블록 체인에 대해 이야기 할 때, 많은 사람들이 일반적으로 “채굴”을 생각합니다. 현재 가장 기본적인 채굴 방법은 작업증명(POW)와 지분증명( POS)입니다. Show 오늘은 작업증명(POW)에 대해 소개합니다. 작업증명(PoW) 이란?작업증명(PoW, Proof of Work)이란 목표값 이하의 해시를 찾는 과정을 무수히 반복함으로써 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식의 합의 알고리즘입니다. 채굴(mining)을 통해 작업증명을 한다. . 작업 증명(PoW)은 비트코인의 기본 합의 모델인 블록체인 네트워크에 대한 합의 알고리즘입니다. 비트코인은 PoW의 사용을 최초로 이끈 암호화폐입니다. 작업 증명이라는 용어는 1999 년에 만들어졌습니다. “작업 증명 및 빵 푸딩 프로토콜” (저자 Markus Jakobsson 및 Ari Juels)이라는 기사에서 등장했습니다. 작업 증명이라는 개념은 “확인자”가 지정된 시간 경과시 수행 된 필수 컴퓨터 작업의 증거를 “확인자”에게 제공해야한다고 가정합니다. PoW방식은 채굴자들은 채굴을 통해 작업증명을 하게 되며, 네트워크에 자신의 컴퓨터의 연산력(해시파워)을 제공하여 블록을 검증하고 체인에 연결합니다. 연산력이 높다는 것은 주어진 시간당 더 많은 작업증명을 수행할 수 있다는 의미이므로, 연산력이 빠르면 빠를수록 블록에 기록할 수 있는 권한이 더 부여됩니다. 작업증명은 별도의 채굴기가 필요하고 높은 연산력과 성능이 필요하기 때문에 대량의 전력이 소모됩니다. 또한 작업증명은 일반적으로 시간이 지날수록 조금씩 채굴의 난이도가 높아지며 디지털자산은 어느 시점의 한계치를 가지고 일정 수준으로 유지되기 때문에 점점 채굴 소요 시간이 늘어나게 되어 일반적인 채굴자는 채굴을 점점 채굴에 참여하기 어려워집니다. 주용 참여자작업증명(PoW)는 두 가지의 주요 참여자가 있습니다: 바로 채굴자와 풀 노드 운영자입니다. 채굴자채굴자는 다음 블록을 생성(10분 마다 생성됨)하고 이를 네트워크에 브로드캐스트하기 위해 경쟁적으로 문제를 푸는 네트워크 참여자들입니다. 이 각 10분의 라운드당 승리한 채굴자가 블록 보상(현재 12.5 BTC)과 블록의 트랜잭션 수수료 모두를 보상으로 받게 됩니다. 이러한 방식은 다음의 두 가지 주요 요소로 인해 블록 생성 과정에서 정직하게 행동하도록 추동하는 역할을 합니다. 풀 노드 운영자PoW의 두 번째 객체는 풀 노드 운영자나 풀 노드를 실행하는 일반 사용자입니다. 풀 노드는 소프트웨어 클라이언트로, 비트코인 소프트웨어를 실행해 네트워크에서 트랜잭션과 블록을 자동으로 검증하고 생성합니다. 암호학적 증명과 비트코인의 합의 규칙을 사용하는 풀 노드 운영자는 네트워크의 상태에 대한 최종 검증인이자 네트워크의 역동성을 상징합니다. 풀 노드 클라이언트는 또한 마이닝 클라이언트가 될 수도 있으며, 클라이언트는 네트워크상의 유효하지 않은 블록과 트랜잭션을 거부합니다. 작동원리비트코인은 발생한 모든 비트코인 거래의 이력을 포함하는 공유 원장인 블록체인입니다. 이름에서 알 수 있듯 이 블록체인은 블록으로 구성되어 있습니다. 각 블록은 최신 트랜잭션을 저장합니다. 작업 증명은 비트코인 블록체인에 새 블록을 추가하는 데 필요한 부분입니다. 블록은 작업 증명을 수행하는 생태계의 플레이어인 채굴자에 의해 활성화됩니다. 네트워크는 채굴자가 새로운 성공적인 작업 증명을 제안할 때마다 새 블록을 수락하며, 이는 대략 10분마다 발생합니다. 한편, 마이닝(채굴)이란 임의의 nounce 값을 대입해서 블록해시(blockhash) 결과 값을 생성하고 블록해시 결과 값이 제시된 Target보다 작은 블록해시값이 되도록 찾는 것입니다. nounce 값을 0부터 1씩 증가시키면서 제시된 Target보다 작은 결과값이 나올 때까지 무한 반복작업을 수행해야 하며, 이러한 문제를 풀이하는 과정을 1초 안에 몇 번이나 수행할 수 있는지를 해시파워라고 합니다. 해시파워가 높은 마이너(채굴자)일 수록 더 많은 문제를 풀 수 있고 더 많은 문제를 풀 수 있는 채굴자가 새로운 블록을 찾을 확률이 높습니다. 