노드는 어떻게 합의에 도달합니까? 이중 지출을 어떻게 방지합니까?

cryptocurrencies의 합의 메커니즘 이해

cryptocurrencies의 세계에서 노드는 블록 체인 네트워크의 무결성과 기능을 유지하는 데 중요한 역할을합니다. 노드는 본질적으로 트랜잭션을 검증하고 블록 체인에 추가하여 네트워크에 참여하는 컴퓨터입니다. 이 노드가 직면 한 주요 과제는 컨센서스 에 도달하는 것입니다 - 블록 체인 상태에 대한 합의. 합의 메커니즘은 모든 노드가 트랜잭션의 유효성과 블록 체인에 추가되는 순서에 동의하는 중요한 프로토콜입니다. 이 기사는 노드가 합의에 도달하는 방법과 이러한 메커니즘이 디지털 통화의 중대한 문제인 이중 지출을 예방하는 방법을 탐구합니다.

작업 증명 (POW)

가장 초기의 가장 널리 알려진 합의 메커니즘 중 하나는 작업 증명 (POW) 입니다. Bitcoin에 의해 소개 된 POW는 광부라고 알려진 노드가 복잡한 수학적 문제를 해결하여 트랜잭션을 검증하고 블록 체인에 추가해야합니다. 광업이라고하는이 프로세스는 특정 기준을 충족하는 해시를 찾는 것이 포함되며, 이는 상당한 계산 능력이 필요합니다.

• 광업 과정 : 광부는 해시 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁합니다. 그것을 해결 한 최초의 광부는 블록 체인에 새로운 트랜잭션 블록을 추가 할 수 있으며 새로 박힌 암호 화폐로 보상을받습니다.
• 컨센서스 : 광부가 퍼즐을 해결하고 블록을 추가하면 다른 노드는 솔루션을 확인합니다. 대부분의 노드가 솔루션이 정확하다는 데 동의하면 블록이 블록 체인에 추가되고 합의가 달성됩니다.
• 이중 지출 방지 : POW는 일단 거래가 블록에 포함되어 블록 체인에 추가되도록하여 이중 지출을 방지하여, 해당 블록 및 모든 후속 블록을 재광시키는 것이 필요하며, 이는 계산적으로 불가능합니다.

스테이크 증명 (POS)

POS (Stake of Stake)는 POW와 동일한 목표를 달성하지만 다른 방법을 가진 또 다른 합의 메커니즘입니다. Pos는 계산 능력을 요구하는 대신 참가자가 네트워크에있는 경제적 지분에 의존합니다.

• 유효성 검사 프로세스 : POS에서 유효성 검사기는 보유하고 있으며 담보로 '스테이크'를 기꺼이 원합니다. 유효성 검사기가 많을수록 거래를 검증 할 가능성이 높아집니다.
• 합의 : 유효성 검사기가 선택되면 새로운 거래 블록을 제안합니다. 네트워크의 다른 노드는 블록을 확인합니다. 대다수가 동의하면 블록이 블록 체인에 추가되어 합의를 얻습니다.
• 이중 지출 방지 : POS는 검증자가 정직하게 행동 할 재정적 인센티브를 갖도록함으로써 이중 지출을 방지합니다. 유효성 검사기가 사기 거래를 검증하려고 시도하면 스테이크 동전을 잃어 버려 두 배의 지출이 수익성이 높습니다.

위임 된 스테이크 증명 (DPO)

위임 된 스테이크 증명 (DPO)은 합의 과정에 민주주의의 추가 계층을 추가하는 POS의 변형입니다. DPO에서 네트워크 참가자는 거래를 검증하고 새로운 블록 생성을 담당하는 소수의 대표를 선출하기 위해 투표합니다.

• 선거 과정 : 네트워크의 사용자는 자신의 신뢰와 신뢰를 바탕으로 대의원에게 투표합니다. 그런 다음 최상위 대표단은 블록 체인을 유지할 책임이 있습니다.
• 컨센서스 : 선출 된 대표는 교대로 블록을 제안하고 검증합니다. 대의원의 대다수가 블록에 동의하면 블록 체인에 추가되어 합의를 달성합니다.
• 이중 지출 방지 : POS와 마찬가지로 DPO는 대의원이 네트워크에 지분이 있고 명성을 유지하도록함으로써 이중 지출을 방지합니다. 대의원이 사기 거래를 검증하려고 시도하면 자신의 위치와 지분을 잃을 위험이 있습니다.

