[암호화폐 알쓸신잡] 블록을 쌓으려면 ‘합의’가 필요하다

 

 

부제: 합의 알고리즘-PoW, PoS, DPoS 알기

 

 

이름부터 어려운 ‘합의 알고리즘’, 그래도 알고 투자하자

 

대부분의 어른들은 초등학생 때인지 중학생 때인지, 시점도 가물가물한 과거의 어느 수학 시간에 ‘알고리즘’이라는 말을 처음 접하게 된다.

 

줄줄이 연결된 네모 혹은 마름모꼴의 박스를 따라가며 그 안에 담긴 문제를 풀었던 기억이 아마도 알고리즘에 대한 최초의 기억일 것이다. 알고리즘이란 ‘어떤 문제를 해결하기 위한 절차, 방법, 명령어들의 집합’을 뜻하는 말이다. 수학이나 전산 관련 전공자가 아니라면 고등학교를 졸업한 후 별처럼 아스라이 멀어졌을 알고리즘.

 

우리는 암호화폐와 그 기반 기술은 블록체인을 알아가며 다시 한 번 알고리즘이라는 단어를 마주하게 된다. 그냥 알고리즘도 아니다. ‘합의 알고리즘’이다. 선뜻 단어만 들어서는 이해가 어렵다. 그 분류인 PoW, PoS, dPoS 등의 단어는 더욱 어렵게 느껴진다. ‘합의’-의견을 일치시키는, ‘알고리즘’-문제를 해결하기 위한 것들의 집합, 도대체 무엇일까?

 

 

무슨 ‘합의’가 이루어지는 걸까?”

 

블록체인은 ‘만인의 장부’다. 중앙화 된 서버 대신 모든 거래자가 거래 장부를 가지기 때문에 신뢰성과 보안성이 높아지는 기술이다. 이 장부가 저장된 컴퓨터를 노드(node)라고 쉽게 부른다. 암호화폐 거래에 참여한 모든 사람들이 노드를 가지고 있기 때문에, 거래를 노드에 보관하기 전에 (블록체인에 기록하기 전에) 모든 사람들에게 이 거래가 위변조 되지 않은 원본이라는 것을 합의해야 한다.

 

이처럼 많은 노드들이 상호 검증을 거쳐서 블록을 생성하는 것을 ‘합의 알고리즘’이라고 한다. 쉽게 말해 장부를 가진 모든 사람들이 거래 내역이 정확한지 확인하고, 거래 내역을 장부에 쓰는 과정을 일컫는 것이다.

 

 

블록의 유효성을 검증하는 합의 방식 – PoW (Proof of Work, 작업증명)

 

가끔 수십 대의 컴퓨터가 모여 가동되는 장면을 채굴장의 화재나 불법 채굴장 입건 뉴스에서 접할 수 있는데, 이런 방식이 바로 PoW, 작업증명 방식이다. CPU / GPU나 전용 장비를 통해 암호화된 거래 정보를 풀어 블록을 만들고 그 대가로 암호화폐를 받는 방식으로, 최초의 블록체인인 비트코인을 창시한 사토시 나카모토가 제안한 것으로 유명하다. 때문에 가장 먼저 나온 합의 방식이며 암호화폐가 나온 지 얼마 되지 않았을 때에는 가장 보편화된 방식이었다.

 

천여 가지가 넘는 암호화폐 중에서도 시가 총액이 높은 축에 속하는 비트코인, 비트코인 캐시, 비트코인 골드, 라이트코인 등이 PoW 방식으로 암호화폐를 얻는다. 이더리움 또한 PoW 방식으로 생성되는 암호화폐였지만, PoW의 단점인 전력 소모로 인한 환경 파괴 등의 문제 때문에 아래 설명할 PoS 방식으로 변경하는 작업을 진행 중이다.

