Mining

채굴은 트랜잭션을 담은 블록을 블록체인 네트워크상에 추가하는 것을 의미한다.

먼저 왜 사람들이 채굴을 하는지 생각해보자.

우리가 회사에서 일을 하는 이유는 본질적으로 돈을 벌기 위해서이다. 이 돈은 그럼 누가 지급하느냐? 바로 회사의 사장이다. 회사의 사장이라는 주체에서 작업(업무)에 대한 보상으로 월급을 지급하는 것이다.

그런데 블록체인은 탈 중앙화 성격을 띄고 있기 때문에 보상을 지급할 주체가 없다. 그렇기 때문에, 블록 체인에서는 이 네트워크를 유지하고 기여한 사람에게 보상으로 네트워크 상에서 사용 되는 화폐를 지급하는데 이것이 바로 비트 코인과 같은 암호화폐이다. (회사가 직접 월급을 주는것이라고 생각하면 된다.)

POW

다시 채굴로 돌아와서, 네트워크의 모든 사용자는 트랜잭션을 검증할수 있다. 하지만 단 한명의 사용자(노드) 만이 새로운 블록을 생성할수 있는 권리를 가지게 되고, 블록 생성에 대한 보상 또한 1 명이 가져가게 된다.

따라서 사람들은 매우 어려운 수학문제를 해결함으로써 이 권리를 가져가게 된다. 비트코인의 경우 10분마다 새로운 문제를 해결해야 하고 이 과정을 작업 증명 방식 (Proof of Work: POW) 라고 한다.

그런데 작업증명방식은 단순히 문제를 풀면 보상이 주어지는 방식이다. (물론 문제는 단순하지 않다.) 이에 따라 대형 작업장들이 여러대의 고성능 컴퓨팅 자원을 사용해 보상을 독점해 점점 중앙화 된다는 단점을 가지고 있다. 또한, 문제 해결에 성공해 블록체인에 추가 된 후 , 나머지 노드 들이 해당 정보가 참이라고 승인해주는 과정을 거쳐야 하는데 이 과정에서 전체 노드의 51%만 승인을 진행하는 이른바 51% 공격에 취약 하다는 단점 또한 존재한다.

51% 공격

잠시 51% 공격에 대해 조금 자세히 알아보자.

작업증명을 하기 위해 가용되는 컴퓨팅자원/파워를 해시 파워/레이트라고 한다. 만약 이 해시 파워가 분산화 되어 있지 않고 단일 노드, 조직이 50%를 초과하는 해시 파워를 가지게 된다면 어떤 상황이 발생할까?

이 경우, 네트워크 상에서 이루어지는 트랜잭션이 승인 되지 않도록 하거나, 채굴 작업을 독점 하는 상황이 발생 할 수 있는데 이것을 바로 51% 공격이라고 한다.

이 51% 공격은 해시 파워가 작은 네트워크에서 특히 위협적이다. 예를 들어 비트 코인 네트워크의 경우, 51%의 노드를 확보하기 위해서는 엄청나게 많은 해시 파워가 필요하기에 사실상 불가능 하다고 볼 수 있다. 하지만 네트워크의 해시파워가 낮다면 그만큼 51% 공격에 취약 해진다. 따라서 네트워크의 안정성을 얘기할때 해시 파워를 빼놓을 수 없는 이유가 바로 이것이다.

그렇다면 해시파워가 낮은 네트워크들은 울며 겨자먹기로 작업 증명 방식을 채택해야 하는가?

여기서 나온 방식이 바로 지분 증명 방식 (Proof of Stake: POS)이다.

POS

지분 증명 방식은 네트워크에서 사용 되는 암호화폐를 보유한 양, 기간에 따라 블록을 생성할수 있는 권리를 주는 방식이다.

작업 증명 방식처럼 문제를 해결할 해시 파워가 필요 없고, 51% 공격을 시도 할 경우 작업 증명 방식보다 더 많은 비용을 지불해야 하므로 보안성 측면에서도 더 높다고 볼 수 있다.