작업 증명

이 가이드에서는 작업 증명에 대한 초급 가이드를 제공합니다. 작업 증명이 필요한 이유, 작업 증명과 지분 증명의 차이점 등에 대해 알아볼 수 있습니다.

더 쉽게 탐색하려면 목차를 확인하세요:

• 작업 증명이란 무엇인가요?
• 작업 증명은 왜 필요한가요?
• 이중 지출이란 무엇인가요?
• 작업 증명은 어떻게 작동하나요?
• 작업 증명과 지분 증명 비교
• 결론
• 자주 묻는 질문

작업 증명이란 무엇인가요?

작업 증명(PoW)은 소위 합의 메커니즘(줄여서 합의 알고리즘)에 사용되는 암호화폐. 이 기능은 다음을 방지합니다. 이중 지출. 작업 증명은 일반적으로 암호화폐의 원장 보안 방법이라고 합니다.

최초로 만들어진 합의 알고리즘인 작업 증명은 다른 합의 알고리즘 중에서도 여전히 지배적인 알고리즘으로 여겨지고 있습니다. 사토시 나카모토, 에서 비트코인 의 창시자이자 2008년에 작업 증명 방식을 도입했습니다. 하지만 실제로 PoW를 가능하게 한 기술은 이미 오래 전부터 알려져 있었습니다. 기간 이전.

암호화폐 이전의 작업 증명 알고리즘의 가장 유명한 예는 아담 백의 해시캐시입니다. 이는 이메일을 보내기 전에 발신자가 일정량의 연산을 수행하도록 하여 스팸 메일의 수를 줄이는 도구로 사용되었습니다. 개인 이메일 발신자에게는 컴퓨팅 파워의 양이 상대적으로 적었지만, 대량의 이메일을 보내는 사람에게는 그 양이 급격히 증가했습니다.

작업 증명이 필요한 이유는 무엇인가요?

이 질문에 답하려면 먼저 다음과 같은 방법을 살펴봐야 합니다. 블록체인 기술 작동합니다.

비트코인 네트워크에서는 사용자가 트랜잭션을 네트워크에 브로드캐스트할 때 트랜잭션의 유효성이 즉시 확인되지 않으므로 트랜잭션을 확인하는 시스템이 필요합니다. 트랜잭션은 먼저 블록체인 시스템의 일부가 되어야 합니다. 블록체인은 개방형 데이터베이스이므로 각 사용자는 네트워크 내 모든 자금의 이력을 추적할 수 있습니다. 이를 확인하는 가장 쉬운 방법은 메모장입니다.

아이디어는 다음과 같습니다:

• 여러분과 친구 3명이 같은 메모장을 공유합니다;
• 네 사람은 이 메모장을 사용해 거래를 추적하고 각자가 지출한 금액을 확인할 수 있습니다;
• 각 새 거래를 유효하게 만들려면 자금을 제공한 이전 거래를 참조합니다;
• 따라서 친구 중 한 명이 동일한 자금을 사용해 거래를 시도하면 해당 거래는 유효하지 않은 것으로 간주되어 차단됩니다.

하지만 이러한 시스템은 서로를 잘 아는 소수의 사람들 사이에서만 작동할 수 있으며, 거래를 할 때 합의에 도달하고 상호 메모장에 세부 정보를 직접 작성하여 작업을 완전히 투명하고 추적 가능하게 만들 수 있습니다. 하지만 10,000명 이상의 방대한 온라인 사용자 그룹에 대해서도 동일한 방식을 적용하고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 이 경우에는 아무도 낯선 사람에게 거래를 관리하게 하고 싶어하지 않을 것이므로 메모장 방식은 효과가 없을 것입니다.

그렇기 때문에 디지털 화폐 네트워크에는 작업 증명 시스템이 필요합니다. 이 메커니즘은 사용자가 사용할 권한이 없는 자산을 사용하는 것을 차단하는 역할을 합니다. 작업 증명 알고리즘은 다음을 결합합니다. 게임 이론 및 암호화를 통해 비트코인 블록체인 사용자가 비트코인 거래 데이터를 시스템에 따라 엄격하게 업데이트할 수 있도록 합니다.

작업 증명은 어떻게 작동하나요?

채굴이란 무엇인가요?

작업 증명이 실제로 어떻게 작동하는지 이해하려면 먼저 마이닝이 무엇인지 알아봐야 합니다.

블록체인에 트랜잭션을 추가할 때는 트랜잭션을 개별적으로 추가할 수 없으며, 블록으로 모아야 합니다. 트랜잭션이 네트워크에 나타나자마자 특정 유형의 블록에 추가해야 한다는 개념은 다음과 같습니다. 후보 블록. 그런 다음 이 후보 블록은 유효성을 검증받기 위해, 즉 블록체인에 추가되기 위해 유효성 검사를 기다립니다.