따라서 PoW를 정의할 때 많은 일을 한 채굴자에게 더 많은 보상이 주어지는 방식이라고 표현합니다. 채굴난이도는 지속적으로 높아지고 시간마다 채굴 될 수 있는 블록이 한정되어 있기에 이제는 개인이 채굴을 하는 것이 거의 불가능 합니다. 기업들은 더 많은 블록을 채굴하기 위해 해시파워를 유지해야하고 이를 위해 고사양 장비가 필요하다 보니 과도한 전력소모가 발생하게 되었습니다. 비트코인으로 인한 환경문제가 제기 되는 것도 이러한 채굴을 위한 전력 소모 때문입니다. 작업 증명(PoW) 특징작업증명 방식의 합의 알고리즘은 어떤 트랜잭션이 발생했을 경우 해당 트랜잭션이 유효한 트랜잭션인지에 대한 합의 방법 및 새로운 블록이 진짜인지, 가짜인지에 대한 검증을 수행합니다. 채굴마이닝(Mining, 채굴)은 쉽게 말하면 암호화폐의 거래내역을 기록한 블록을 생성하고 그 대가로 암화화폐를 얻는 행위를 말한다. 채굴은 임의의 논스(Nonce) 값을 대입하여 얻은 결과 값이 제시된 타겟보다 작은 결과 값이 나올 때까지 무한 반복 작업이 실행됩니다. 이러한 수학 문제를 풀이하는 과정을 1초에 몇 번이나 수행할 수 있는지에 대한 수치 정보를 해시파워라고 표현합니다. 해시파워가 높다는 것은 주어진 시간당 더 많은 문제를 풀어낼 수 있다는 의미이며 이에 따라 새로운 블록을 찾을 확률이 더 높아집니다. 결국 높은 해시파워를 가진 채굴자는 확률적으로 더 많은 보상을 받게 됩니다. 작업 난이도작업 난이도는 논스값 계산의 어려운 정도를 나타냅니다. 작업 난이도는 블록 헤더 정보에서 bits라는 값으로 조절됩니다. 난이도는 2,016개의 블록이 생성되는데 소요되는 시간이 평균 시간인 20,160분보다 적게 걸리면 난이도가 올라가고, 오래 걸리면 낮아지는 방식이다, 대략 20,160분 주기로 전체적으로 평균 10분이 소요되는 하나의 난이도가 전체에 적용됩니다. 보상보상은 새로 발행되는 비트코인과 해당 블록에 포함되는 거래의 거래 수수료의 합이다.비트코인의 새로운 발행은, 채굴자가 블록을 처음 구성할 때 채굴자의 지갑으로 일정량의 비트코인이 입금되는 거래를 그 블록의 첫 거래(generation transaction)로 추가하는 방식으로 이루어집니다. 새로 발행되는 비트코인의 시작은 50BTC이다. 그 후 21만개의 블록이 블록체인에 추가될 때마다 반감기를 겪게 됩니다. 거래 수수료는 각 거래 당사자끼리 자율적으로 정할 수 있습니다. 또한 거래 수수료는 거래가 블록에 추가되는 우선 순위를 결정하는데 입력 값으로 작용하기도 합니다. 작업증명(PoW)의 장점 및 단점장점•최소 가격대 형성이 확실하게 정해져 있음 •강력한 보안성 •서비스 남용을 쉽게 방지 단점•채굴난이도가 높아지면서 연산에 필요한 고사양 장비가 많이 필요하고, 과도한 전력소모로 인한 에너지 낭비가 커짐 •채굴난이도가 높아지면서 개인 채굴자는 채굴을 할 수 없는 수준까지 옴 •지속적으로 해시파워를 유지해야 함 •채굴하는 업자끼리의 단합 문제 작업증명(PoW, Proof of Work)이란 목표값 이하의 해시를 찾는 과정을 무수히 반복함으로써 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식의 합의 알고리즘이다. 채굴(mining)을 통해 작업증명을 한다. 포우 또는 피오더블유라고도 읽는다. 비트코인, 이더리움, 라이트코인, 비트코인캐시, 비트코인골드, 모네로, 지캐시, 시아코인, 불웍, 에이치닥 등의 암호화폐에서 작업증명 방식을 사용하고 있다. 목차
역사[편집]1993년 심시아 더크(Cynthia Dwork)와 모니 나노어(Moni Naor)이 작업증명의 기본 개념을 고안했다. 그 후 마커스 제이콥슨(Markus_Jakobsson)과 아리 쥬엘스(Ari Juels)에 의해 1999년 Proof of Work 라는 명칭이 붙었다. 작업증명 방식을 최초로 고안하여 적용한 것은 1997년 아담 백(Adam Back)이 개발한 해시캐시였다. 해시캐시(hashcash)는 대량 스팸메일을 막기 위해 개발한 암호화폐이다. 이메일을 보낼 때 우표 대신 해시캐시를 지불하게 함으로써 시간과 비용 부담 때문에 대량 스팸메일 발송을 못 하게 하려는 목적이었다.[1] 즉, 이메일을 발송하기 위해서는 해시캐시 스탬프를 미리 받아야 하는데, 이 스탬프를 받으려면 컴퓨터 연산을 통해 일정한 해시(hash)를 찾도록 하는 작업증명(PoW) 과정을 거치도록 했다. 작업증명을 통해 특정 해시값을 찾기 위해 수많은 반복 연산을 수행하도록 함으로써, 상당한 시간과 비용이 들게 해서 결국 대량 스팸메일을 보낼 수 없도록 하겠다는 생각이었다.[2] 해시캐시가 도입한 작업증명 방식은 이후 2009년 사토시 나카모토가 개발한 비트코인(bitcoin)에 적용되었다. 작업증명 방식의 암호화폐[편집]
