블록 체인의 컨센서스 메커니즘은 무엇입니까? 그들 사이의 차이점은 무엇입니까?

이 기사는 작업 증명, 지분 증명 및 기타와 같은 블록 체인 합의 메커니즘을 비교하여 강점, 약점, 보안, 확장 성 및 환경 영향을 분석하여 다양한 블록 체인 네트워크에 대한 적합성을 결정합니다.

2025/02/26 21:00

블록 체인의 컨센서스 메커니즘은 무엇입니까? 그들 사이의 차이점은 무엇입니까?

핵심 사항 :

• 이 기사는 다양한 블록 체인 합의 메커니즘을 탐색하여 기능, 강점, 약점 및 실제 응용 프로그램을 자세히 설명합니다.
• 우리는 작업 증명 (POW), POS (Proof-of Steption), 위임 된 이해 증명 (DPO), 실제 비잔틴 결함 공차 (PBFT) 및 증명 증명 (POA)을 조사 할 것입니다. 효율성, 보안 및 확장 성 비교.
• 이 기사는 각 메커니즘에 내재 된 트레이드 오프를 분석하고 다양한 유형의 블록 체인 네트워크에 대한 적합성에 대해 논의 할 것입니다.
• 또한 각 메커니즘과 관련된 일반적인 오해와 복잡성을 다룰 것입니다.

컨센서스 메커니즘은 다음과 같습니다.

블록 체인 기술은 합의 메커니즘에 의존하여 체인에 새로운 거래 블록을 검증하고 추가합니다. 이를 통해 데이터 무결성을 보장하고 사기 활동을 방지합니다. 다른 메커니즘은 각각 고유 한 장점과 단점을 가진 다양한 방식으로 이러한 합의를 달성합니다.

• 작업 증명 (POW) :

POW는 비트 코인이 사용하는 원래 합의 메커니즘입니다. 그것은 광부들 사이의 계산 경쟁에 의존합니다. 광부는 복잡한 암호화 퍼즐을 해결하고 퍼즐을 해결하는 첫 번째 광부는 다음 블록을 블록 체인에 추가하고 새로 선한 암호 화폐로 보상을받습니다. 퍼즐의 어려움은 일관된 블록 생성 시간을 유지하기 위해 동적으로 조정됩니다. 이를 통해 네트워크는이를 공격하기 위해 상당한 계산 능력이 필요하기 때문에 네트워크가 안전하게 유지됩니다. 그러나 POW는 필요한 대규모 계산 자원으로 인해 에너지 집약적입니다. 에너지 소비는 주요 환경 문제입니다. 또한 진입 장벽 (특수 채굴 하드웨어 및 상당한 전기 비용이 필요)은 대형 광업 풀의 손에 채굴 전력의 중앙 집중화로 이어질 수 있습니다. 이는 잠재적 조작 및 보안 위험에 대한 우려를 제기합니다. 광부들 간의 고유 한 경쟁은 또한 상당한 거래 비용이 발생합니다. 마지막으로, 트랜잭션 (블록 시간)을 검증하는 데 걸리는 시간 (블록 시간)은 다른 메커니즘에 비해 상대적으로 느릴 수 있습니다. 비트 코인의 평균 블록 시간은 약 10 분이 지점을 보여줍니다. 이 상대적으로 오랜 시간은 거래가 즉시 완료되지 않음을 의미합니다. 판매자가 고가의 거래를 처리하는 시나리오를 고려하십시오. 상인은 지불을 수락하기 전에 몇 가지 확인을 기다려야하며, 이는 비즈니스 프로세스 지연을 소개합니다. 환경 영향은 또한 주요 단점이며, 일부 추정치는 비트 코인 채굴과 관련된 상당한 탄소 배출을 시사합니다. 여러 프로젝트는 광업 운영에 재생 가능한 에너지 원을 사용하는 것을 포함하여이를 완화하는 방법을 모색하고 있습니다. 이러한 단점에도 불구하고, Pow의 강점은 입증 된 보안 및 분산에 있으며, 대규모 분산 광부 네트워크를 통해 달성되었습니다.

• 스테이크 증명 (POS) :

