다양한 채굴 방법 - 작업 증명 (PoW), PoW 코인 종류

 

 

💡작업 증명 (PoW)

 

작업 증명(PoW)은 Proof of Work 의 약자로 작업의 증명을 뜻하며, 유효한 블록을 만드는 데 충분한 계산 자원을 소모했다는 증명이다. 이때, 메인 체인을 선택하는 데 있어 가장 긴 체인을 채택하는 알고리즘인 고스트 프로토콜을 사용하여 블록이 결정된다. 고스트 프로토콜은 어느 체인이 가장 긴 것인지 계산할 때 고아블록도 포함함으로써 네트워크 보안 손실 문제를 해결한다. 다시 말해 어느 블록이 가장 큰 전체 작업증명을 가졌는지 계산하면서, 그 블록의 부모 블록과 조상뿐만 아니라, 그 블록의 고아 자손까지도 더한다는 것이다. PoW의 대표적인 코인에는 비트코인, 비트코인 캐시 등이 있다. 작업 증명 방식의 합의 알고리즘은 어떤 트랜잭션이 발생했을 경우, 해당 트랜잭션이 유효한 트랜잭션인제 대해 합의해 해결한다는 특징과 새로운 블록이 진짜인지, 가짜인지에 대한 검증을 수행한다는 특징을 갖고 있다.

 

✓ 논스를 찾는 방법

비트코인에서 작업증명은 반복적인 과정을 통해 무작위로 특정한 조건보다 낮은 값을 찾아내어 그에 대한 대가로 비트코인을 받게 된다. 이때, 무작위의 논스값을 찾아내기 위해 비트코인에서는 SHA-256 방식을 이용하는데, 이 과정에서 컴퓨터의 계산 능력이 필요하며, 서로 다른 컴퓨터가 같은 문제를 풀기 위해 경쟁한다. 경쟁을 통해 결국 하나의 블록이 생성되므로, 블록 생성에 성공한 블록 외의 다른 컴퓨터가 사용한 전력은 고스란히 낭비된다. 즉, 자신의 해시파워가 높을수록 원하는 값을 얻기가 쉬워지지만, 그러려면 엄청난 금액의 채굴기와 전기료를 감당해야 한다.

 

위의 식에서 논스를 찾는 방법은 무차별 대입 방법밖에 없다. 특정 개수의 0이 있는 패턴을 찾은 채굴자는 블록을 즉시 브로드캐스팅하고, 다른 채굴자들은 블록은 승인하게 된다.

 

✓ 작업 증명(PoW)의 장점

가장 큰 장점은 높은 보안성이다. 블록체인의 취약점으로 알려진 51% 공격을 손쉽게 방어할 수 있다. 51% 공격이란 악의적인 공격자가 그들의 행위를 성공시키기 위해 51% 이상의 컴퓨팅 파워를 확보해야만 한다는 것이지만, 현실적으로 작업증명에서 51% 이상을 획득하는 것은 천문학적인 비용이 발생하기 때문에 발생하기 매우 어렵습니다. 

 

 

✓ 작업 증명(PoW)의 단점

채굴난이도가 높아지면서 개인 채굴자는 채굴할 수 없는 수준까지 도달했다. 또한, 연산에 필요한 고사양 장비가 필요하게 되고, 과도한 전력 소모로 인해 에너지 낭비가 커졌다. 비트코인 채굴에 소모되는 전력량이 연간 약 48TWh 로 추정됐다. 이는 연간 페루, 홍콩을 넘어 싱가포르의 연간 전력에 비슷한 수치이며, 이러한 구조 때문에 자연스럽게 기업형 채굴자들이 등장하게 됐다. 이와 더불어 그들의 단합으로 채굴권이 집중되는 문제가 발생하게 되고, 결국 이런 이유로 인해 탈중앙으로부터 멀어지게 될 수도 있다.

 

✓ 비트코인 채굴 알고리즘

1. 비트코인 네트워크로부터 이전 블록의 헤더를 얻는다.

2. 네트워크상에서의 트랜잭션 브로드캐스트 세트를 제안할 블록에 넣어서 합친다.

3. 이전 블록 헤더 값의 Double 해시를 계산하고 논스와 새롭게 제안된 블록을 SHA256 알고리즘을 사용해 결합한다. 

4. 결과 해시값이 현재의 타겟 난이도보다 낮은지 확인하고, 낮으면 PoW를 푼 것이다. PoW 성공시 발견된 블록은 네트워크에 브로드캐스트 되고 보상을 받는다.

5. 결과 해시값이 현재의 타겟 난이도보다 높지 않다면, 위 과정을 반복하여 논스값을 증가시킨다.

 

난이도 레벨은 비트코인 CLI를 통해 확인할 수 있다.

 

이 숫자는 비트코인 네트워크상의 난이도를 나타낸다. 타겟 난이도보다 낮은 해시값을 찾기가 얼마나 어려운지 나타낸다. 이 숫자는 매 2,016 블록(약 2주)마다 평균적으로 10분마다 새로운 블록이 발생하도록 조정하기 위해 변경된다.

 

 

✓ PoW 대표코인

: 비트코인, 이더리움, 라이트 코인, 이더리움 클래식, 비트코인 골드, 비트코인 캐시 등 아래 사이트에서 확인할 수 있다.

https://howmanyconfs.com/

How Many Confs?