[Blockchain 101] Proof of Work(PoW)

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• Proof of Work(PoW)의 특징 / 원리 

 

PoW는 블록체인 네트워크에서 새로운 블록을 생성하고 네트워크의 무결성을 유지하기 위한 합의 알고리즘입니다.

 

➀ 특정 문제가 주어지면, 네트워크의 노드(마이너)들이 이 문제를 해결하는 계산 작업(해싱)을 수행합니다. 

➁ 문제를 해결하려면 연산 능력과 시간이 요구되며, 이를 통해 참여자의 노력이 증명됩니다. 

➂ 가장 먼저 문제를 해결한 노드가 새로운 블록을 생성할 권한을 얻고, 보상(암호화폐 또는 트랜잭션 수수료)을 받습니다. 

 

ex) 비트코인, 라이트코인과 같은 대표적인 블록체인 시스템이 PoW를 사용

 

 

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• Proof of Work(PoW)의 장점

 

➀ 보안성 강화 

- 블록 생성에 많은 연산 자원이 필요하므로, 네트워크를 공격하려면 엄청난 비용과 시간이 요구됨

- 비트코인처럼 큰 네트워크에서 51% 공격이 매우 어려움

 

➁ 탈중앙화 

- 네트워크에 참여하는 모든 노드가 블록 검증 과정에 참여

- 중앙 관리자가 필요 없음

 

➂ 데이터 무결성 보장

- 블록체인에 기록된 데이터는 변경이 불가능

 

➃ 신뢰 없는 환경에서의 합의

- 참여자 간 신뢰가 없어도, PoW를 통해 모든 노드가 합의에 도달 

 

 

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• Proof of Work(PoW)의 단점

 

➀ 높은 에너지 소비

- 연산 문제를 해결하는 데 막대한 전기가 필요

   ex) 비트코인 네트워크는 일부 국가와 맞먹는 에너지를 소비 

 

➁ 확장성 부족 

- 초당 처리 가능한 트랜잭션 수(TPS)가 제한적

- 트랜잭션 속도가 느리며, 네트워크 혼잡 시 수수료 증가 

 

➂ 중앙화 가능성

- 대규모 채굴 업체나 채굴 풀이 네트워크의 해시파워를 독점할 가능성

(해시파워 : 블록체인 네트워크에서 채굴에 사용되는 연산 능력(컴퓨팅 파워))

 

➃ 51% 공격

- 해시파워의 51%를 장악한 공격자가 부정 거래를 승인하거나 블록을 위조 가능

- 네트워크가 충분히 분산되지 않은 경우 발생 위험이 높음 

 

 

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• PoW를 채택하는 블록체인 네트워크에 위변조가 발생 가능한 경우  

 

➀ 51% 공격

- 공격자가 네트워크 해시파워의 51% 이상을 장악하면 새로운 블록을 조작하거나, 기존 블록을 재구성 가능

  ex) 더블 스펜딩(Double Spending) 문제 발생

 

➁ 소규모 네트워크 

- 해시파워가 낮은 블록체인 네트워크에서는 PoW의 보안성이 낮아질 수 있음

- 공격자가 상대적으로 적은 자원으로 네트워크를 장악 가능

 

➂ 중앙화된 채굴 환경

- 채굴 풀이 과도하게 중앙화되면 특정 그룹이 네트워크를 통제할 위험