컨센서스 알고리즘이 무엇인지 컨센서스 알고리즘의 종류와 각각의 구조에 대해 알고 싶다고 생각하는 분들이 많습니다. 암호자산 별 편리성이나 마이닝 시스템을 조사함에 있어 합의 알고리즘을 이해하는 것은 중요합니다. 이 글을 전부 다 읽으시고 비트코인 등으로 대표되는 암호화폐를 보다 깊이 이해할 수 있을 것입니다. 꼭 끝까지 다 읽어주세요
합의 알고리즘은 암호 자산마다 다르다
주요 컨센서스 알고리즘과 그 특징
- PoW(프루프 오브 워크)
- PoS(프루프 오브 스테이크)
- PoI(프루프 오브 임포턴스)
- PoC(프루프 오브 컨센서스)
- DPoS(델리게이트 프루프 오브 스테이크)
Table of Contents
컨센서스 알고리즘이란?
컨센서스 알고리즘이란 합의 방법입니다. 거래 내용을 한 덩어리의 블록으로 정리해 암호화한 후 블록체인의 최후 꼬리에 연결해 나갑니다. 이 작업을 실시함으로써 암호화폐의 거래는 확정되고 블록체인이 유지되고 있습니다. 블록의 생성에 대해 합의방법으로 서 어떤 합의 알고리즘을 사용하는지는 암호화폐마다 다릅니다. 그것이 암호화폐의 사상이나 특징으로 나타나기도 합니다.
합의 알고리즘은 암호화폐마다 다르다
컨센서스 알고리즘은 데이터의 진정성을 담보하는 룰 이라고 할 수 있습니다. 예를 들어 비트코인(BTC)에서는 블록체인을 채택하고 있는데 거래 데이터는 어느 중앙기관이 관리하는 것이 아니라 전 세계 통화 이용자가 같은 데이터를 보유하고 있습니다. 따라서 어딘가 에서 데이터가 파손되어도 커버할 수 있으며 조작이 있으면 바로 발견할 수 있습니다. 그러나 많은 이용자들이 가지고 있는 데이터가 올바른지 여부를 증명하고 담보하는 방법이 필요합니다.
따라서 거래 데이터를 저장하는 블록을 누가 만들 것인가를 정의하고 그 룰에 따라 만들어진 하나의 블록을 올바른 블록’으로 인정한다는 룰이 만들어졌습니다. 그 규칙의 유형을 나타내는 것이 컨센서스 알고리즘입니다. 합의 알고리즘은 여러 종류가 있으며 암호화폐마다 다릅니다. 각각 특징이 있어 과제나 문제점을 안고 있는 것도 있습니다. 많은 암호 자산에 사용되고 있는 것도 있고 드문 것도 있습니다.
어느 쪽이든 암호화폐의 성격이나 이용 목적 등에 따라 선택되며 개선될 수도 있습니다. 또 통화에 따라서는 장기적으로 알고리즘의 변경이 예정되어 있는 것도 있습니다.
주요 컨센서스 알고리즘과 그 특징
주요 컨센서스 알고리즘
현재 사용되는 컨센서스 알고리즘 중에서 주요 5개를 소개하겠습니다.
PoW(프루프 오브 워크)
PoW(프루프 오브 워크)는 세계 최초의 암호화폐로 가장 유명한 비트코인에 사용되는 컨센서스 알고리즘입니다. 따라서 다른 많은 알트코인에서도 이용되며 기본 알고리즘이라고 할 수 있습니다. 블록을 생성하기 위해서는 단 하나의 넌스 값을 찾기 위해 엄청난 시행착오를 반복해야 합니다. 그것은 바로 높은 계산 능력을 사용한 전 세계의 마이너(채굴자)들의 경쟁입니다. 이 경쟁에서 가장 먼저 결승점을 통과하는 사람 즉 가장 먼저 정답인 넌스 값을 찾은 사람이 블록 생성 권리를 얻는 것이 PoW입니다.3
PoS(프루프 오브 스테이크)
PoS(프루프 오브 스테이크)는 누가 블록을 생성할지는 랜덤하게 결정되지만 화폐 보유량이 많을수록 블록을 생성할 수 있는 확률이 높아지는 컨센서스 알고리즘입니다. 현재 PoW를 채용하고 있는 이더리움(ETH)이 장래적으로 PoS로 이행할 예정이라고 발표하고 있습니다. PoS는 PoW와는 달리 계산능력을 사용한 경쟁이 발생하지 않습니다. 따라서 블록 생성 작업의 어려움이 낮아 필요한 기재를 갖추면 개인 차원 에서도 채굴 할 수 있습니다. 동시에 방대한 전력이 필요 없기 때문에 환경 친화적이고 승인 속도도 빠른 특징이 있습니다. 반면 보유량을 확보하기 때문에 통화 유동성이 떨어지기 쉽다는 지적도 있습니다.
