"작업 증명"이란 무엇이며 광업과 어떤 관련이 있습니까?

작업 증명의 개념을 이해합니다

WARW (Proof-of-Work)는 거래를 검증하고 네트워크를 보호하기 위해 블록 체인 네트워크에서 사용되는 합의 메커니즘입니다. 광부라고 알려진 참가자는 복잡한 수학 퍼즐을 풀기 전에 블록 체인에 새로운 트랜잭션 블록을 추가 할 수 있어야합니다. '작업 증명' 이라는 용어는 퍼즐을 해결하기 위해 계산 노력이 소비되었다는 증거를 말해서 제안 된 블록이 합법적임을 확인합니다. 이 메커니즘은 악의적 인 행위자가 블록 체인을 쉽게 조작하는 것을 방지합니다. 모든 블록을 변경하면 해당 블록의 작업을 다시 실행해야하며, 이는 계산적으로 불가능한 모든 후속 블록이 필요합니다.

POW의 수학적 문제는 일반적으로 암호화 해싱을 기반으로합니다. 광부는 특정 기준, 일반적으로 대상 임계 값 미만의 해시 값을 찾아야합니다. 이 프로세스는 확률 론적이며, 특히 Nonce 라는 값을 통해 블록 데이터의 약간의 변화를 포함하는 수많은 시도가 필요합니다. 퍼즐의 어려움은 Bitcoin의 10 분마다 일관된 블록 생성 시간을 유지하기 위해 동적으로 조정됩니다.

작업 증명 시스템에서 광부의 역할

광부는 모든 POW 블록 체인의 중추입니다. 그들의 주요 기능은 보류중인 거래를 수집하고, 유효성을 확인하고, 후보 블록으로 패키지하는 것입니다. 블록이 조립되면 광부는 유효한 해시를 찾는 과정을 시작합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• Mempool에서 확인되지 않은 거래 수집
• 디지털 서명을 확인하고 이중 지출을 보장합니다
• 이전 블록의 해시, 트랜잭션의 머클 루트 및 타임 스탬프를 포함하는 블록 헤더 구성
• SHA-256과 같은 암호화 함수를 사용하여 Nonce를 반복적으로 증가시키고 블록 헤더를 해싱

각 해시 시도는 독립적이며 성공은 계산 능력과 운에 달려 있습니다. 네트워크의 난이도를 충족시키는 해시를 찾은 첫 번째 광부는 네트워크에 대한 솔루션을 방송합니다. 다른 노드는 솔루션을 신속하게 확인하고 유효한 경우 블록 체인 사본에 블록을 추가합니다.

채굴 하드웨어가 작업 증명을 위해 진화 한 방법

처음에 Bitcoin 채굴은 표준 CPU를 사용하여 수행 할 수 있습니다. 그러나 네트워크가 커지면서 어려움이 증가하여 CPU 채굴이 비효율적입니다. 광부는 CPU보다 훨씬 빠르게 병렬 계산을 수행 할 수 있기 때문에 그래픽 처리 장치 (GPU)를 사용하기 시작했습니다. GPU는 해싱 작업에 상당한 성능 향상을 제공했습니다.

나중에, ASICS (Application-Specific Integrated Circuits)는 Bitcoin와 같은 암호 화폐를 채굴하기 위해 특별히 개발되었습니다. 이 장치는 SHA-256 해시를 컴퓨팅하는 데 최적화되어 있으며 일반 목적 하드웨어에 비해 훨씬 우수한 성능과 에너지 효율을 제공합니다. ASIC의 증가로 인해 대규모 광업 농장, 특히 전기 비용이 낮은 지역에서 광업 전력의 중앙 집중화가 이루어졌습니다.

사용 된 하드웨어는 광부의 경쟁 능력에 직접적인 영향을 미칩니다. 초당 해시로 발생하는 해시 속도가 높을수록 퍼즐을 먼저 해결할 확률이 높아집니다. 광부는 종종 채굴 풀 에 가입하여 계산 자원을 결합하고 비례 적으로 보상을 공유하여 소득의 차이를 줄입니다.

작업 증명 채굴 뒤에있는 경제 인센티브

참여를 장려하기 위해 Pow Blockchains는 재정적 보상을 제공합니다. 광부가 블록을 성공적으로 추가하면 두 가지 유형의 보상을받습니다.

• 블록 보상 , 새로 생성 된 Cryptocurrency의 고정 된 양입니다 (예 : 최근 HALVING 기준으로 Bitcoin의 경우 6.25 BTC)
• 거래가 블록에 포함되도록 사용자가 지불 한 거래 수수료

이러한 인센티브는 네트워크 보안을 유지하는 데 중요합니다. 보상이 없으면 광부는 값 비싼 하드웨어와 전기에 투자 할 동기가 없습니다. 블록 보상은 약 4 년마다 발생하는 Bitcoin 절반과 같은 이벤트를 통해 시간이 지남에 따라 감소하도록 설계되어 새로운 동전의 공급이 줄어 듭니다. 이 부족 모델은 금과 같은 귀금속을 모방합니다.