POS는 POW의 에너지 소비 문제를 해결하는 것을 목표로합니다. POS는 계산 능력에 의존하는 대신 암호 화폐에 대한 유효성 검사기의 지분을 사용하여 트랜잭션을 검증합니다. 유효성 검사기는 그들이 보유한 cryptocurrency의 양에 따라 무작위로 선택되며 선택 확률은 지분에 직접 비례합니다. 이것은 더 많은 cryptocurrency를 보유한 사람들이 거래를 검증하고 보상을받을 가능성이 높다는 것을 의미합니다. 프로세스는 동일한 수준의 계산 능력이 필요하지 않기 때문에 POW보다 에너지 효율이 훨씬 높습니다. POS 시스템은 일반적으로 POW 시스템에 비해 트랜잭션 속도가 빠릅니다. 그러나 POS는 단일 유효성 검사기 또는 소수의 유효성 검사기가 스테이크의 상당 부분을 제어하는 ​​경우 공격에 취약 할 수 있습니다. 이를 악의적 인 행위자가 네트워크를 제어하고 거래를 조작 할 수있는 "51% 공격"이라고합니다. 유효성 검사기가되기 위해 필요한 지분은 소규모 참가자에게 입국에 중요한 장벽이 될 수 있으며 잠재적으로 중앙 집중화로 이어질 수 있습니다. 또 다른 관심사는 "스테이크 중 아무것도 없음"공격의 가능성으로, 유효성 검사기가 페널티없이 여러 블록에 동시에 투표 할 수있어 체인 스플릿 및 네트워크 불안정성을 초래할 수 있습니다. 이러한 취약점을 완화하기 위해 기본 POS 메커니즘에 대한 다양한 개선 및 수정이 도입되었습니다. 예를 들어, 일부 POS 시스템은 슬래시와 같은 악의적 인 행동에 대한 유효성 검사기를 처벌하는 메커니즘을 통합하여 유효성 검사기가 부적절하게 행동하기위한 스테이크의 일부를 잃는다. 다른 변형으로는 유효성 검사기 선택을보다 효과적으로 무작위 화하여 공모를 방지하고 탈 중앙화를 증가시키는 메커니즘을 도입하는 것이 포함됩니다. 전반적으로 POS는 POW에 대한보다 에너지 효율적이고 잠재적으로 더 빠른 대안을 제공하지만 신중한 설계 및 구현은 고유 위험을 완화하는 데 중요합니다.

• 위임 된 이해 증명 (DPO) :

DPOS는 토큰 소지자가 대의원을 대신하여 거래를 검증하기 위해 대의원을 선출하는 POS의 변형입니다. 이 접근법은 합의에 도달하는 데 필요한 유효성 검사기의 수를 줄임으로써 효율성과 확장 성을 향상시키는 것을 목표로합니다. 선출 된 대표는 거래를 검증하고 새로운 블록을 제안 할 책임이 있습니다. 이로 인해 POS에 비해 계산 간접비와 에너지 소비가 줄어들고 트랜잭션 속도가 빨라질 수도 있습니다. 그러나 DPO는 선출 된 대표자들이 잠재적으로 자신의 자기 이익으로 충돌하거나 행동 할 수 있기 때문에 잠재적 인 중앙 집중 위험을 겪고 있습니다. 선거 절차 자체는 조작에 취약 할 수 있으며, 잠재적으로 네트워크를 제어하는 ​​소규모 강력한 대표단으로 이어질 수 있습니다. 이것은 블록 체인의 분산 및 보안 목표를 훼손 할 수 있습니다. 검증 프로세스에서 더 넓은 커뮤니티의 참여 부족은 또한 투명성과 책임에 대한 우려로 이어질 수 있습니다. 또한, 몇몇 대표단의 손에있는 권력의 집중은 시스템을이 대표들을 대상으로하는 공격에 취약하게 만듭니다. 상당수의 대표에 대한 성공적인 공격은 전체 네트워크를 타협 할 수 있습니다. 이러한 위험을 완화하기 위해 일부 DPOS 시스템은 공모를 방지하고 선거 과정에 대한 광범위한 참여를 장려하는 메커니즘을 통합합니다. 이러한 메커니즘에는 단일 엔터티가 제어 할 수있는 대표단 수에 대한 제한 사항과 투표 조작을 방지하기위한 조치가 포함될 수 있습니다. 이러한 노력에도 불구하고, 중앙 집중화와 관련된 고유 한 위험은 DPO에 큰 도전으로 남아 있습니다. POS와 DPO 사이의 선택은 블록 체인 네트워크의 특정 우선 순위에 따라 다릅니다. 확장 성과 효율이 가장 중요하다면 DPO가 선호 될 수 있습니다. 그러나 분산 및 보안이 주요 관심사라면보다 분산 된 POS 시스템이 더 나은 선택 일 수 있습니다.

• 실제 비잔틴 결함 공차 (PBFT) :

PBFT는 소규모 허가 된 네트워크를 위해 설계된 결정 론적 합의 알고리즘입니다. 권한이없는 POW 및 POS와 달리 PBFT는 참가자가 사전 승인하고 서로에게 알려 지도록 요구합니다. PBFT에서 기본 노드는 트랜잭션 수집 및 주문을 담당하는 반면 백업 노드는 트랜잭션을 확인합니다. 기본 노드가 실패하면 백업 노드가 인수됩니다. 이로 인해 참가자가 서로를 신뢰하는 소규모 네트워크의 경우 PBFT가 매우 신뢰할 수 있고 효율적입니다. 그러나 PBFT의 확장 성은 제한적입니다. 노드 수가 증가함에 따라 통신 오버 헤드와 처리 시간이 크게 증가하여 대규모 공개 블록 체인에 비현실적입니다. 이로 인해 높은 트랜잭션 처리량이 필요한 시나리오에 적합하지 않습니다. 신뢰할 수있는 기본 노드와 제한된 수의 참가자에 대한 의존도 중앙 집중화 및 단일 고장 지점에 대한 우려가 제기됩니다. 기본 노드의 타협은 네트워크에 대한 중대한 혼란 또는 심지어 완전히 제어 할 수 있습니다. PBFT는 더 작은 신뢰할 수있는 네트워크에 대한 높은 신뢰성과 효율성을 제공하지만 확장 성 제한은 특정 사용 사례에 대한 적용 가능성을 제한합니다. 기업 환경에서 사용되는 것과 같은 권한 블록 체인 네트워크 또는 참가자가 서로 알려지고 신뢰하는 개인 컨소시엄 네트워크에서 응용 프로그램을 찾습니다.

