PoW(작업증명) PoS(지분증명) 차이 장단점

앞서 비트코인의 에너지 과소비와 환경문제에 대해서 말씀드렸는데요. 이번에는 PoW(작업증명)과 Pos(지분증명)의 차이에 대해서 알려드리도록 하겠습니다.

 

 

 

블록체인 기본구조

 

블록체인은 거래를 블록에 기록하고 체인을 만들어 계속 연결해야 합니다. 마지막 거래 블록을 조작하려면 체인을 따라가 처음 블록부터 뜯어고쳐야 하기 때문에 해킹이나 조작이 불가능한 것이죠. 이러한 기술이 은행과 같은 중앙신뢰기구가 없어도 개인 간 거래가 가능하게 하는 것입니다.

 

PoW(작업증명)와 PoS(지분증명) 차이점 및 장단점

 

PoW(작업증명)이란

 

블록이 정당한 지 검증할 때도 거래와 마찬가지로 처음부터 다 검증을 해야 합니다. 검증은 연산능력이 많으면 되는데요. 열심히 계산을 해서 거래가 정당하다는 사실을 증명하면 새로운 블록을 만들 수 있고 그 대가로 비트코인이 지불됩니다.

 

 

이러한 방식을 작업증명(PoW, Proof of Work)이라고 하며, 이와 같은 방식이 마치 금광에서 광부들이 금을 캐는 것과 유사하다고 해서 채굴(mining)이라고 부르는 것이죠.

 

실제 채굴을 하기 위해 곡괭이와 폭약을 가진 광부 대신, 수많은 컴퓨터로 연산능력을 강화한 마이닝 업체들이 비트코인을 채굴하고 있습니다. 채굴 경쟁은 더욱더 심화되어 이 시장에서 승리하기 위해서는 더 많은 컴퓨팅 파워를 가져야 되고, 이와 같은 경쟁으로 인해 전기 소모량이 상승하게 되었죠.

 

PoS(지분증명)이란

 

이러한 작업증명에 대한 대안으로 등장한 것이 지분증명(PoS. Proof of Stake)방식입니다. 작업증명은 컴퓨터만 많으면 채굴에 참여할 수 있지만 지분증명은 해당 블록체인 네트워크에서 쓰는 코인을 가지고 있어야 됩니다.

 

거래가 정당한지 투표할 수 있는 검증자를 노드라고 하는데요. 예를 들어 이더리움 2.0에서 노드가 되려면 이더를 예치해야 됩니다. 이더(코인)를 얻기 위해서는 소유한 지분을 예치하고, 검증할 컴퓨팅 파워까지 제공을 해야 되죠.

 

지분증명은 코인을 소유한 검증자만이 참여할 수 있기 때문에 채굴 경쟁은 당연히 사라지게 됩니다. 작업증명과 같이 수많은 컴퓨터를 동원해 코인을 차지하려는 경쟁이 사라지고, 이로 인한 에너지 과소비는 줄어들 수밖에 없습니다.

 

일론 머스크가 비트코인이 에너지를 많이 소비한다고 비판한 이유는 비트코인이 작업증명이기 때문입니다. 이러한 비판에서 벗어나기 위해 많은 코인들이 작업증명 대신 지분증명 방식을 채택하고 있습니다.

 

이오스, 퀀텀, 에이다 등은 다양한 방식의 지분증명 방식을 채택하고 있죠. 이더리움도 이더리움 2.0으로 진화하면서 작업증명 방식에서 지분증명으로 바꾸고 있습니다.

 

PoW와 PoS 장단점

 

물론 작업증명 대신 지분증명을 채택한 이유가 전력 과소비 때문만은 아닙니다. 더 중요한 이유는 바로 속도 때문인데요. 작업증명 방식은 앞에서 설명드린 것처럼 모든 것을 처음부터 다시 계산하다 보니 블록체인의 속도가 느려 실제 생활에 활용하기 어렵다는 단점이 있습니다.

 

 

또 큰 자본을 가진 기업들이 노드를 장악하는 경우 비트코인의 분산정신을 손상시킬 수 있습니다. 블록체인은 노드들이 합의해 정당한 거래를 증명하는 방식을 택하고 있는데, 노드(검증자)의 51%가 정당하다고 인정해야 블록이 생성됩니다.

 

그런데 위와 같은 거대 자본이 담합해 연산 능력의 51%를 장악하면 엉뚱한 블록을 정당하다고 결정하고 자신들의 뜻대로 조작할 수 있겠죠? 연산력의 51%를 장악하는 것이 코인의 51%를 장악하는 것보다 훨씬 쉽고, 돈도 덜 듭니다.

 

따라서 지분증명 방식은 작업증명 방식과 비교하여 전력도 절약하고, 블록체인의 속도를 빠르게 하며, 일부 거대 자본의 네트워크 장악을 막는데 유리합니다.

 

물론 지분증명도 단점이 있습니다. 검증자들은 자신의 지분으로 참여하기도 하지만 투표를 통해 위임받은 지분으로 참여할 수도 있죠. 따라서 투표 때 가까운 업체끼리 담합할 경우 비트코인의 탈중앙화정신을 약화시킬 수 있죠.

 

또한 부익부 빈익빈 현상이 생길 수 있습니다. 지분증명은 참여를 통한 보상이 소유한 코인을 기준으로 하기 때문이죠.

 

그래서 이더리움 2.0은 속도도 높이고 탈중앙화도 달성하기 위해 지분증명 방식으로 전환하면서 예치하는 이더의 개수를 32개로 제한했습니다. 탈중앙화정신에 따라 더 널리 분산시키고 다수의 참여를 보장하기 위해서죠.

 

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PoW와 PoS의 차이점과 장단점에 대해 알려드렸습니다. 전 여전히 비트코인의 PoW 방식이 나쁘다고 생각하지 않습니다. 가상 화폐 생태계가 제대로 구동되기에 꼭 필요한 채굴 방식 중 하나라고 보고 있는데요. 비트코인의 전력소비가 엄청난 것처럼 보이지만 실제로 현재 중국에서 채굴되는 전력 소비의 70% 정도는 친환경적으로 이루어지고 있습니다.

 

물론 지구온난화를 막기 위해 이산화탄소 배출을 줄이려는 노력은 암호화폐 산업도 예외는 아니겠지만 그 방식이 작업증명을 지분증명으로 대체하는 형태로 이루어지게 될지는 앞으로 지켜봐야 될 부분이라고 생각합니다. 비트코인 재단과 채굴업자들도 손 놓고 보고 있지만은 않을 테니까요.