 

 

보유하고 있는 지분의 비율을 통한 합의 방식 – PoS (Proof of Stake, 지분증명)

 

PoS, 지분 증명은 앞서 설명한 PoW가 가진 에너지 낭비와 환경 문제를 해결하기 위해 등장한 합의 방식이다. 24시간 내내 채굴기를 돌려 문제를 가장 먼저 푼 채굴자에게 암호화폐를 보상하는 것이 아니라, 지분 보유량에 따라 확률적으로 블록 생성 권한(블록을 생성하면 암호화폐를 받을 수 있기 때문에, 이 권한이 곧 암호화폐를 얻는 것과 같다)을 준다.

 

지분이 많을수록 블록 생성 권한을 얻을 확률도 커진다. 예를 들면 이더리움을 100개 갖고 있는 사람은 이더리움을 1개 갖고 있는 사람에 비해 100배 많은 투표권을 갖게 되는 것이다. 이 방식으로 코인을 얻기 위해서는 일정 수 이상의 코인이 담긴 지갑을 블록체인 네트워크에 연결시켜 놓기만 하면 된다.

 

은행 이자처럼 갖고 있는 코인에 비례해 코인이 지급된다. PoW의 단점을 보완하기 위해 고안된 방식인만큼 친환경적이고 경제적이지만, 보안성 문제에 대해 아직 정확히 검증된 바가 없고 지분이 많은 일명 ‘고래’들이 독점을 할 가능성이 있다는 단점이 있다.

 

 

지분증명을 ‘위임’하다 – DPoS (Delegated Proof of Stake, 위임지분증명)

 

암호화폐 투자자들에게 6.13일 지방선거만큼 화제가 된 선거가 있다. 바로 EOS의 선거다. 암호화폐가 무슨 선거? 라고 물으신다면, 바로 DPoS, 위임지분증명 방식과 연관지어 설명할 수 있다. 스팀잇과 이오스 개발자로 유명한 댄 라리머가 고안해낸 위임지분증명을 쉽게 이해할 수 있는 것이 ‘간접 민주주의’이다. 모든 노드들이 블록 생성에 참여하는 PoS 방식의 단점은 속도다. 모든 노드들의 ‘합의’를 거치려면 당연히 시간이 많이 든다.

 

 

 

이러한 시간을 줄이고 거래 속도를 빠르게 처리하기 위해 모든 노드들의 합의가 아니라 노드들이 선출(위임)한 대표들끼리만 합의를 시키는 방식이 바로 DPoS, 위임지분증명 방식이다. 댄 라리머의 스팀잇, 이오스는 물론이고 테조스, 비트쉐어, 아크 등이 DPoS 방식을 채택했다. 특히나 이번 6월 메인넷에 성공한 이오스는 메인넷과 함께 대표 노드를 선출할 선거를 치르며 많은 관심을 모았다.

 

대표로 선출된 21개의 노드를 이오스에서는 블록 프로듀서(Block Producer, BP)라고 부른다. 앞서 말했듯 DPoS 방식은 PoS에 비해 빠른 속도와 PoW에 비해 저렴한 비용이 특장점이지만, 21명의 BP끼리 담합할 위험이나 BP에 대한 디도스 공격 위험에서 자유롭지 못한 것이 단점이다.

 

 

 

현재까지 암호화폐 생태계에서 주를 이루고 있는 합의 알고리즘들은 이렇듯 모두 제각각 장단점을 가지고 있다. 암호화폐와 블록체인의 역사가 길지 않은 만큼 해킹이나 비용, 속도의 측면에서 충분히 증명되지 않은 부분들이 존재한다. 그 빈틈을 메우기 위해 많은 개발자들이 서로의 단점을 보완할 수 있는 또 다른 합의 알고리즘을 고안해내고 있다. 완벽하진 않지만 무궁무진한 가능성을 품은 세계, 오늘도 암호화폐는 멈추지 않고 성장하는 중이다.

 

 

 

 

  

 

 

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