[블록체인] 블록체인 기술의 미래, POS(Proof-of-Stake; 지분 증명) 방식

암호화폐는 (과도한 전력 소비로 인해) 환경에 과도한 부담을 주고 있다는 대중의 질타를 받고 있습니다. 블록체인 기술의 핵심 응용 분야인 암호화폐가 환경의 지속 가능성에 광범위한 영향을 미치게 될 것이라는 우려가 바로 그렇습니다.

예를 들어, 비트코인의 경우, 연간 사용되는 전력 소비량이 41테라와트-시가 넘는 것으로 추산되며, 이는 뉴질랜드 전체의 전력 소비량에 맞먹는 수준입니다. 비트코인과 관련된 지속 가능성 문제는 네트워크 상에서 트랜잭션을 확인하기 위해 사용되는 POW(Proof-of-Work; 작업 증명) 방식 때문입니다.

장부의 트랜젝션 유효성을 확인하는 데 사용되는 POW 방식에서는 디지털 장부에 새로운 트랜젝션 블록을 기록하기 위해 복잡한 암호화 퍼즐을 풀어야 합니다. 채굴자가 암호화 퍼즐을 풀 때마다 체인 상에 새로운 블록이 생성됩니다.

이 블록은 트랜잭션과 통합되어, 네트워크를 통해 전파됩니다. 블록을 생성한 채굴자에게는 소정의 코인과 블록의 트랜젝션과 관련된 수수료가 지급됩니다. 채굴자들이 블록을 생성하고, 그에 따른 인센티브를 받는 일련의 과정에서, 경쟁 우위를 가지려면 많은 전력을 소비하게 됩니다. 채굴자들은 얻은 코인을 법정 화폐로 바꾸어 전기요금을 내면 되지 않느냐고 주장합니다.

전기 요금이 세계에서 가장 싼 축에 드는 중국과 몽골 같은 국가의 경우, 채굴 작업에 사용되는 전력은 거의 석탄 화력 발전으로 만들어 집니다. 석탄 같은 값싼 에너지 자원의 사용이 기후 변화와 환경 파괴에 원인이라는 점은 익히 알려진 내용입니다.

또한 비트코인 채굴자들이 이런 전력망에서 나온 전기를 사용한다는 사실이 골칫거리인 이유는 전력 공급원이 결국 정부 기관과 규제 기관의 손 안에 있어서, 이들이 마음만 먹으면 언제든지 전력 공급을 제한하거나 채굴 작업에 세금을 부과할 수 있기 때문입니다.

예를 들어, 중국이 에너지 소비를 규제하고 나서면, 비트코인 가격에 큰 타격이 될 수도 있습니다. 중국은 이미 ICO를 금지했고, 온라인 거래소를 폐쇄함으로써 암호화폐 시장에 찬물을 끼얹은 바 있습니다. 향후 중국 당국은 자국 내 채굴 작업을 중단시키기 위한 조치를 취할 계획입니다.

정부의 간섭이 없다해도, 기존 POW 방식을 통한 비트코인 채굴은 결국 수익성이 떨어지게 될 수도 있습니다. 4년마다 채굴자에게 지급하는 토큰 인센티브는 반으로 줄어 듭니다. 2021년에서 2024년 사이, 채굴자는 블록 당 6 비트코인을 받게 될 것으로 예상됩니다.

2024년 이후에는 이 수치가 다시 반으로 줄게 될 것입니다. 채굴 인센티브가 적어지면, 네트워크에 채굴자가 줄어들게 될 것이며, 이로 인해 네트워크 보안 취약성이 증가하고, 비트코인 가격에 파급 효과를 미칠 가능성이 높습니다.

블록체인 기술이 계속 진화하면서, 바꿀 수 없는 방식을 통한 분권화되고 분산된 합의를 이끌어내는 것이 새로운 프로젝트의 주요 목표가 될 것입니다. 이런 프로젝트는 모든 이들이 합의한 기록을 효과적으로 남기고자 하는 것입니다.

이제 3세대 블록체인 네트워크는 POW 방식에 대한 환경 친화적인 대안으로 POS(Proof-of-Stake; 지분 증명) 방식을 채택해, 블록을 효과적으로 생성하는데 필요한 연산력을 줄이는 동시에, POW에 의해 생기는 보안성 문제에 대한 해법을 찾고 있습니다.

POS 알고리즘은 네트워크 상의 사용자가 보유한 토큰 양에 비례해 채굴 기회를 줍니다. 즉, 네트워크의 지분을 10%(코인 10%를 보유)를 지닌 개인이 이 지분에 비례해 트랜젝션을 승인할 수 있습니다.

이 채굴자는 이론적으로 총 블록 수의 10분의 1을 채굴할 수 있습니다. 여기에 이해 관계자(유효성 검증자 라고도 함)가 표결에 참여해 다음 트랜잭션 블록의 유효성을 검증합니다. 이 '표결권'의 비중 또한 보유한 토큰에 비례합니다. POS 방식을 통해 네트워크의 보안성을 보장할 수 있는 이유는 디지털 원장의 무결성을 유지하는 것이 채굴자들의 이익에 부합하기 때문입니다.

또한, POS 방식은 시스템을 조작하려는 이들에게 벌칙을 부과할 수 있습니다. 만일 누군가가 다음 블록의 유효성 검증에 부합하지 않은 행동을 한다면, 지분 몰수라는 벌칙을 부과할 수도 있다. 그렇게 되면 코인을 트랜젝션 할 수 없게 되고, 지분 행사도 불가능해 집니다.

이러한 유형의 네트워크가 아직 널리 시험을 거치지 못했지만, POS 모델은 매력적이며 유망한 시스템입니다. 실질적으로 POW 보다 연산 비용이 덜 들고, 채굴의 경제적 및 환경적 비용도 해결해 줍니다.

POS 방식에 기반 한 3세대 블록체인 기술이 널리 사용되면, 네트워크의 보안성과 에너지 효율성이 향상될 것입니다. 또한 블록체인 합의 알고리즘의 속도 향상으로 네트워크 상에서 실행할 수있는 다양한 애플리케이션에도 광범위한 영향을 미치게 될 것입니다.

<출처: Hackernoon, "Why Proof-of-Stake is the Future of Blockchain Technology">