작업 증명(PoW)

작업 증명(PoW)이란 무엇입니까?

작업 증명(PoW)은 스팸 이메일을 보내거나 서비스 거부 공격을 시작하는 것과 같이 컴퓨팅 성능을 경솔하거나 악의적으로 사용하는 것을 방지하기 위해 중요하지 않지만 실현 가능한 노력이 필요한 시스템을 설명합니다. 이 개념은 이후 2004년 Hal Finney가 SHA-256 해싱 알고리즘을 사용하여 "재사용 가능한 작업 증명"이라는 아이디어를 통해 디지털 화폐를 보호하는 데 적용되었습니다.

2009년 비트코인이 도입된 후, 비트코인은 Finney의 PoW 아이디어(Finney는 최초의 비트코인 거래의 수령자이기도 함)를 널리 채택한 첫 번째 응용 프로그램이 되었습니다. 작업 증명은 다른 많은 크립토 통화의 기초를 형성하여 안전 하고 분산된 합의를 가능하게 합니다.

작업 증명 이해

비트코인 네트워크 에서 작동하는 작업 증명에 중점을 둡니다 . 비트코인은 " 블록체인 "으로 알려진 일종의 분산 원장 을 기반으로 하는 디지털 통화입니다. 이 원장에는 모든 비트코인 거래에 대한 기록이 순차적으로 "블록"으로 정렬되어 있어 사용자가 보유 자산을 두 번 사용할 수 없습니다. 변조를 방지하기 위해 원장은 공개 또는 "배포"됩니다. 변경된 버전은 다른 사용자에 의해 빠르게 거부됩니다.

사용자가 실제로 변조를 감지하는 방법은 작업 증명 역할을 하는 긴 숫자 문자열인 해시 를 사용하는 것입니다. 해시 함수(비트코인은 SHA-256 사용)를 통해 주어진 데이터 세트를 입력하면 해시가 하나만 생성됩니다. 그러나 "눈사태 효과"로 인해 원본 데이터의 일부가 조금만 변경되더라도 완전히 인식할 수 없는 해시가 생성됩니다. 원래 데이터 세트의 크기가 무엇이든 주어진 함수에 의해 생성된 해시의 길이는 동일합니다. 해시는 단방향 함수입니다. 원래 데이터를 얻는 데 사용할 수 없으며 해시를 생성한 데이터가 원래 데이터와 일치하는지 확인하는 데만 사용할 수 있습니다.

일련의 비트코인 거래에 대해 해시를 생성하는 것은 현대 컴퓨터에서는 사소한 일이므로 프로세스를 "작업"으로 전환하기 위해 비트코인 네트워크는 특정 수준의 "난이도"를 설정합니다. 이 설정은 약 10분마다 유효한 해시를 생성하여 블록체인에 추가 되는 새 블록을 " 채굴 "하도록 조정됩니다. 설정 난이도는 해시에 대한 "목표"를 설정함으로써 달성됩니다. 목표가 낮을수록 유효한 해시 세트가 작아지고 생성하기가 더 어렵습니다. 실제로 이것은 매우 긴 0 문자열로 시작하는 해시를 의미합니다.

작업 증명은 처음에 스팸 이메일의 증가하는 문제에 대한 제안된 솔루션으로 만들어졌습니다.

특별 고려 사항

주어진 데이터 세트는 하나의 해시만 생성할 수 있기 때문에 광부는 대상 아래에 해시를 생성하는지 어떻게 확인합니까? 그들은 nonce ("한 번 사용된 숫자") 라고 하는 정수를 추가하여 입력을 변경합니다 . 유효한 해시가 발견되면 네트워크에 브로드캐스트되고 블록이 블록체인에 추가됩니다.

채굴은 경쟁적인 과정이지만 경주라기보다는 복권에 가깝습니다. 평균적으로 누군가는 10분마다 허용 가능한 작업 증명을 생성하지만 그것이 누구인지는 누구나 추측할 수 있습니다. 채굴자들은 블록을 채굴할 가능성을 높이기 위해 함께 모여 거래 수수료를 생성하고 제한된 시간 동안 새로 생성된 비트코인에 대한 보상을 받습니다.

작업 증명은 블록체인의 모든 측면을 변경하는 것을 극도로 어렵게 만듭니다. 그러한 변경은 모든 후속 블록을 다시 채굴해야 하기 때문입니다. 또한 해시 기능을 완료하는 데 필요한 기계와 전력이 비싸기 때문에 사용자 또는 사용자 풀이 네트워크의 컴퓨팅 성능을 독점하기 어렵게 만듭니다.

