블록 체인 노드는 어떻게 합의에 도달합니까?

POW, POS, DPO 및 PBFT와 같은 블록 체인 합의 메커니즘은 네트워크 계약, 각 균형 보안, 에너지 사용 및 확장 성을 다르게 보장합니다.

2025/03/30 11:28

블록 체인 합의 메커니즘 이해

블록 체인 기술은 분산 노드 네트워크에 의존하여 공유되지 않은 불변의 원장을 유지합니다. 그러나, 이들 노드는 독립적이고 잠재적으로 지리적으로 분산되기 때문에, 블록 체인의 유효한 상태에 동의하는 메커니즘이 필요하다. 이것은 합의 메커니즘이 등장하는 곳입니다. 전체 블록 체인 시스템의 보안과 무결성에 중요합니다. 강력한 합의 메커니즘이 없으면 블록 체인은 조작 및 공격에 취약합니다. 다른 블록 체인은 각각 고유 한 강점과 약점을 가진 다양한 합의 메커니즘을 사용합니다.

작업 증명 (POW)

POW는 아마도 Bitcoin에 의해 유명한 가장 잘 알려진 합의 메커니즘 일 것입니다. 복잡한 암호화 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁하는 노드가 포함됩니다. 퍼즐을 해결하는 첫 번째 노드는 다음 번의 트랜잭션 블록을 블록 체인에 추가하고 새로 힌트 된 cryptocurrency로 보상을받습니다. 이 프로세스에는 상당한 계산 능력이 필요하므로 사기 거래를 시도하는 데 계산 비용이 많이 듭니다. 계산 능력이 높을수록 네트워크가 더 안전 해집니다.

• 노드는 보류중인 거래를받습니다.
• 노드는 암호화 해시 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁합니다.
• 퍼즐을 해결하는 첫 번째 노드는 블록 체인에 블록을 추가합니다.
• 다른 노드는 블록을 확인하고 블록 체인 사본에 추가합니다.

이 프로세스는 블록을 변경하면 해시를 다시 계산하는 데 엄청난 계산 자원과 시간이 필요하기 때문에 유효한 블록 만 블록 체인에 추가되도록합니다. 그러나 POW의 에너지 소비는 중요한 단점입니다.

스테이크 증명 (POS)

POS는 POW의 에너지 소비 문제를 해결하기 위해 설계된 대체 합의 메커니즘입니다. POS는 계산 능력에 의존하는 대신 Cryptocurrency의 노드 지분을 사용하여 컨센서스 프로세스의 영향을 결정합니다. 지분이 더 큰 노드는 트랜잭션을 검증하고 블록 체인에 블록을 추가 할 확률이 높습니다. 이를 통해 광범위한 계산 능력의 필요성을 줄여서 에너지 효율이 높아집니다.

• 노드는 암호 화폐를 스테이크합니다.
• 블록 체인은 스테이크 크기에 따라 검증기를 무작위로 선택합니다.
• 선택한 유효성 검사기는 새 블록을 제안하고 검증합니다.
• 다른 노드는 블록을 확인합니다.

POS 메커니즘은 다양합니다. 일부는 임의의 선택 과정을 사용하는 반면, 다른 일부는 더 복잡한 알고리즘을 사용하여 공정성과 보안을 보장합니다. 스테이크는 보증금으로 작용합니다. 악의적으로 행동하는 검증자는 스테이크를 잃을 위험이 있습니다.

위임 된 스테이크 (DPO)

DPOS는 Token 보유자가 거래를 검증하고 블록을 생성하는 대의원에게 투표하는 POS의 변형입니다. 이 접근법은 검증 프로세스를 더 작은 선출 된 유효성 검사기 세트로 위임하여 효율성과 확장 성을 향상시키는 것을 목표로합니다. 토큰 보유자는 자신이 신뢰하는 대표를 선택하여 어느 정도의 책임을 보장 할 수 있습니다. 그러나 거래를 검증 할 수있는 권한이 몇몇 대표단의 손에 집중되어 있기 때문에 중앙 집중화에 대한 우려를 제기합니다.

