블록체인/레벨 VI · 비트코인 이후/6.1 복제와 약속/수업 6
작업 증명과 지분 증명
외부 에너지 비용에서 내부 자본 묶임으로의 전환
준비물시가총액 기준 상위 10대 암호화폐와 그 합의 메커니즘 목록Ethereum.org의 ‘프루프-오브-스테이크’ 및 ‘에너지 소비’ 관련 문서
호기심
- 프루프-오브-스테이크 검증자가 위험에 빠뜨리는 특정 경제적 자산은, 프루프-오브-워크 채굴자는 결코 가지고 있지 않은 것인가?
- 이론적으로 프루프-오브-스테이크 체인에 새로 합류하는 노드는 전체 역사를 확인하지 않고도 체크포인트를 신뢰할 수 있는 이유는 무엇인가?
- 거래소의 지분 집중도는 분산형 채굴 하드웨어에 비해 탈중앙화 수준에 어떤 영향을 미치나요?
탐구
- 작업 증명 방식은 블록 생성을 전기와 특수 하드웨어와 같은 외부적이고 회복할 수 없는 비용과 연계시킵니다. 채굴자들은 블록을 작성할 권리를 얻기 위해 에너지를 소모하며, 만약 부정행위를 한다면 그 에너지는 영원히 낭비됩니다. 지분 증명 방식은 이를 내부 자본으로 대체합니다. 검증자들은 블록에 서명하기 위해 코인을 담보로 ‘스테이크’합니다. 만약 두 개의 상충하는 블록에 서명하는 등 부정행위가 입증될 경우, 그들은 해당 스테이크의 일부 또는 전부를 잃게 됩니다. 공격 비용도 돈을 태우는 것에서 기존 자산을 잃는 것으로 바뀝니다.
- 이러한 변화는 피드백 루프를 만들어냅니다. 가장 많은 코인을 보유한 사람들이 더 많은 블록을 생성하고 스테이킹 수익을 통해 더 많은 보상을 얻습니다. 부는 더 많은 블록 생성 권리를 가져옵니다. 작업 증명 방식에서는 하드웨어의 효율성이 중요하지만, 스테이킹 증명 방식에서는 자본 축적이 우세합니다. 스테이킹 증명 체인에 새로 합류하는 노드는 ‘약한 주관성’에 직면합니다. 올바른 체인을 식별하기 위해 최근의 체크포인트를 신뢰하지 않고서는 생성 초기부터 모든 규칙을 검증할 수 없습니다. 이는 확장성을 위해 받아들여지는 이론적 타협이며, 비트코인의 역사에는 존재하지 않았던 것입니다.
- 스테이킹은 주로 대형 기업들에 집중되는 경향이 있습니다. 즉, 고객 자금을 보관하는 거래소와 개인 투자자들에게 수익을 제공하는 리퀴드 스테이킹 서비스 제공업체들입니다. 이러한 검증 권력의 중앙집중화는 작업 증명 방식에서 나타나는 분산된 하드웨어 구조와 대조적입니다. 다만 두 시스템 모두 과점화 경향에 직면해 있습니다. 이더리움은 2022년 9월에 작업 증명 방식에서 스테이크 증명 방식으로 전환했습니다(‘더 머지’). 이더리움 재단에 따르면 이러한 전환으로 네트워크의 에너지 사용량이 약 99.95% 줄었으며, 코인 발행 방식도 변화했습니다.
- 작업 증명의 보안성은 물리적 현실에 기반을 두고 있습니다. 이를 공격하려면 엄청난 컴퓨팅 성능을 구축하거나 임대해야 합니다. 지분 증명의 보안성은 시장 가치에 기반을 두고 있으며, 공격을 위해서는 정직한 검증자들보다 더 많은 표를 얻을 수 있을 만큼 충분한 코인을 구매해야 합니다. 비판자들은 코인 가격이 폭락하면 공격에 드는 비용도 함께 줄어들어 피드백 루프를 통해 체인의 안정성이 위협받을 수 있다고 지적합니다. 반면 찬성론자들은 슬래싱 메커니즘과 높은 자본 진입 장벽이 환경적 부담 없이도 효과적인 억제력을 제공한다고 주장합니다.