실제 비잔틴 결함 공차 (PBFT)

실용적인 비잔틴 결함 공차 (PBFT)는 모든 노드가 알려지고 신뢰되는 허가 된 블록 체인 네트워크를 위해 설계된 합의 메커니즘입니다. PBFT는 특히 최대 3 분의 1의 노드가 악의적 일 수있는 환경에서 합의를 달성하는 데 효과적입니다.

• 컨센서스 프로세스 : PBFT에서 리더 노드는 새로운 거래 블록을 제안합니다. 그런 다음 다른 노드는 합의에 도달 할 때까지 여러 라운드의 커뮤니케이션에서 제안 된 블록에 투표합니다.
• 컨센서스 : 노드의 초대성 (일반적으로 2/3 + 1 개)이 블록에 동의하는 경우 블록 체인에 추가되어 합의를 달성합니다.
• 이중 지출 방지 : PBFT는 대다수의 신뢰할 수있는 노드가 유효한 거래 만 합의하도록함으로써 이중 지출을 방지합니다. 사기 거래를 도입하려는 시도는 신속하게 감지되고 거부됩니다.

지시 된 acyclic 그래프 (DAGS)

지시 된 acyclic 그래프 (DAG)는 전통적인 블록 체인 구조의 대안이며 다른 접근법을 사용하여 합의를 달성하고 이중 지출을 방지합니다. DAG에서 트랜잭션은 서로 직접 연결되어 그래프와 같은 구조를 형성합니다.

• 거래 유효성 검사 : DAG에서 각각의 새로운 거래는 하나 이상의 이전 트랜잭션을 참조하고 검증해야합니다. 이로 인해 네트워크가 작동하도록 유효 해야하는 상호 연결된 트랜잭션의 웹이 생성됩니다.
• 합의 : DAG의 합의는 거래의 누적 검증을 통해 달성됩니다. 많은 후속 거래에서 거래가 참조되는 경우, 유효한 것으로 간주되고 합의의 일부로 간주됩니다.
• 이중 지출 방지 : DAG는 동일한 동전을 두 번 지출하려는 시도가 상충되는 거래를 만들어 낼 수 있도록 이중 지출을 방지합니다. 이러한 충돌은 네트워크에 의해 쉽게 감지되고 해결되어 원장의 무결성을 보장합니다.

자주 묻는 질문

Q : 단일 노드가 컨센서스 프로세스를 방해 할 수 있습니까?

A : 대부분의 합의 메커니즘에서 단일 노드는 컨센서스 프로세스를 방해 할 수 없습니다. 예를 들어, POW 및 POS에서 단일 노드의 동작은 대부분의 다른 노드의 계약없이 블록 체인을 변경하기에 충분하지 않습니다. PBFT에서, 단일 악성 노드는 총 노드의 3 분의 1을 초과하지 않는 한 허용 될 수 있습니다.

Q : 다른 합의 메커니즘이 블록 체인의 확장 성에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 다른 합의 메커니즘은 확장성에 다양한 영향을 미칩니다. POW는 높은 에너지 소비와 트랜잭션 처리 시간이 느려지는 것으로 알려져있어 확장 성을 제한 할 수 있습니다. 반면에 POS와 DPO는 거래를보다 빠르게 처리 할 수있어 에너지가 적어 확장 성을 향상시킬 수 있습니다. DAG는 병렬 트랜잭션 검증으로 인해 높은 확장 성을 제공하지만 대형 네트워크에서 합의를 달성하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.

Q : 에너지 집약적 인 채굴이 필요하지 않은 합의 메커니즘이 있습니까?

A : 그렇습니다. 여러 합의 메커니즘에는 에너지 집약적 인 채굴이 필요하지 않습니다. POS, DPO 및 PBFT는 이러한 메커니즘의 예입니다. 이러한 대안은 계산 능력없이 합의를 달성하기 위해 경제 스테이크 또는 투표 시스템과 같은 다른 방법에 의존합니다.

Q : 합의 메커니즘은 네트워크 파티션을 어떻게 처리합니까?

A : 합의 메커니즘은 네트워크 파티션을 다르게 처리합니다. 네트워크가 분할되면 POW 및 POS는 계속 작동 할 수 있지만 일시적으로 여러 경쟁 체인이 발생할 수 있습니다. 파티션이 해결되면 가장 길거나 가장 누적 작업 체인은 일반적으로 유효한 것으로 받아 들여집니다. PBFT 및 DPO는 연결이 복원 될 때까지 네트워크를 일시 중지하거나 별도의 체인을 병합하기 위해 조정 프로세스를 구현할 때까지 네트워크를 일시 중지하는 등 파티션을 처리하기 위해 추가 프로토콜이 필요할 수 있습니다.