• 증명 증명 (POA) :

POA는 허가 된 블록 체인에 적합한 또 다른 합의 메커니즘입니다. POA에서는 유효성 검사기가 사전 선택되고 신원이 알려져 있습니다. 이러한 유효성 검사기는 일반적으로 네트워크의 성공에 관심이있는 평판이 좋은 조직 또는 개인입니다. 유효성 검사기는 권한과 명성에 따라 블록을 제안하고 검증합니다. 이 메커니즘은 높은 처리량과 낮은 대기 시간을 제공하므로 빠른 거래 처리가 필요한 응용 프로그램에 적합합니다. 그러나 유효성 검사기의 사전 선택은 중앙 집중화 및 잠재적 공모의 상당한 위험을 초래합니다. 악의적 인 행위자가 상당수의 유효성 검사기를 제어하면 네트워크를 조작 할 수 있습니다. 선발 과정에서 투명성이 부족하면 공정성과 책임에 대한 우려가 제기 될 수 있습니다. 선택 기준은 신뢰를 유지하고 조작을 방지하기 위해 명확하게 정의되고 투명해야합니다. 중앙 집중화 및 공모의 가능성은 POA가 높은 수준의 탈 중앙화 및 보안을 요구하는 시나리오에 덜 적합합니다. 특히 신뢰와 효율성이 가장 중요한 엔터프라이즈 환경에서 개인 또는 권한 블록 체인에서 응용 프로그램을 찾습니다. 유효성 검사기 선택은 네트워크의 무결성과 보안을 유지하는 데 중요합니다. 신뢰할 수 있고 평판이 좋은 실체의 참여를 보장하기 위해 선택 과정을 신중하게 고려해야합니다.

FAQ :

Q : 어떤 합의 메커니즘이 가장 안전합니까?

A : 보안은 특정 구현 및 컨텍스트에 따라 다릅니다. POW는 계산 강도로 인해 보안에 대한 강력한 실적을 가지고 있지만 에너지 집약적입니다. POS 메커니즘은 에너지 소비가 적은 유사한 보안을 목표로하지만 51%의 공격과 같은 취약점은 여전히 ​​우려됩니다. PBFT와 POA의 보안은 유효성 검사기의 신뢰성에 크게 달려있어 허가없는 네트워크에 적합하지 않습니다.

Q : 어떤 합의 메커니즘이 가장 효율적입니까?

A : DPOS와 POA는 일반적으로 트랜잭션 속도 및 에너지 소비 측면에서 POW 및 PO보다 더 효율적인 것으로 간주됩니다. 그러나이 효율성은 종종 분산 비용으로 발생합니다.

Q : 어떤 합의 메커니즘이 가장 분산되어 있습니까?

A : POW는 일반적으로 대규모 분산 광부 네트워크에 의존하기 때문에 가장 분산 된 것으로 간주됩니다. 그러나, 큰 수영장에서 광업 전력의 농도가 증가하면 장기 분산에 대한 우려가 제기됩니다. POS는 탈 중앙화를 목표로하지만 소수의 유효성 검사기가 스테이크의 많은 부분을 제어하면 중앙 집중식에 취약합니다.

Q : 다른 합의 메커니즘의 환경 적 영향은 무엇입니까?

A : POW는 가장 에너지 집약적이므로 가장 큰 환경 발자국이 있습니다. POS, DPO 및 POA는 에너지 효율이 훨씬 높습니다.

Q : 블록 체인이 여러 합의 메커니즘을 사용할 수 있습니까?

A : 덜 일반적이지만 일부 하이브리드 접근 방식은 서로 다른 합의 메커니즘을 결합하여 각각의 강점을 활용하고 약점을 완화합니다. 이것은 연구 개발의 활발한 영역입니다.

Q : 블록 체인 합의 메커니즘의 미래 트렌드는 무엇입니까?

A : 연구는보다 효율적이고 안전하며 환경 친화적 인 합의 메커니즘을 개발하기위한 연구가 진행 중입니다. 여기에는 새로운 암호화 기술을 탐색하고 확장 성 및 보안 문제를 해결하기위한 기존 메커니즘을 개선하는 것이 포함됩니다. 하이브리드 접근법의 개발은 또한 중요한 탐사 영역입니다.