이더리움 작업증명 vs 지분증명, 더 나은 옵션은?

이더리움 머지(Merge, 병합) 업그레이드를 앞두고 작업증명(PoW)과 지분증명(PoS)에 관심이 쏠리는 가운데, 미국 암호화폐 거래소 크라켄이 두 매커니즘을 분석하고 각각의 장단점을 비교했다.

11일(현지시간) 크립토슬레이트에 따르면 크라켄은 PoW와 PoS에 대해 "한 쪽이 다른 한 쪽보다 더 나은 옵션이 될 수 없다"고 밝혔다.

이더리움이 내달 작업증명(PoW)에서 지분증명(PoS)으로 합의매커니즘을 변경하는 대규모 업그레이드 '머지(Merge)'를 준비 중인 가운데, 한쪽에서 하드포크(블록체인 분리)를 통해 PoW 기반 이더리움을 유지하려는 움직임이 나오면서 두 합의매커니즘에 대한 관심이 커지고 있다.

작업증명(PoW) 방식은 블록체인에서 거래를 검증하고 기록하는 '블록' 채굴 작업에 수학 문제를 푸는 연산 능력을 요구한다. 노드(채굴자)는 이를 위해 하드웨어와 전력을 투입하고, 블록을 채굴해 이에 대한 보상으로 암호화폐를 받는다.

지분증명(PoS) 방식은 채굴자가 '코인'을 예치해 네트워크에 참여할 수 있다. 블록체인은 코인을 예치한 '활성 노드' 중 무작위로 검증자를 선정해 트랜잭션 유효성 검증과 블록 생성 작업을 맡긴다.

크라켄은 탈중앙화와 보안 측면에서는 'PoW'가, 확장성 측면에서는 'PoS'가 유리하다고 결론을 내렸다. 때문에 PoW는 '화폐', PoS는 스마트컨트랙트 등의 활용 사례에 적합하다고 봤다.

거래소는 "각각 블록체인 유형에 따라 최적의 특성을 가지고 있다"면서 "블록체인이 가진 목적에 따라 두 매커니즘에 대한 가치 평가가 달라질 수 있다"고 설명했다.

검증력 PoW win

PoW 블록체인과 PoS 블록체인의 시장 점유율은 각각 58%, 12%다. PoW는 최초의 암호화폐인 비트코인을 비롯해 전체 블록체인 과반 이상이 사용하는 지배적인 매커니이다. PoS보다 더 많이 오랫동안 검증이 됐다고 할 수 있다. PoS가 상대적으로 새로운 기술이다. PoW 블록체인에 비해 검증력이 짧기 때문에 향후 공격에 취약한 모습이 나타날 수 있다.

탈중앙성 PoW win

PoW는 거버넌스(운영)을 조작·통제하기 어렵다. 하나의 노드가 하나의 투표권을 행사해 네트워크 전체의 합의를 강제할 수 없기 때문이다. PoS에서 지분이 많은 개인이 거버넌스 결정에 우위를 가질 수 있다는 점과 대조된다. PoS는 코인 예치를 많이 한 노드가 거버넌스 투표에서 우위를 점할 수 있어 중앙집중화될 가능성이 있다. 만약 노드가 되기 위한 초기 예치 기준이 높아져 진입까지 어려워지면 블록체인은 더욱 중앙화될 위험이 있다.

보안(51% 공격) PoW win

크라켄은 한 개인이 다수의 노드(컴퓨터)를 조작해 전체 네트워크를 제어하는 '시빌 공격(Sybil Attack)'에 대해 PoW와 PoS 합의매커니즘이 어느 정도의 저항 능력을 가지고 있는지 확인했다.

시빌 공격은 암호화폐 부문에선 '51% 공격'이라고 하는데, 전체 네트워크를 장악하려면 전체 노드의 최소 51%를 통제할 수 있어야 하기 때문이다. 블록체인의 핵심은 '탈중앙성'이기 때문에 시빌 공격에 대한 저항력은 블록체인에 대한 상당히 중요한 평가 기준이 될 수 있다.

코인 예치 수준을 통해 지배력을 강화할 수 있는 PoS와 달리, PoW의 경우 노드의 절반 이상을 차지하려면 막대한 전력과 하드웨어 비용이 필요하다. 그만큼 51% 공격에 대한 저항 수준도 더 강할 수 밖에 없다. 물론, 규모가 작은 PoW 블록체인은 노드의 절반 이상을 차지하는 데 들어가는 비용이 적어 51% 공격에 취약할 수 있다.

잦은 포크 위험 PoW win

PoW 설계 상 '포크(체인 분리)' 실행을 방해한다. PoW 채굴자는 채굴 작업에 '전력'을 투입하기 때문에 존폐 여부를 확신할 수 없는 '포크된 체인'을 위해 채굴에 나서는 위험을 감수하는 것을 꺼리게 된다. 반면, PoS는 채굴자가 수익을 늘리기 위해 원래 체인과 포크된 체인 모두에 쉽게 스테이킹(예치)할 수 있기 때문에 PoW보다 포크를 진행하는 것이 수월할 수 있다.

환경 문제 PoS win

PoW의 단점은 전력 소비에 크게 의존한다는 점이다. PoW 블록체인이 채택에 환경에 악영향을 미칠 것이라는 우려가 높아지면서 관련 규제 제약도 커지고 있다. PoS의 가장 큰 장점은 채굴을 위한 '연산'이 필요하지 않기 때문에 전력 소모가 거의 없다는 점이다. PoW에 비해 훨씬 더 환경 친화적이다. 이더리움이 머지 업그레이드를 진행하는 주된 이유 중 하나다.

확장성 PoS win

확장성을 중시하는 블록체인의 경우, PoS가 훨씬 효율적인 솔루션이 될 수 있다. PoS는 블록 검증자를 무작위로 선정하기 때문에 채굴에 대한 경쟁이 없고 효율적이다. 블록체인의 처리 속도를 높일 수 있고, 악의적 행위자를 차단할 수 있어 스마트 컨트랙트 운영에 적합할 수 있다.

접근성 PoS win

PoW 채굴자는 고급 채굴 장비를 구입하기 위한 초기 비용이 들어간다. 아울러, 채굴 효율을 극대화하기 위해 지속적으로 장비를 업데이트해야 한다는 문제가 있다. PoS 채굴에는 막대한 전력이나 특수 하드웨어가 불필요하기 때문에 개인이 진입하기 훨신 수월할 수 있다. 이는 네트워크 접근성과 참여도를 높이는 데 긍정적이다.

불법 행위자 제어 PoS win

PoW는 모든 노드가 익명으로 운영되기 때문에 악의적인 노드를 파악하고 블록체인에 관여하지 못하도록 막는 것이 불가능하다. PoS는 예치 방식을 사용하기 때문에 부정적인 행위를 하는 악성 노드를 식별하고 차단할 수 있다. 이뿐 아니라 패널티로 예치한 코인을 압수하고, 이를 정직한 채굴자에 인센티브로 제공할 수도 있다.

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