작업 증명(PoW)이란 무엇인가요?

작업 증명(PoW)은 블록체인 네트워크가 분산된 합의를 이루기 위해 사용하는 합의 메커니즘입니다. 이는 2009년 비트코인에서 처음 사용된 원래의 합의 메커니즘입니다. PoW에서는 채굴자라고 불리는 네트워크 참가자들이 계산 집약적인 퍼즐을 푸는 데 경쟁합니다. 퍼즐을 처음으로 푼 채굴자가 블록체인에 새로운 거래 블록을 추가할 수 있으며, 새로 발행된 암호화폐로 보상받습니다.

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작업 증명(PoW)은 어떻게 작동하나요?

PoW 프로세스는 다음 단계로 나눌 수 있습니다:

트랜잭션 방송: 사용자가 PoW 블록체인에서 트랜잭션을 시작하면, 해당 트랜잭션은 노드 네트워크로 전송됩니다.
트랜잭션 풀링: 노드는 이러한 트랜잭션을 풀에 모읍니다. 이는 종종 '메모리 풀'이라고 불립니다.
블록 생성: 채굴자는 메모리 풀에서 트랜잭션을 선택하고 이를 '블록'으로 그룹화합니다. 그런 다음 시간 스탬프, 이전 블록의 해시, 논스를 포함하는 헤더를 블록에 추가합니다.
논스 반복 및 해싱: 논스는 채굴자가 블록 헤더 데이터와 조합하여 해시를 생성하기 위해 지속적으로 변경하는 임의의 숫자입니다. 목표는 블록 헤더와 해싱할 때 네트워크의 난이도 목표를 충족하는 해시를 만드는 논스를 찾는 것입니다.
난이도 목표: 난이도 목표는 유효한 해시를 찾는 것이 얼마나 어려운지를 측정하는 방법입니다. 이는 블록이 상대적으로 일정한 속도로 채굴되도록 하기 위해 주기적으로 변경됩니다. 일반적으로 비트코인의 경우 10분마다 이루어집니다.
작업 증명 솔루션: 채굴자가 난이도 목표를 충족하는 해시를 만드는 논스를 찾으면, PoW 퍼즐을 해결한 것입니다.
블록 방송: 채굴자는 해결된 블록을 네트워크에 전송합니다.
블록 검증 및 추가: 다른 노드들은 블록의 유효성을 확인하여 모든 트랜잭션이 허용되고 PoW 솔루션이 정확한지 확인합니다. 유효한 경우, 블록이 블록체인에 추가됩니다.
보상 분배: 성공적으로 블록을 채굴한 채굴자는 새로 생성된 암호화폐와 블록에 포함된 트랜잭션에서 발생한 트랜잭션 수수료의 형태로 보상을 받습니다.

비트코인 채굴은 네트워크의 기본적인 부분이지만, 표면적으로 보이는 것 이상으로 많은 것들이 있습니다. 비트코인 채굴이란 무엇인가?에서 기본을 시작한 후, 블록체인 채굴자가 하는 일과 병합 채굴이 채굴자가 여러 블록체인을 동시에 확보하는 방법에 대해 더 깊이 알아보세요. 채굴에 관심이 있다면 가정에서 비트코인 채굴하는 방법을 배우고, 세금 목적으로 채굴 소득 보고 방법도 확인하세요.

작업 증명이 중요한 이유는 무엇인가요?

PoW는 PoW 기반 블록체인 네트워크를 안전하고 신뢰할 수 있도록 유지하는 데 중요합니다. 이는 다음과 같은 방법으로 이루어집니다:

탈중앙화: PoW는 채굴 과정을 채굴자 네트워크에 분산시켜 블록체인을 단일 개인이나 그룹이 제어하지 못하게 합니다.
보안: 채굴에 필요한 컴퓨팅 파워는 악의적인 사용자가 블록체인을 변경하거나 이중 지불을 방지하기 어렵고 비용이 많이 들게 만듭니다.
신뢰 불필요: PoW는 수학적 증명과 검증 가능한 작업을 기반으로 하여 중앙 권한을 신뢰할 필요가 없습니다.