- 두 방식의 장단점은 명확하게 구분됩니다. 작업 증명은 객관적입니다. 새로운 노드는 가장 많은 계산량이 투입된 체인을 따라가면서 기원 블록부터 유효한 체인을 스스로 찾아낼 수 있습니다. 지분 증명은 효율성과 낮은 발행 비용을 제공하며, 검증자들이 보안을 유지하기 위해 높은 전력 지원을 필요로 하지 않기 때문에 디플레이션적 또는 저인플레이션 모델을 채택할 수 있게 합니다. 이 둘 중 어떤 방식을 선택하느냐는 역사적 진실성과 자본 효율성 사이의 저울질을 반영하는 것이며, 누가 풀 노드를 운영하고 체인을 검증할 수 있는지에도 다른 영향을 미칩니다.
- 새로운 블록체인의 합의 메커니즘을 평가하려면 두 가지 지표를 확인해야 합니다. 모든 규칙을 검사하는 노드를 운영하는 데 드는 비용과 실제로 그 작업을 수행하는 독립적인 주체의 수가 그것입니다. 스테이크 프루프 방식의 경우, 스테이크된 코인의 분포를 살펴보아야 합니다. 만약 소수의 거래소나 펀드가 활성화된 검증자들 중 상당한 비율을 차지한다면, 등록된 노드의 수와는 상관없이 탈중앙화라는 주장은 약해집니다. 이를 작업 증명 방식의 블록체인과 비교해보면, 독립적인 광부들 간의 해시레이트 분포가 조직적인 공격에 대한 보안성을 나타냅니다.
핵심 사실
- 스테이크 증명 방식은 블록 생성을 잠긴 자본과 연동시키며, 검증자가 부정행위를 할 경우 ‘스테이크’가 몰수됩니다.
- 이더리움은 2022년 9월에 작업 증명 방식에서 지분 증명 방식으로 전환하여 에너지 사용량을 약 99.95% 줄였습니다.
- 머지 이후 검증자들이 더 이상 전력 비용을 부담할 필요가 없어지면서 ETH 발행량이 급격히 감소했습니다.
- 스테이크 증명에서의 ‘약한 주관성’은 올바른 체인 역사를 파악하기 위해 새로운 노드들이 최근의 체크포인트를 신뢰하도록 요구합니다.
- 스테이크 집중은 작업증명 광부들의 하드웨어 기반 분포와는 달리 거래소 및 리퀴드 스테이킹 제공업체에서 자주 발생합니다.
- 작업 증명 방식의 보안은 외부 에너지 비용에 의존하며, 스테이크 증명 방식의 보안은 내부 시장 가치와 자본 락업에 의존합니다.
연습 아홉, 여섯, 셋, 하나
9모으기블록체인 9개와 각각이 사용하는 합의 메커니즘(작업 증명, 지분 증명, 위임 지분 증명, 연합형 또는 기타)을 나열하고, 공격자가 이를 해킹하기 위해 필요한 것은 무엇인지도 함께 기재하십시오.
6묶기9개를 외부 에너지, 통합된 에너지, 스테이크된 자본, 위임된 스테이크, 고정된 서명자 목록, 또는 기타 등의 기준에 따라 6개씩 그룹화합니다.
3추리기6개의 그룹을 하나의 질문에 대한 3가지 답으로 줄이세요: 새로운 노드가 올바른 체인을 찾으려면 무엇을 신뢰해야 합니까?
1결정화스테이크 증명은 새로운 노드들이 최근의 체크포인트를 신뢰해야 하지만, 작업 증명은 그러지 않기 때문입니다.
팩트 체크
날짜, 수치 및 주장은 아래에 명시된 출처들을 통해 확인되었습니다.