광업 비용에는 하드웨어 획득, 유지 보수 및 특히 전기 소비가 포함됩니다. 수익성은 cryptocurrency의 현재 가격, 광부의 해시 비율, 전력 효율 및 지역 전기 속도에 따라 다릅니다. 일부 광부는 차가운 기후에서 냉각 비용을 줄이기 위해 운영되는 반면, 다른 광부는 운영 비용을 낮추기 위해 재생 에너지 원을 추구합니다.

작업 증명 네트워크의 보안 및 불변성

POW의 가장 중요한 장점 중 하나는 공격에 대한 저항입니다. 과거 블록을 변경하기 위해 공격자는 해당 블록과 그 뒤를 따르는 모든 블록을 다시 마무리해야하므로 네트워크의 총 해시 전력의 50% 이상 ( 51% 공격 으로 알려진 시나리오)이 필요합니다. 필요한 엄청난 계산 자원을 고려할 때, 그러한 공격은 Bitcoin와 같은 대규모 네트워크에서 경제적으로 실용적이지 않습니다.

POW의 분산 된 특성은 단일 엔터티가 블록 체인을 제어 할 수 있도록합니다. 각 노드는 독립적으로 블록과 거래를 검증하여 합의 규칙을 충족하지 않는 것을 거부합니다. 이 중복성은 신뢰와 투명성을 향상시킵니다.

또한 광업에 소비 된 에너지는 디지털 원장을 뒷받침하는 실제 비용 역할을합니다. 이 실질적인 투자는 사기를 저지하고 기록 된 거래의 영속성을 강화합니다. 모든 블록이 추가되면 누적 작업이 증가하여 시간이 지남에 따라 블록 체인이 점점 더 안전 해집니다.

환경 및 효율성 고려 사항

POW의 비평가들은 높은 에너지 소비를 강조합니다. Bitcoin 채굴 단독은 일부 국가보다 매년 더 많은 전기를 소비합니다. 이 에너지의 일부는 재생 가능한 공급원에서 비롯된 반면, 탄소 발자국은 여전히 우려하고 있습니다. 일부 광부는 플레어 천연 가스와 같은 좌초 또는 과도한 에너지를 사용하여 지속 가능성을 향상시킵니다.

효율성을 향상시키기위한 노력에는 냉각 시스템 최적화, 더 나은 성능 비율로 최신 ASIC 모델로 업그레이드하고 수력 발전 또는 지열 식물 근처에서 작업을 찾는 것이 포함됩니다. 이러한 조치에도 불구하고, 고유 한 POW 설계는 보안을 유지하기 위해 지속적인 에너지 입력이 필요하며,이를 이해 증명과 같은 대체 합의 메커니즘과 구별합니다.

FAQ

두 광부가 동시에 유효한 블록을 찾으면 어떻게됩니까? 두 명의 광부가 동시에 유효한 블록을 방송하면 네트워크는 일시적으로 두 개의 경쟁 체인으로 나뉩니다. 노드는 먼저받는 블록을 계속 구축합니다. 결국, 더 누적 작업 (예 : 더 긴 체인)이있는 체인은 허용되는 버전이됩니다. 다른 블록은 고아 블록 이되고 트랜잭션은 향후 블록에 포함시키기 위해 Mempool로 반환됩니다.

누구든지 오늘은 작업 증명 암호 화폐를 시작할 수 있습니까? 그렇습니다. 그러나 수익성은 주요 제약입니다. ASIC와의 경쟁으로 인해 소비자 등급 하드웨어를 사용한 채굴 Bitcoin은 더 이상 실용적이지 않습니다. 그러나 Randomx 알고리즘을 사용하는 것과 같은 ASIC 채굴에 저항하는 작은 POW 코인은 여전히 CPU로 채굴 될 수 있습니다. 성공하려면 전기 비용, 하드웨어 효율성 및 예상 보상을 신중하게 계산해야합니다.

작업 증명의 어려움은 어떻게 조정됩니까? Bitcoin에서는 2,016 개의 블록 마다 (약 2 주마다) 난이도가 재 교정됩니다. 네트워크는 이상한 시간 (20,160 분)과 함께 블록을 채굴하는 데 걸리는 실제 시간을 비교합니다. 블록이 너무 빨리 채굴되면 어려움이 증가합니다. 너무 느리면 감소합니다. 이를 통해 총 네트워크 해시 전원의 변화에 관계없이 안정적인 블록 간격을 보장합니다.

일부 블록 체인이 작업 증명 대신 이해 증명을 사용하는 이유는 무엇입니까? 스테이크 증명 (POS)은 그들이 보유하고있는 암호 화폐의 양을 기준으로 유효성 검사기를 선택함으로써 에너지 집약적 인 마이닝의 필요성을 제거하고 담보로 '스테이크'를 기꺼이하고 있습니다. POS는 POW와 동일한 보안을 달성하지만 에너지 소비는 상당히 낮습니다. 그러나 POW 지지자들은 유형의 채굴 비용이 더 강력한 경제 안보 보장을 제공한다고 주장합니다.