특징[편집]작업증명(Proof of Work) 방식의 합의 알고리즘은 어떤 트랜잭션이 발생했을 경우 해당 트랜잭션이 유효한 트랜잭션인지에 대한 합의 방법 및 새로운 블록이 진짜인지, 가짜인지에 대한 검증을 수행한다.[3] 채굴[편집]마이닝(Mining, 채굴)은 쉽게 말하면 암호화폐의 거래내역을 기록한 블록을 생성하고 그 대가로 암화화폐를 얻는 행위를 말한다. 채굴은 임의의 논스(Nonce) 값을 대입하여 얻은 결과 값이 제시된 타겟보다 작은 결과 값이 나올 때까지 무한 반복 작업이 실행된다. 이러한 수학 문제를 풀이하는 과정을 1초에 몇 번이나 수행할 수 있는지에 대한 수치 정보를 해시파워라고 표현한다. 해시파워가 높다는 것은 주어진 시간당 더 많은 문제를 풀어낼 수 있다는 의미이며 이에 따라 새로운 블록을 찾을 확률이 더 높아진다. 결국 높은 해시파워를 가진 채굴자는 확률적으로 더 많은 보상을 받게 된다.[3] 작업 난이도[편집]작업 난이도는 논스값 계산의 어려운 정도를 나타낸다. 작업 난이도는 블록 헤더 정보에서 bits라는 값으로 조절된다. 난이도는 2,016개의 블록이 생성되는데 소요되는 시간이 평균 시간인 20,160분보다 적게 걸리면 난이도가 올라가고, 오래 걸리면 낮아지는 방식이다, 대략 20,160분 주기로 전체적으로 평균 10분이 소요되는 하나의 난이도가 전체에 적용된다. [4] 보상[편집]보상은 새로 발행되는 비트코인과 해당 블록에 포함되는 거래의 거래 수수료의 합이다.[4] 비트코인의 새로운 발행은, 채굴자가 블록을 처음 구성할 때 채굴자의 지갑으로 일정량의 비트코인이 입금되는 거래를 그 블록의 첫 거래(generation transaction)로 추가하는 방식으로 이루어진다.[5]새로 발행되는 비트코인의 시작은 50BTC이다. 그 후 21만개의 블록이 블록체인에 추가될 때마다 반감기를 겪게 된다. 거래 수수료는 각 거래 당사자끼리 자율적으로 정할 수 있다. 또한 거래 수수료는 거래가 블록에 추가되는 우선 순위를 결정하는데 입력 값으로 작용하기도 한다.[6] 장점[편집]최소 가격대 형성이 확실하게 설정되어 있고 가장 큰 장점은 높은 보안성이다. 블록체인의 취약점으로 알려진 51% 공격을 손쉽게 방어 할 수 있다. 51% 공격이란 악의적인 공격자가 그들의 행위를 성공시키기 위해서는 51% 이상의 컴퓨팅 파워를 확보해야만 한다. 그러나 현실적으로 작업증명에서 51%이상을 획득하는 것은 천문학적인 비용이 발생하기 때문에 발생하기 매우 어렵다.[3] 단점[편집]채굴난이도가 높아지면서 개인 채굴자는 채굴을 할 수 없는 수준까지 도달했다. 또한 연산에 필요한 고사양 장비의 필요하게 되고 과도한 전력소모로 인한 에너지 낭비가 커졌다. 비트코인 채굴에 소모되는 전력량이 연간 약 48테라와트시로 추정되었다. 이는 연간 페루, 홍콩을 넘어 싱가포르의 연간 전력에 비슷한 수치이다. 이러한 구조는 자연스럽게 기업형 채굴자들이 등장했다. 이와 더불어 그들의 단합으로 채굴권이 집중되는 문제가 발생하게 된다. 결국 이러한 형태는 블록체인 기술의 본질인 탈중앙화를 흐리는 현상으로 보인다.[3] 동영상[편집]각주[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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작업증명 pow 특징 4가지 - jag-eobjeungmyeong pow teugjing 4gaji
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