블록 체인의 합의 메커니즘은 무엇입니까? 일반적인 유형은 무엇입니까?

합의 메커니즘은 블록 체인 기술의 중요한 구성 요소로 분산 된 네트워크의 모든 참가자가 원장의 상태에 동의하도록합니다. 이 메커니즘은 블록 체인의 무결성과 보안을 유지하는 데 필수적이며 , 이중 지출을 방지하고 거래가 유효하고 정확하게 기록되도록합니다. 본질적으로, 합의 메커니즘은 네트워크의 노드가 다음 블록의 계약에 도달 할 방법을 결정합니다.

작업 증명 (POW)

작업 증명 (POW)은 Bitcoin에 의해 유명한 가장 오래되고 가장 널리 알려진 합의 메커니즘 중 하나입니다. POW에서 광부는 복잡한 수학 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁하며, 퍼즐을 해결 한 첫 번째는 블록 체인에 새로운 블록을 추가 할 권리를 얻습니다. 이 프로세스에는 상당한 계산 능력이 필요하며 , 이는 네트워크에 보안을 제공합니다. POW의 단점은 광부가 효과적으로 경쟁하기 위해 강력한 하드웨어가 필요하기 때문에 높은 에너지 소비입니다.

스테이크 증명 (POS)

POS (Stake of Stake) 는 POW의 에너지 비 효율성을 해결하는 것을 목표로하는 또 다른 대중적인 합의 메커니즘입니다. POS에서, 새 블록의 제작자는 그들이 보유하고 있으며 담보로 '스테이크'를 기꺼이 기꺼이 선택합니다. 이 방법은 계산 퍼즐을 해결할 필요가 없기 때문에 에너지 집약적이지 않습니다 . 대신, 유효성 검사기는 네트워크의 지분을 기반으로 새로운 블록을 만들기 위해 선택되어 투자를 보호하기 위해 정직하게 행동하도록 장려합니다.

위임 된 스테이크 증명 (DPO)

위임 된 스테이크 증명 (DPO)은 투표 시스템을 도입하는 POS의 변형입니다. DPO에서 토큰 보유자는 거래 검증 및 새로운 블록 생성을 담당하는 소수의 대표에게 투표합니다. 이 시스템은 네트워크를 보호하는 데 필요한 노드의 수를 줄이기 때문에보다 민주적이고 효율적으로 설계되었습니다 . 그러나 거래를 검증 할 수있는 권한이 몇몇 선출 된 대표들 사이에 집중되어 있기 때문에 중앙 집중화 수준도 도입합니다.

실제 비잔틴 결함 공차 (PBFT)

실용적인 비잔틴 결함 공차 (PBFT)는 허가 된 블록 체인에 자주 사용되는 합의 메커니즘입니다. PBFT는 노드의 최대 3 분의 1이 결함이 있거나 악의적 일 수있는 네트워크에서 합의를 달성하도록 설계되었습니다. 이 과정에는 노드 간의 여러 라운드 투표가 포함되며 , 새로운 블록이 추가되기 전에 다수의 계약에 도달하도록합니다. 이 방법은 에너지 소비 및 트랜잭션 속도 측면에서 POW 및 PO보다 효율적이지만 알려진 참가자 세트가 필요하므로 공개 블록 체인에 적합하지 않습니다.

지시 된 acyclic 그래프 (DAGS)

지시 된 acyclic 그래프 (DAG)는 거래가 블록으로 그룹화되지 않고 대신 서로 직접 연결되는 컨센서스에 대한 다른 접근법을 나타냅니다. 이 구조는 여러 트랜잭션을 동시에 확인할 수 있으므로 더 높은 확장 성과 더 빠른 트랜잭션 처리를 허용합니다 . 그러나 DAG는 구현하기에 더 복잡 할 수 있으며 기존 블록 체인과 동일한 수준의 보안을 달성하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.

이러한 합의 메커니즘은 각각의 강점과 약점을 가지고 있으며, 사용하는 선택은 블록 체인 네트워크의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. POW는 강력한 보안을 제공하지만 높은 에너지 비용으로 POS와 그 변형은보다 에너지 효율적인 대안을 제공합니다 . PBFT는 고효율이 필요한 권한이있는 네트워크에 적합하며 DAGS는 잠재적 인 복잡성 비용으로 확장 성과 속도를 제공합니다 .

합의 메커니즘이 블록 체인 성능에 영향을 미칩니다

합의 메커니즘의 선택은 블록 체인 네트워크의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, POW는 퍼즐을 해결하는 데 필요한 계산 노력으로 인해 트랜잭션 시간이 느려질 수 있습니다 . 이로 인해 확인 시간이 길어질 수 있으며, 이는 실시간 처리가 필요한 응용 프로그램에 적합하지 않을 수 있습니다. 반면에 POS와 DPO는 계산 퍼즐에 의존하지 않기 때문에 더 빠른 트랜잭션 속도를 제공 할 수 있으므로 빠른 트랜잭션 확인이 필요한 응용 프로그램에 더 적합합니다.

허가 된 네트워크를 위해 설계된 PBFT는 효율적인 투표 프로세스로 인해 높은 거래 처리량을 달성 할 수 있습니다 . 그러나 이는 알려진 참가자 세트를 요구하는 비용으로 발생하며, 이는 공개적으로 허가없는 네트워크에서의 사용을 제한합니다. DAGS는 여러 트랜잭션을 동시에 처리 할 수있는 능력을 갖춘 DAGS는 더 높은 처리량을 제공 할 수 있으므로 확장 성이 높은 응용 프로그램에 매력적입니다.