작업 증명(PoW)의 장점

작업 증명(PoW)은 특히 비트코인에서 10년 이상 블록체인 보안의 기초가 되어왔습니다. 공격에 대한 강력한 저항력과 안전성 덕분에 많은 에너지를 사용함에도 불구하고 신뢰할 수 있는 합의 방식으로 자리잡았습니다. PoW의 주요 장점은 다음과 같습니다:

보안: PoW의 강점은 블록을 채굴하는 데 필요한 컴퓨팅 작업에 있습니다. 이는 공격자가 블록체인을 조작하거나 코인을 이중 지불하려면 네트워크의 해시 파워 대부분을 제어해야 하기 때문에 매우 어렵고 비용이 많이 듭니다. 과거 트랜잭션을 변경하려면 공격자는 네트워크의 해시 파워의 대부분을 제어해야 하며, 이는 51% 공격으로 알려져 있으며, 비트코인과 같은 확립된 블록체인에서는 거의 불가능합니다.
탈중앙화: PoW는 충분한 컴퓨팅 파워가 있는 누구나 채굴에 참여할 수 있도록 하여 탈중앙화를 유지합니다. 이러한 개방적인 참여는 단일 개인이나 그룹이 네트워크를 제어하지 못하도록 돕습니다. *탈중앙화에 대한 자세한 내용은 비트코인 거버넌스란 무엇인가?에서 확인하세요.
투명성: PoW 프로세스는 개방적이며 검증 가능합니다. 누구나 채굴자가 수행한 작업과 블록체인 상의 트랜잭션의 유효성을 확인할 수 있습니다.
공정성: 채굴자가 유효한 블록을 찾는 확률은 그들이 가지고 있는 해시 파워에 따라 달라집니다. 이는 더 많은 자원을 투입한 채굴자가 더 높은 보상을 받을 가능성이 있어 공정하고 경쟁적인 시스템을 만듭니다.

작업 증명(PoW)의 단점

PoW는 강력한 합의 방식으로 입증되었지만, 몇 가지 단점도 있어 다른 방법을 모색하게 되었습니다. PoW의 주요 단점은 다음과 같습니다:

에너지 소비: PoW는 많은 컴퓨팅 파워를 사용해야 하므로 많은 전기를 소비합니다. 이는 네트워크가 확장되고 더 많은 채굴자가 참여함에 따라 PoW 블록체인이 환경에 미치는 영향에 대한 우려를 불러일으켰습니다. *자세한 정보는 비트코인이 환경에 미치는 영향*에서 확인하세요.
확장성: PoW 블록체인은 초당 처리할 수 있는 트랜잭션 수가 제한적입니다. 이는 수요가 많을 때 네트워크가 느려지고 트랜잭션 수수료가 증가할 수 있습니다.
중앙화 위험: PoW는 탈중앙화를 유지해야 하지만, 현실적으로 채굴은 자원이 많은 대형 채굴 풀이 네트워크를 제어하기 시작하면서 중앙화될 수 있습니다. 이러한 해시 파워의 집중은 블록체인의 탈중앙화를 약화시킬 수 있습니다.
하드웨어 비용: PoW 채굴은 ASIC(애플리케이션-특정 통합 회로)과 같은 특수 하드웨어가 필요하며, 이는 구입 및 유지에 비용이 많이 듭니다. 이러한 높은 진입 장벽은 채굴 참여를 제한할 수 있으며, 더 많은 중앙화를 초래할 수 있습니다.

작업 증명 vs. 지분 증명

지분 증명(PoS)은 PoW와 관련된 일부 문제를 해결하기 위해 시도되는 다른 합의 방식입니다. PoS에서는 검증자가 자신이 소유하고 있는 암호화폐의 양과 이를 담보로 '스테이킹'할 의사에 따라 새로운 블록을 제안하도록 선택됩니다. 이는 PoW보다 훨씬 적은 에너지를 사용합니다.

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