작업 증명(PoW)이란 무엇인가요? 새로운 프리미어 가이드 2024

cdLast Updated: 5월 27, 2024

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작업 증명(PoW)은 블록체인에 최초로 등장한 합의 메커니즘으로 비트코인, 라이트코인, 이더리움(2022년에 지분 증명으로 전환) 등 많은 퍼블릭 체인에서 사용되고 있습니다.

작업 증명(PoW)이란 무엇인가요?

작업 증명(PoW)은 상당한 양의 계산 작업을 수행하기 위해 장치 네트워크가 필요한 합의 메커니즘을 설명합니다. 할 피니는 2004년에 160비트 보안 해시 알고리즘 1(SHA-1)을 사용하여 “재사용 가능한 작업 증명”이라는 개념을 도입하여 디지털 토큰의 개념을 재구상했습니다.

2009년에 출시된 비트코인은 피니의 작업 증명 개념을 최초로 널리 채택한 애플리케이션이 되었습니다(피니는 비트코인 거래의 첫 번째 수신자이기도 합니다). 작업 증명은 다른 많은 암호화폐의 기초를 형성하고 안전한 합의를 가능하게 합니다.

작업 증명(PoW)은 네트워크 참여자가 암호화된 16진수를 풀기 위해 에너지를 소비해야 하는 탈중앙화된 합의 메커니즘입니다.

작업 증명은 채굴이라고도 하며, 작업을 완료하면 보상을 받는 것을 말합니다.

작업 증명을 사용하면 신뢰할 수 있는 제3자 없이도 안전한 P2P 트랜잭션을 처리할 수 있습니다.

대규모 작업 증명에는 상당한 에너지 소비가 필요하며, 이는 더 많은 채굴자가 네트워크에 참여할수록 증가합니다.

핵심 포인트

작업 증명(PoW)의 이해

이 설명은 비트코인 네트워크에서 작업 증명이 수행하는 역할에 초점을 맞추고 있습니다. 비트코인은 일반적으로 암호화폐라고 불리며, 엄밀히 말하면 비트코인 블록체인에서 가치의 소유권을 나타내는 토큰입니다. 토큰의 소유권은 다른 사람에게 1달러를 주고 사탕 한 조각을 받는 것과 같이 동등한 아이템으로 교환할 수 있으며, 이제 그 사람은 1달러를 소유하고 여러분은 사탕을 소유하게 됩니다.

작업 증명(PoW) 블록체인

블록체인은 모든 비트코인 거래를 기록하는 분산 원장으로, 스프레드시트에 거래를 입력하는 것과 유사합니다. 각 블록은 하나의 셀과 같습니다. 거래 금액, 지갑 주소, 시간, 날짜 등의 정보는 블록체인의 해시 함수를 통해 생성된 16진수인 블록 헤더에 기록되고 암호화됩니다.

해시값을 생성할 때 각 블록의 해시값은 다음 블록에 사용됩니다. 이렇게 하면 각 블록의 정보가 최신 블록의 해시에 포함되므로 불변의 블록 체인이 생성됩니다.

해시 값

블록이 닫히면 새 블록을 열기 전에 해시값을 확인해야 합니다. 이것이 바로 작업 증명이 필요한 이유입니다. 해시 값은 64비트 암호화된 16진수입니다. 최신 기술을 사용하면 대량의 데이터를 몇 밀리초 만에 해시할 수 있습니다. 그러나 채굴자는 해시값을 추측하려고 시도하며, 이는 계산적으로 오랜 시간이 걸립니다.

채굴은 해시값을 풀어서 트랜잭션을 검증하고 보상을 얻는 과정입니다.

난수

해시 값에는 “한 번 사용된 숫자”를 의미하는 논스라는 일련의 숫자가 포함됩니다. 채굴기(해시값을 푸는 데 사용되는 노드의 프로그램)가 채굴을 시작하면 0의 논스를 사용하여 공개적으로 사용 가능한 정보에서 해시값을 생성합니다.

해시 문제 해결

해시값이 현재 네트워크 목표보다 낮으면 채굴자가 해시값을 성공적으로 해결한 것입니다. 네트워크 목표는 채굴 난이도를 결정하는 16진수로 변환된 수학적 결과입니다.

