작업 증명(PoW)

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작업 증명이란?

작업 증명(PoW: Proof of Work)은 1993년 서비스 거부 공격을 방지하고 네트워크 상에서 스팸과 같은 어뷰징을 막기 위해 시작되었습니다. 이를 위해 서비스 사용자들에게  일정량의 작업을 요구했는데, 보통은 컴퓨터의 프로세싱 타임 같은 것이었습니다.

2009년, 비트코인은 작업 증명을 합의 알고리즘으로 사용하여 트랜잭션을 검증하고, 블록체인에 새로운 블록들을 전송하는 혁신적으로 방법을 도입했습니다. 이후 작업 증명은 많은 암호 화폐에서 널리 채택되는 합의 알고리즘이 되었습니다.


어떻게 작동하나요?

간단히 말해, 네트워크 상의 마이너들은 복잡한 컴퓨터를 문제들을 풀기 위해 경쟁할 것입니다. 문제는 풀기 어려운 것이지만, 정답을 검증하는 것은 간단합니다. 마이너가 문제의 답을 찾아내면 네트워크에 해당 블록을 전송할 수 있게 되고, 네트워크 상의 다른 마이너들은 정답을 확인합니다.


예를 들어보겠습니다. 

비트코인은 블록체인에 기반한 시스템으로, 탈중앙화된 노드들의 공동 작업을 통해 유지됩니다. 일부 노드들은 마이너라 알려져 있으며 블록체인에 새로운 블록들을 추가하는 일을 맡고 있습니다. 이를 위해 마이너들은 잘못된 임의의 숫자들(논스Nonce 라고도 알려진)을 추측해야 합니다. 이 숫자는 블록에서 제공되는 데이터와 결합되어 해시 함수를 통과할 때 제시된 조건에 부합하는 결과를 도출해야 합니다. (예를 들면, 앞 네 자리 숫자가 0인 해시의 경우처럼 말입니다.) 결과가 일치하면, 다른 노드들은 결과의 유효성을 검증하고, 마이너 노드는 블록 리워드를 보상으로 받게 됩니다.

그러므로, 유효한 논스를 찾지 못한다면 새로운 블록을 메인 체인에 추가하는 것이 불가능합니다. 이를 통해 블록 해시라 불리는 특정 블록의 정답을 생성하는 것이 가능해집니다. 검증된 블록들에는 마이너들이 수행한 작업을 표시하는 블록 해시가 포함되어 있으며, 이러한 이유로 작업 증명이라 합니다.

작업 증명은 네트워크를 수 많은 공격들로부터 보호할 수 있습니다. 공격이 성공하려면 상당한 연산 능력과 계산을 위한 엄청난 시간이 필요합니다. 따라서 네트워크를 공격해서 얻을 수 있는 잠재적 이익보다 발생하는 비용이 커 비효율적일 수 있습니다.

작업 증명의 문제점은 마이닝을 위해 상당한 전력을 소모하는 고가의 컴퓨터 하드웨어가 필요하다는 것입니다. 또한 복잡한 알고리즘 계산들이 네트워크의 보안을 보장하는 반면, 이러한 계산은 그 이상으로는 활용될 수 없다는 것입니다. 

작업 증명이 가장 효율적인 해결책은 아닐 수 있지만, 여전히 블록체인에서 합의에 도달하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 문제들을 해결하기 위한 다른 대안적인 방법과  접근들이 이미 존재하지만, 어떤 방식이 작업 증명의 뒤를 이어갈지는 조금 더 지켜봐야할 것입니다.

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