또한 지분 증명은 경제적 인센티브와 네트워크 무결성을 연계하여 책임감 있는 검증을 촉진함으로써 보안을 강화합니다.

토큰을 새로 발행할 필요가 없어 경제적 효율성과 안정성을 높일 수 있습니다.

그러나 PoS는 상대적으로 젊고 구현이 복잡하기 때문에 장기적으로 보안과 신뢰성을 보장하기 위해 철저한 테스트와 신중한 개발이 필요합니다.

이러한 어려움에도 불구하고 지분 증명은 보다 효율적이고 친환경적이며 포용적인 블록체인 환경을 향한 유망한 발걸음이 될 것입니다.