[합의 알고리즘 바로알기] PoS란 무엇인가?
2022년 9월, 이더리움 재단은 PoW(작업증명)에서 PoS(지분증명)로 채굴방식을 전환하는 머지(merge) 업데이트에 성공했습니다. 이더리움 재단은 PoS 전환에 따라 이더리움 네트워크 에너지 사용량을 약 99.95% 줄일 수 있을 것으로 추정하고 있습니다. 그렇다면 PoS란 무엇일까요?
지분증명, PoS
PoS(지분증명, Proof of Stake)은 더 많은 지분(stake) 즉, 디지털 자산을 가지고 있을수록 그에 비례하여 블록에 기록할 권한을 더 많이 부여하는 증명 방식입니다.
PoW는 연산력이 빠를수록 블록에 기록할 수 있는 권한을 더 많이 부여받을 수 있습니다. 하지만 PoS는 해당 블록체인 네트워크에서 사용되는 디지털 자산을 더 많이 보유하고 있어야 블록에 기록할 수 있는 권한을 더 많이 부여받습니다. 그리고 블록이 생성되면 지분에 대한 이자의 개념으로 보상을 받습니다.
PoS는 디지털 자산을 소유한 노드만 검증자로 참여할 수 있기 때문에 채굴 경쟁이 사라지고, 그로 인해 잠재적으로 탈중앙화 성격에 더욱더 다가갈 수 있습니다.
PoS의 장점
PoS의 경우 채굴기가 필요하지 않아 PoW의 가장 큰 문제로 지적되는 탄소배출량을 저감할 수 있습니다. 그리고 PoW에서 수 분이 소요되는 블록 처리 시간이 PoS 방식의 블록체인에서는 획기적으로 줄어 사용자에게 더 빠른 처리속도를 제공할 수 있습니다.
보안성 측면에서도 PoW보다 PoS가 뛰어납니다. 공격자가 51%의 공격을 시도할 경우 공격자는 PoW에 비해 훨씬 큰 비용을 지불해야 하기 때문입니다. PoW에서 51%의 해시파워(채굴자들이 가지고 있는 채굴 역량)를 가지는 비용보다 디지털 자산의 공급량 51%의 가치가 더 크기 때문에 사실상 51% 공격을 하는 것은 비현실적이라고 할 수 있습니다.
PoS의 단점
PoS를 하는 데 있어 별다른 한계비용(marginal cost)이 존재하지 않기 때문에 ‘Nothing at Stake’라는 문제가 발생할 가능성이 있습니다. 다시 말해, 모든 노드가 제한 없이 여러 블록에 자신의 지분을 증명할 수 있기 때문에 많은 지분을 가진 노드가 거짓으로 지분을 증명하여 공격할 수 있다는 것입니다.
또한 PoS는 더 많은 지분을 가질수록 더 많은 권한을 얻게 되므로, 지분이 크면 이자로 지급받는 이더리움 물량이 많습니다. 따라서 한쪽으로 그 권한이 집중되어 결국 ‘탈중앙화'라는 블록체인의 핵심 가치가 훼손될 수 있습니다.
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