새 블록을 생성하는 것은 가장 저렴한 프로세스가 아닙니다. 컴퓨팅 파워라는 특정 자원이 필요합니다. 또는 블록을 생성하는 사람을 채굴자라고 부르기 때문에 채굴 능력이라고도 합니다. 채굴자는 (충분한 CUP를 갖춘 최신 컴퓨터를 사용하여) 소위 계산 퍼즐을 푸는 것입니다, 해싱 블록의 데이터입니다.

블록의 데이터를 해싱한다는 것은 무엇인가요? 이는 데이터를 처리하는 것을 의미합니다. 해시 함수 블록 해시를 생성합니다. 해시 함수를 통해 처리되면 새 블록은 일종의 지문과 같은 고유 코드를 받게 됩니다. 이 “지문'은 블록의 입력 데이터에 개별적인 신원을 부여합니다.

블록 해시에서 입력 데이터를 추출할 수는 없습니다. 하지만 입력값을 알고 있다면 블록이 올바른지 알 수 있습니다. 이를 위해 필요한 것은 해시 함수를 통해 입력을 처리하고 출력이 동일한지 확인하기만 하면 됩니다.

작업 증명을 사용하려면 데이터 해시가 특정 조건과 일치해야 합니다. 데이터 해시가 조건과 일치하는지 확인하려면 해시 함수를 통해 실행해야 합니다. 검사 결과 데이터가 일치하지 않으면 데이터를 약간 변경하여 수정하면 됩니다. 한 글자만 변경해도 큰 차이가 발생하므로 출력 결과를 완전히 예측할 수 없다는 점을 알아두는 것이 중요합니다.

결론은 블록을 생성하는 것은 예측할 수 없는 작업이라는 것입니다. 수많은 트랜잭션과 다른 중요한 데이터를 해싱하는 것이 전부입니다. 항상 필요한 것은 상수 데이터 집합을 가변 데이터로 보완하는 것입니다. 그렇지 않으면 해시 출력은 항상 변경되지 않습니다.

앞서 언급한 가변 데이터 조각을 nonce. 매번 다른 해시를 제공하는 매번 바뀌는 숫자입니다. 이 과정 자체를 마이닝이라고 합니다.

그렇다면 마이닝이란 무엇인가요?

• 마이닝은 특정 해시를 찾기 위해 블록체인 데이터를 수집하고 논스를 사용해 해싱하는 과정입니다. 채굴자가 프로토콜에 할당된 조건과 일치하는 해시를 찾으면 네트워크에 새 블록을 브로드캐스트할 수 있는 권한을 얻게 됩니다. 동시에 새로운 블록을 포함하는 다른 네트워크 사용자에 의해 블록체인이 업데이트됩니다.

채굴 과정에서 충족해야 하는 조건은 디지털 화폐마다 다릅니다. 예를 들어, 매우 까다로운 조건을 가진 통화도 있습니다. 이는 모두 해시 비율 해시율이 높을수록 유효한 해시를 찾기가 더 어려워집니다. 해시율이 낮으면 채굴자가 코인을 너무 빨리 찾을 수 있고, 그 수가 빠르게 증가할 것입니다.

하지만 채굴이 불가능한 것은 아닙니다. 다만 채굴 난이도가 적당히 높아야 한다는 것입니다. 그렇지 않다면 다른 채굴자들이 참여할 이유가 없습니다. 채굴은 경쟁입니다. 매일 채굴자들은 서로 경쟁합니다. 채굴자는 결국 보상을 받게 되고, 이는 채굴에 대한 열정을 더욱 고조시킵니다.

앞서 언급했듯이 채굴(즉, 수학 퍼즐을 푸는 것)에는 엄청난 양의 연산 능력이 필요합니다. 하지만 그게 다가 아닙니다. 아시다시피 컴퓨터가 작동하려면 전기가 필요합니다. 따라서 채굴은 전기 비용과 관련하여 큰 부담이 되는 작업입니다. 하지만 좋은 소식이 있습니다 - 유효한 해시는 보상을 받습니다. 즉, 마이너가 유효한 해시를 찾을 때마다 블록 보상을 받게 됩니다. 암호화폐.

공개 키 암호란 무엇인가요?

앞서 언급한 모든 정보를 바탕으로 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다:

• 채굴에는 비용이 듭니다(채굴 하드웨어 + 상당한 양의 전력 사용).
• 채굴자는 유효한 블록을 찾으면 블록 보상을 받습니다.
• 블록체인 사용자는 입력 데이터를 통해 CPU 전력을 과도하게 사용하지 않고도 블록이 유효한지 확인할 수 있습니다.