합의 메커니즘의 보안 고려 사항

보안은 블록 체인 네트워크에서 가장 중요한 관심사이며, 합의 메커니즘은 시스템의 무결성을 보장하는 데 중요한 역할을합니다. POW의 보안은 퍼즐을 해결하는 계산의 어려움에서 비롯되어 공격에 저항력이 높아집니다. 그러나 몇 개의 큰 풀의 손에 채굴 전력의 집중력은 51%의 공격의 위험을 초래할 수 있으며, 여기서 단일 엔터티는 네트워크의 광업 전력의 대부분을 제어합니다.

POS와 DPO는 보안을 경제 인센티브에 묶어 보안을 향상시키는 것을 목표로합니다 . POS에서 유효성 검사기는 네트워크에 금융 지분을 가지고있어 악의적 인 행동을 방해합니다. DPO는 토큰 보유자가 유효성 검사기에 투표 할 수있게함으로써 민주주의 계층을 추가하여 지역 사회 참여를 통해 보안을 증가시킬 수 있습니다. 그러나 두 메커니즘은 모두 '위기에 처한 것'공격에 취약 할 수 있으며, 유효성 검사기는 상당한 비용을 발생시키지 않고 여러 블록 체인 포크에 투표 할 수 있습니다.

PBFT의 보안은 노드의 3 분의 1 미만이 악의적이라는 가정에 근거합니다 . 이렇게하면 비잔틴 결함에 대해 강력하지만 네트워크 참가자를 신중하게 관리해야합니다. DAGS는 높은 확장 성을 제공하는 동안 전통적인 블록 체인과 동일한 수준의 보안을 유지하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다 . 특히 트랜잭션 링크의 무결성을 보장합니다.

합의 메커니즘의 환경 영향

합의 메커니즘, 특히 POW의 환경 영향은 최근 몇 년 동안 중요한 관심사가되었습니다. POW의 고 에너지 소비는 종종 화석 연료에 의존하는 강력한 광업 하드웨어의 필요성 때문입니다 . 이로 인해 탄소 발자국에 대한 Bitcoin과 같은 POW 기반 암호 화폐에 대한 비판이 이루어졌습니다.

POS와 그 변형은 동일한 수준의 계산 능력이 필요하지 않기 때문에보다 환경 친화적 인 대안을 제공합니다 . 계산 작업보다는 스테이크에 대한 합의를 기반으로함으로써 이러한 메커니즘은 네트워크를 보호하는 데 필요한 에너지를 크게 줄입니다. PBFT 및 DAGS는 또한 에너지 요구 사항이 낮아서 블록 체인 네트워크를위한 지속 가능한 옵션을 제공합니다.

자주 묻는 질문

Q : 블록 체인이 여러 합의 메커니즘을 사용할 수 있습니까?

A : 그렇습니다. 일부 블록 체인은 다양한 방법의 요소를 결합하여 강점을 활용하는 하이브리드 컨센서스 메커니즘을 사용합니다. 예를 들어, 블록 체인은 초기 보안에 POW를 사용한 다음 지속적인 작동을 위해 POS로 전환하여 보안의 에너지 효율을 균형을 유지할 수 있습니다.

Q : 합의 메커니즘의 선택은 탈 중앙화에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 합의 메커니즘의 선택은 블록 체인의 분산 수준에 크게 영향을 줄 수 있습니다. POW와 POS는 고도로 분산되도록 설계 될 수 있지만 실제로는 소수의 큰 광부 나 이해 관계자들 사이에서 힘의 집중을 초래할 수 있습니다. DPOS는 소수의 대표를 선출하여 중앙 집중식 수준을 도입하는 반면, PBFT는 알려진 참가자 세트를 필요로하며, 이는 본질적으로 분권화를 제한합니다.

Q : 51%의 공격에 강한 합의 메커니즘이 있습니까?

A : 컨센서스 메커니즘은 공격에 완전히 면역되지 않지만 일부는 51%의 공격에 더 저항하도록 설계되었습니다. 예를 들어, POS와 DPO는 경제적 인센티브를 사용하여 악의적 인 행위자가 네트워크의 지분의 대부분을 통제해야하므로 이러한 공격을 방지합니다. PBFT의 디자인은 또한 노드의 3 분의 1 미만이 악의적 인 한 어느 정도 저항력이 있습니다.

Q : 합의 메커니즘은 네트워크 포크를 어떻게 처리합니까?

A : 합의 메커니즘은 네트워크 포크를 다르게 처리합니다. POW에서 가장 긴 체인 규칙은 일반적으로 사용되며 가장 누적 된 작업 증명이있는 체인이 유효한 것으로 간주됩니다. POS와 DPO는 유효성 검사기가 단일 통합 체인을 유지하는 데 재정적으로 관심을 갖기 때문에 포크를 예방하기위한 경제 인센티브에 의존합니다. PBFT는 투표를 사용하여 합의를 달성하여 다수의 계약을 보장함으로써 포크를 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 구조를 가진 DAGS는 여러 동시 사슬을 처리 할 수 ​​있지만 포크에 직면 한 네트워크의 무결성을 보장하는 것은 어려울 수 있습니다.