마이닝 네트워크의 일부가 대체 작업 증명을 수락하기 시작하면 이를 하드 포크 라고 합니다.

작업 증명의 예

작업 증명을 위해서는 컴퓨터가 올바른 최소 양의 선행 0이 있는 출력에 도달할 때까지 해시 기능에 무작위로 관여해야 합니다. 예를 들어, 2020년 12월 4일에 채굴된 블록 #660000의 해시는 00000000000000000008eddcaf078f12c69a439dde30dbb5aac3d9d94e9c18f6입니다. 해당 해시에 대한 블록 보상은 6.25 BTC였습니다.

이 블록에는 항상 1,666개 이상의 비트코인과 관련된 745개의 트랜잭션과 이전 블록의 헤더가 포함됩니다. 누군가가 0.000001 비트코인이라도 거래 금액을 변경하려고 시도하면 결과 해시를 인식할 수 없으며 네트워크에서 사기 시도를 거부합니다.

작업 증명 FAQ

작업 증명은 무엇을 의미합니까?

작업 증명은 분산된 방식으로 합의를 달성하고 악의적인 행위자가 네트워크를 추월하는 것을 방지하기 위해 네트워크의 노드가 계산 능력(즉, 작업)을 소비했다는 증거를 제공하도록 요구합니다.

작업 증명은 암호화 트랜잭션을 어떻게 검증합니까?

작업 자체가 임의적입니다. Bitcoin의 경우 SHA-256 해싱 알고리즘의 반복이 포함됩니다. 그러나 해싱 라운드의 "승자"는 mempool에서 다음 블록으로 트랜잭션을 집계하고 기록합니다. "승자"는 수행한 작업에 비례하여 무작위로 선택되기 때문에 네트워크의 모든 사람이 정직하게 행동하고 실제 거래만 기록하도록 장려합니다.

Cryptocurrencies에 작업 증명이 필요한 이유는 무엇입니까?

설계상 탈중앙화되고 P2P이기 때문에 암호화폐 네트워크와 같은 블록체인은 합의와 보안을 모두 달성할 수 있는 방법이 필요합니다. 작업 증명은 네트워크를 추월하기에는 리소스를 너무 많이 사용하게 만드는 방법 중 하나입니다. 리소스 집약적이지만 지분 증명 (PoS) 및 소각 증명 과 같은 다른 결점이나 결함이 있는 다른 증명 메커니즘도 존재합니다 . 증명 메커니즘이 없으면 네트워크와 그 안에 저장된 데이터는 공격이나 도난에 취약합니다.

Bitcoin은 작업 증명을 사용합니까?

예. 거래를 검증 및 확인하고 새로운 비트코인을 유통시키기 위해 SHA-256 해싱 기능을 기반으로 하는 PoW 알고리즘을 사용합니다.

지분 증명(PoS)은 PoW와 어떻게 다릅니까?

PoS는 노드가 보유한 코인 수에 따라 블록 트랜잭션을 채굴하거나 검증할 노드를 무작위로 할당하는 합의 메커니즘입니다. 지갑에 더 많은 토큰을 보유할수록 더 많은 마이닝 파워가 효과적으로 부여됩니다. PoS는 훨씬 덜 자원 집약적이지만 더 작은 알트코인에서 51% 공격 의 더 큰 기회 와 토큰을 저장하고 사용하지 않을 인센티브를 포함하여 몇 가지 다른 결함이 있습니다.

하이라이트

• 지분 증명(POS)은 작업 증명의 대안으로 만들어진 몇 가지 새로운 합의 메커니즘 중 하나입니다.

• 작업 증명(PoW)은 네트워크 구성원이 임의의 수학적 퍼즐을 풀기 위해 노력을 기울여야 시스템을 게임하는 사람을 방지하는 분산형 합의 메커니즘입니다.

• 대규모 작업 증명에는 엄청난 양의 에너지가 필요하며, 이는 더 많은 채굴자가 네트워크에 합류할수록 증가합니다.

• 작업 증명으로 인해 비트코인 및 기타 암호화폐 거래는 신뢰할 수 있는 제3자 없이도 안전한 방식으로 P2P 처리될 수 있습니다.

• 작업 증명은 거래를 검증하고 새로운 토큰을 채굴하기 위해 암호화폐 채굴에서 널리 사용됩니다.