그러나 문제는 항상 쉬운 길을 가고 싶어하는 사람들이 있다는 것입니다. 이 경우에는 속임수를 써보고 싶어하는 사람들이 있습니다. 이것이 가능할까요? 한 사람이 여러 개의 허위 트랜잭션을 생성하고 이를 하나의 블록으로 해시 처리한 다음 유효한 새 블록을 생성할 수 있을까요? 기술적으로 말하자면, 대답은 '예'입니다. 하지만 악의적인 행위자가 자신의 이익을 위해 퍼블릭 블록체인을 오용하는 것을 막을 수 있는 방법이 있습니다.

사용자에게 자금을 사용할 권한이 있는지 확인하기 위해 공개 키 암호화라는 특별한 암호화 메커니즘이 사용됩니다. 개념은 다음과 같습니다:

• 트랜잭션을 생성할 때 사용자는 다음을 수행해야 합니다. 서명;
• 서명은 공개이며 모든 사용자가 액세스할 수 있습니다;
• 다른 사용자는 서명을 공개 키와 비교할 수 있으며, 일치하면 트랜잭션이 유효한 것입니다;
• 또한 사용자는 트랜잭션 생성자가 실제로 자금을 사용할 수 있는지, 출력 금액이 입력 금액보다 낮은지 확인할 수 있습니다.

자세한 내용을 확인하세요, 이 글을 읽어주세요..

네트워크는 유효하지 않은 거래 블록을 삭제하며, 이는 막대한 금전적 손실을 초래합니다. 따라서 블록체인 네트워크 내에서 속임수를 쓰는 것은 정말 엄청난 비용이 듭니다. 이것이 바로 작업 증명(및 기타 합의 메커니즘)의 실제 아이디어입니다:

• 작업 증명 합의 메커니즘은 부정행위에 대한 대가를 치르게 하지만, 다른 한편으로는 정직하게 행동하도록 장려하며 이를 통해 큰 수익을 창출할 수 있습니다.

이중 지출이란 무엇인가요?

작업 증명에 대해 이야기할 때 알아야 할 기본적인 용어가 있습니다. 이중 지출이라는 용어입니다.

A 이중 지출 는 기본적으로 사용자가 한 번 이상 사용하려고 시도하는 자금입니다. 이는 디지털 화폐 운영의 일반적인 용어입니다. 그 이유는 디지털 자금이 실제 세상에 존재하는 화폐, 즉 법정 화폐와 동일하지 않기 때문입니다. 결국, 디지털 화폐를 다루는 모든 사람은 언젠가는 디지털 화폐가 실제 가치가 없다는 사실을 인정해야 할 것입니다. 하지만 여러 가지 이유로 지난 몇 년 동안 암호화폐가 큰 인기를 끌면서 암호화폐 붐과 함께 수많은 사기 수법이 등장했습니다. 그중 하나가 이중 지출입니다.

명확히 해 두겠습니다:

• 실제 현금으로 두 번 결제할 수는 없지만, 동일한 디지털 화폐 펀드를 사용하여 비트코인 거래를 할 수는 있습니다(물론 이는 사기입니다).

커피 한 잔을 사서 현금으로 결제한 상황을 상상해 보세요. 이제 커피 한 잔을 더 마시고 싶지만 계산원이 수락하여 계산대에 잠겨 있기 때문에 동일한 달러 지폐로 커피 값을 지불할 수 없습니다. 또한 앞서 설명한 이유로 다른 매장에서 해당 지폐를 사용할 수 없습니다.

하지만 디지털 화폐를 사용하면 이러한 트릭을 사용할 수 있습니다. 디지털 화폐는 0과 1의 집합(즉, 파일로 압축된 데이터)이므로 이 데이터를 복제하여 원하는 만큼 많은 사람에게 이메일로 보낼 수 있습니다. 그렇기 때문에 사람들이 동일한 자금을 다른 곳에서 사용하는 것을 방지하는 메커니즘을 갖추는 것이 매우 중요합니다. 이러한 메커니즘이 없다면 이중 지출은 통화를 파괴할 것입니다.

이중 지출에 대한 자세한 내용을 알아보세요, 이 가이드 읽기.

작업 증명과 지분 증명 비교

위에서 말씀드렸듯이 작업 증명(PoW)만이 유일한 합의 알고리즘은 아닙니다. 이번 가이드 섹션에서는 작업 증명 알고리즘의 잠재적인 경쟁자, 즉 지분 증명.

지분 증명이란 무엇인가요?

지분 증명은 트랜잭션을 검증하고 합의에 도달할 수 있는 또 다른 인기 있는 합의 메커니즘입니다. 그러나 지분 증명은 작업 증명과는 완전히 다른 접근 방식을 사용합니다. 작업 증명과 달리 지분 증명은 가상으로 작동합니다.