해시값이 목표값보다 크면 채굴 프로그램은 논스를 1씩 증가시키고 해시값을 다시 생성합니다. 전체 네트워크의 채굴자는 이러한 방식으로 해시 문제를 해결하려고 시도합니다. 비트코인 블록체인에서 해시값을 푸는 채굴자는 현재 완료한 작업에 대한 보상을 받습니다.

작업 증명과 지분 증명 비교

가장 많이 사용되는 두 가지 합의 메커니즘은 작업 증명과 지분 증명입니다. 비트코인의 주요 경쟁자인 이더리움은 2022년 9월 지분 증명으로 전환하기 전까지 블록체인에서 작업 증명을 사용했습니다. 둘 사이의 주요 차이점은 다음과 같습니다:

작업 증명	지분 증명
검증은 채굴자 네트워크에서 수행합니다.	이더를 담보로 제공하는 참가자가 검증을 수행합니다.
비트코인은 채굴자에게 블록 보상과 거래 수수료를 모두 보상합니다.	이더는 거래 수수료 결제에만 사용됩니다.
경쟁이 치열하고 상당한 에너지와 연산 능력이 필요합니다.	적은 연산 능력과 에너지 필요

작업 증명과 지분 증명

고려 사항

채굴은 경쟁적인 과정이기 때문에 가장 강력한 연산 능력을 가진 사람들끼리 경쟁하게 됩니다. 따라서 채굴자는 경쟁적인 연산 작업이 필요하기 때문에 보상을 받을 확률을 높이기 위해 채굴 풀에 가입합니다.

작업 증명은 에너지 소비로도 잘 알려져 있습니다. 케임브리지 대학교는 비트코인 네트워크 에너지 소비를 추적하고 “최선의 추정치”를 사용해 사용량을 결정합니다. 네트워크에서 사용하는 에너지는 일부 소규모 국가와 비슷하지만, 산업용 데이터 네트워크와 데이터 센터에서 사용하는 에너지가 비트코인 네트워크의 에너지를 훨씬 능가한다는 점에 주목할 필요가 있습니다.

작업 증명은 다른 검증 방식에 비해 훨씬 느린 검증 방식이기도 합니다. 예를 들어, 발생하는 트랜잭션 수가 비트코인 네트워크의 처리 용량을 초과합니다. 트랜잭션은 멤풀에서 검증을 기다리며 대기 중이며, 2023년 1월 1일부터 2월 9일까지 평균 확인 시간은 7분에서 91분 사이입니다(확인은 거래가 확정되는 시간을 의미함). 비트코인의 평균 블록 시간은 10분, 이더리움 지분 증명 네트워크의 평균 블록 시간은 2022년 9월 이후 12초로 유지되고 있습니다.

작업 증명 예시

작업 증명은 컴퓨터가 정확한 최소 선행 0 개수가 포함된 출력을 생성할 때까지 해시 함수를 무작위로 실행해야 합니다. 예를 들어 2024년 5월 8일에 채굴된 블록 #842,533의 해시값은 842,533입니다:

000000000000000000004f0f4988d6dee8c9d60100830d3d7633fffde5fdd986

성공적으로 해시된 블록 보상은 3.125 BTC, 수수료는 0.17220833 BTC입니다.

논스는 3,391,347,343이며, 이 블록에는 1,636개의 트랜잭션이 있습니다. 해시값이 생성되고 논스는 0에서 시작하며, 이 블록은 목표보다 낮은 숫자에 도달할 때까지 채굴자가 33억 번 해시 처리한다는 점을 기억하세요.

작업 증명(PoW)이란 무엇인가요?

작업 증명은 네트워크의 노드가 합의를 달성하고 악의적인 행위자가 네트워크를 장악하는 것을 방지하기 위해 탈중앙화된 방식으로 컴퓨팅 파워(즉, 작업)를 소비했다는 증거를 제공해야 합니다.

암호화폐에 작업 증명이 필요한 이유는 무엇인가요?

암호화폐 블록체인과 같은 네트워크는 탈중앙화되고 P2P로 설계되었기 때문에 합의와 보안을 달성하기 위해서는 어떤 방법이 필요합니다. 작업 증명은 네트워크를 보호하는 리소스 집약적인 방법입니다. 리소스를 덜 사용하는 다른 증명 메커니즘도 있습니다. 증명 메커니즘이 없다면 네트워크와 그 안에 저장된 데이터는 공격이나 도난에 취약할 것입니다.