• 토큰 보유자는 대의원에 투표합니다.
• 선정 된 대표는 거래를 확인하고 블록을 만듭니다.
• 대표자들은 그들의 일에 대해 보상을받습니다.
• 토큰 보유자는 언제든지 투표를 전환 할 수 있습니다.

이 시스템은 종종 POW와 POS보다 빠르지 만, 상당수의 대표가 충돌하면 전력의 집중이 취약성으로 이어질 수 있습니다.

실제 비잔틴 결함 공차 (PBFT)

PBFT는 더 작고 밀접하게 결합 된 네트워크를 위해 설계된 결정 론적 합의 알고리즘입니다. POW 또는 POS보다 확장 성이 덜하지만 매우 높은 결함 공차를 제공합니다. 시스템의 무결성을 손상시키지 않으면 서 잘못된 노드의 특정 비율을 견딜 수 있습니다. PBFT는 종종 노드가 알려져 있고 신뢰할 수있는 엔티티가있는 권한 블록 체인에 사용됩니다.

• 노드는 새로운 블록을 제안합니다.
• 다른 노드는 제안 된 블록에 투표합니다.
• 노드의 초고시도가 동의하면 블록이 블록 체인에 추가됩니다.
• 합의가 없으면 프로세스가 반복됩니다.

PBFT의 주요 한계는 확장 성입니다. 많은 노드로 어려움을 겪고 있습니다.

하이브리드 합의 메커니즘

많은 현대 블록 체인은 다양한 접근 방식의 요소를 결합한 하이브리드 컨센서스 메커니즘을 사용합니다. 이를 통해 다양한 알고리즘의 강점을 활용하면서 약점을 완화 할 수 있습니다. 예를 들어, 블록 체인은 POS의 효율을 PBFT의 높은 결함 허용과 결합하여 블록 생성에 POS와 블록을 마무리하기 위해 PBFT를 사용할 수 있습니다. 이 접근법은 블록 체인의 특정 요구에 따라 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

자주 묻는 질문

Q : 가장 에너지 효율적인 합의 메커니즘은 무엇입니까?

A : 스테이크 증명 (POS) 및 그 변형은 일반적으로 작업 증명 (POW)보다 상당히 적은 에너지를 소비합니다.

Q : 확장성에 가장 적합한 합의 메커니즘은 무엇입니까?

A : 확장 성을위한 단일 '최고의'메커니즘은 없습니다. 경우에 따라 DPO가 POW 또는 POS보다 더 확장 가능할 수 있지만 중앙 집중화 위험을 도입합니다. 하이브리드 접근 방식은 종종 확장 성과 보안의 균형을 맞추는 것을 목표로합니다.

Q : 이러한 합의 메커니즘은 얼마나 안전합니까?

A : 각 메커니즘의 보안은 특정 구현과 네트워크의 규모 및 참여에 따라 다릅니다. POW는 일반적으로 계산 요구 사항으로 인해 매우 안전한 것으로 간주되는 반면 POS는 스테이 킹의 경제 인센티브에 의존합니다.

Q : 컨센서스 메커니즘을 사용하면 블록 체인을 해킹 할 수 있습니까?

A : 컨센서스 메커니즘은 보안을 크게 향상 시키지만 완벽하지는 않습니다. 특히 알고리즘 구현에 취약점이 존재하거나 네트워크의 상당 부분이 손상된 경우, 악용이 가능합니다.

Q : 다른 합의 메커니즘 사이의 상충 관계는 무엇입니까?

A : 1 차 트레이드 오프에는 보안, 확장 성, 에너지 소비 및 분산이 포함됩니다. POW는 안보를 우선시하지만 상당한 에너지를 소비합니다. POS는 에너지 효율을 우선시하지만 대규모 이해 관계자의 공격에 더 취약 할 수 있습니다. DPO는 확장 성을 향상 시키지만 중앙 집중화를 위험에 빠뜨립니다. PBFT는 높은 결함 공차를 제공하지만 확장 성으로 어려움을 겪습니다. 하이브리드 접근 방식은 이러한 트레이드 오프의 균형을 맞추려고 시도합니다.