즉, 작업 증명은 CPU 비용 함수를 수행하거나 계산 퍼즐을 풀기 위해 엄청난 양의 연산 능력이 필요하지만, 지분 증명은 검증자를 사용하는 것이 핵심 기능입니다. 검증자는 부정 행위를 방지하기 위해 스테이크를 잠급니다. 그 후 검증자는 체인에 추가할 다음 블록이 무엇인지 결정해야 합니다. 그런 다음 선택한 블록에 베팅합니다. 블록이 체인에 나타나면 검증자는 전체 지분에 비례하여 보상을 받습니다.

지분증명 방식이 작업증명 방식보다 낫나요?

지분 증명은 아직 암호화폐 블록체인에 완전히 통합되지 않았습니다. 가장 먼저 이를 도입한 곳 중 하나가 이더리움 네트워크입니다. 이더리움 커뮤니티는 가까운 시일 내에 작업 증명에서 지분 증명으로 전환하기를 고대하고 있습니다. 그 이유는 작업 증명은 전력 소비가 너무 많기 때문입니다. CPU 가격 책정 기능은 지분 증명을 통한 트랜잭션 검증보다 더 많은 채굴 전력을 필요로 하기 때문입니다. 그리고 더 많은 마이너가 마이닝 풀에 참여할수록 더 많은 전력이 필요합니다.

전 세계의 많은 사람들이 이러한 전력 소비량에 대해 걱정하고 있습니다. 그렇기 때문에 이더리움 블록체인은 지분 증명 메커니즘을 활용하여 더 친환경적인 솔루션을 시도하고자 합니다.

작업 증명과 지분 증명 경쟁의 또 다른 포인트는 속도(초당 트랜잭션 수)입니다. 지분 증명을 사용하면 훨씬 더 오래 걸리는 작업 증명 프로세스에 비해 사용자는 단 몇 초 만에 자금을 송금하고 받을 수 있습니다. 그런데 후자의 요소는 암호화폐 네트워크 내 트랜잭션 수수료 증가에도 영향을 미칩니다.

마지막으로 보안 문제가 있습니다. 지분 증명이 작업 증명보다 더 안전할까요? 정답은 '그렇다'입니다. CASPER 프로토콜 덕분에 지분 증명은 작업 증명보다 잠재적으로 더 안전합니다. 또한 지분 증명 기반 시스템에 대한 해커의 공격은 비용이 더 많이 들기 때문에 더욱 드물어질 것입니다.

결론

과거에는 작업 증명(PoW)이 다음을 감지하는 최초의 메커니즘이었습니다. 이중 지출 내에서 비트코인 블록체인. 암호화 결합, 해시 함수, 와 게임 이론에 기반한 작업 증명은 분산화된 네트워크 내에서 보다 안전한 운영을 가능하게 하여 안정적인 분산 합의 기반 시스템을 구축합니다.

자주 묻는 질문

작업 증명 프로토콜이란 무엇인가요?

작업 증명 프로토콜은 탈중앙화된 암호화폐 시스템 내에서 트랜잭션을 검증하는 메커니즘입니다. 작업 증명을 사용하면 하나의 동일한 자금을 여러 거래에 사용하는 사기 기법인 이중 지출이 불가능해집니다.

지분 증명과 작업 증명의 차이점은 무엇인가요?

가장 널리 사용되는 두 가지 합의 프로토콜에는 두 가지 주요 차이점이 있습니다. 첫 번째 차이점은 지분 증명은 보다 에너지 효율적인 접근 방식을 적용하는 반면 작업 증명은 작동에 많은 양의 전기 에너지가 필요하다는 점입니다. 두 번째 차이점은 지분 증명이 CASPER 프로토콜과 해커 공격 비용 증가로 인해 잠재적으로 더 안전하다는 것입니다.

“수학적 퍼즐”이란 무슨 뜻인가요?”

“수학적 퍼즐”을 푸는 것은 암호화폐 코인을 채굴하는 과정입니다. 전 세계의 채굴자들은 고가의 컴퓨팅 장비를 사용하고 막대한 양의 데이터를 처리하여 새로운 단위를 생성하고 블록체인에 추가함으로써 비트코인(및 기타 암호화폐 코인)을 “채굴'하기 위해 많은 전력을 소비합니다.

작업 증명 토큰이란 무엇인가요?

작업 증명 토큰은 이메일과 같은 여러 애플리케이션에서 유사 결제 수단으로 사용되는 “화폐'입니다. 이메일에 작업 증명 토큰이 첨부되어 있으면 해당 이메일에 스팸이 없다는 뜻입니다. 작업 증명 토큰은 재사용 가능한 작업 증명에도 사용됩니다. 따라서 엄밀히 말하면 작업 증명 토큰은 스팸 방지 시스템의 요소입니다.