PoI(프루프 오브 임포턴스)
PoI(프루프 오브 임포턴스)는 통화 보유량을 감안한 PoS의 발전형이라고도 할 수 있는 방식으로 보유량에 더해 거래 횟수나 거래량 등 여러 지표를 두고 해당 통화에 대한 보유자의 중요도를 스코어링하여 그 결과를 바탕으로 블록 생성자를 결정하는 방식입니다. 컨센서스 알고리즘으로서는 매우 드문 부류로 암호화폐 넴(XEM)이 유일한것으로 보입니다. 여러 시각에서 보유자가 통화에 유익하고 중요한 존재인지 아닌지를 체크하기 때문에 PoS와 같이 유동성이 떨어진다는 걱정은 별로 없는 것 같습니다. 단 알고리즘으로서는 새로운 것 넴 에서 만 사용되고 있는 점 등으로 인해 현실적인 장단점은 아직 명확하지 않은 부분도 있습니다. 덧붙여 넴에서는 거래 승인·블록 생성 작업을 마이닝이라고 부르지 않고 하베스트(수확)라고 부르고 있습니다.
PoC(프루프 오브 컨센서스)
지금까지 소개해 온 컨센서스 알고리즘은 조건만 충족되면 누구나 거래 승인에 관여할 수 있는 방법 이었습니다. 그러나 PoC(프루프 오브 컨센서스)는 벨리데이터라고 불리는 거래의 승인 작업을 하는 특별한 노드가 이미 존재하고 있으며 그 분들이 승인 작업을 하고 있습니다. 밸리데이터의 80% 이상이 트랜잭션을 승인해야 거래를 할 수 있게 됩니다. 벨리데이터 끼리 서로 승인하여 네트워크가 형성되어 있으므로 악의적인 벨리데이터에 의한 부정행위를 방지할 수 있습니다. 이 형태에 대해서는 중앙집권적이라는 비판이 있습니다. 관리하는 측이 부정을 저질러도 이를 간파할 수 없다는 이론상의 문제를 안고 있는 것도 분명할 것입니다. 한편 신뢰성이 높은 기업이나 조직이 도입한다면 문제가 없다고도 하며 한정된 벨리데이터가 승인작업을 담당하기 때문에 처리속도가 빠르다는 장점이 있습니다. 실제로 이 알고리즘을 채택하고 있는 XRP(리플)는 국제 송금 시스템으로서 이용되어 그 스피드로 인해 각국의 금융기관의 주목을 받고 있습니다.
DPoS(델리게이트 프루프 오브 스테이크)
DPoS(딜리게이트 프루프 오브 스테이크)는 PoS의 진화형이라고 할 수 있는 타입으로 LSK(리스크)에 채택된 것으로도 알려져 있습니다. 최근에는 이런 유형의 알고리즘을 채택하는 암호자산이 증가 추세라고도 합니다. PoS와 같이 단순히 통화 보유량이 많은 사람이 우선되는 것이 아니라 통화 보유량에 따라 가중치를 부여한 투표를 하여 블록 생성자를 결정합니다.
왜 다양한 컨센서스 알고리즘이 있는가?
일련의 합의 알고리즘은 모두 필요에 따라 만들어진 것입니다. 경쟁 원리를 유일한 룰로 삼거나 통화의 건전한 발전에 기여하고 있는 사람에게 관리를 맡기려는 생각이 있거나 나름대로의 이유가 있어 만들어져 왔습니다. 따라서 현재 사용되고 있는 이러한 합의 알고리즘은 개량이 더해질 가능성이 있고 실제로 그러한 움직임도 있습니다. 또한 기존에 없던 새로운 알고리즘이 등장할 가능성도 매우 높습니다.
결국 어떤 컨센서스 알고리즘이 좋을까?
현재 널리 사용되는 컨센서스 알고리즘은 각각 특징을 가지고 있으며 암호자산 자체의 성격 및 용도에 따라 선택되어 있습니다. 그렇기 때문에 어떤 컨센서스 알고리즘이 가장 좋은 것인지 판단하기 어렵고 알고리즘에 우열을 가릴 수도 없습니다.ㅜ암호자산을 이용하거나 마이닝에 도전하는 경우에는 그 통화가 어떤 합의 알고리즘을 채택하고 있는지 정도는 반드시 알아 둡시다.
