블록 체인 컨센서스의 에너지 효율성

작가: Roger Morrison
창조 날짜: 28 구월 2021
업데이트 날짜: 1 칠월 2024
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Cryptocurrency 마이닝 및 알고리즘 해싱은 엄청난 양의 에너지를 사용하고 있으며 크립토 통화의 대규모 채택은 환경에 큰 영향을 줄 수 있습니다.

비트 코인 백서가 2008 년에 처음 출판 된 후, 가능한 디지털 통화에 대한 전망은 점점 더 많은 사람들에게 갑자기 현실적으로 보였습니다. 세계 경제는 위험에 처해 있었고 중앙 은행은 광범위한 포퓰리즘의 대상이었습니다. 이러한 요소들은 비트 코인에 대한 비교적 분산 된 통화뿐만 아니라 기본 P2P 기술 (현재 "블록 체인")에 대한 관심을 불러 일으켰습니다. 그러나 비트 코인 원장의 트랜잭션을 검증하는 작업 증명 (PoW) 메커니즘은 네트워크가 확장됨에 따라 기하 급수적으로 증가하는 에너지 소비 비용과 함께 제공됩니다. 최신 블록 체인 합의 메커니즘은 무엇보다도 스테이크 증명 (PoS) 인이 문제를 해결합니다.

일반적으로 말하면, 블록 체인 합의 메커니즘의 요점은 피어 투 피어 네트워크에 신뢰할 수없는 검증 및 내결함성을 제공하는 것입니다. 이것이 비트 코인이 통화와 같은 중요한 추진력을 얻는 방법입니다. 비잔틴 장군 딜레마 및 이중 지출 문제와 같은 문제를 해결함으로써 비트 코인 원장은 중앙 권한 지점이나 장애가없는 네트워크로 효과적으로 작동 할 수 있습니다. (비트 코인 기본 사항을 배우려면 비트 코인 프로토콜이 실제로 어떻게 작동하는지 확인하십시오.)

작업 증명

PoW 합의는 실제로 10 년 이상 비트 코인보다 오래되었지만, 나카 모토 사토시 백서가 공개되기 전까지는 널리 활용되지 않았습니다. "작업 증명"이라는 용어는 1999 년 Markus Jakobsson과 Ari Juels가 발행 한 문서에서 만들어졌으며이 개념은 이미 1993 년 초에 일부 한정된 형태로 존재했습니다. 피어 투 피어 네트워크를 보호하고 유효성을 검사하는 방법뿐만 아니라 통화를 획득 (또는 "광산")하는 방법도 있습니다. 비트 코인 블록 체인의 각 광부는 원장을 검증하는 방정식을 해결하기 위해 컴퓨팅 파워에 기여하며, 성공적으로 완료되면 cryptocurrency로 보상됩니다.


PoW는 블록 체인을 보호하고 어느 정도까지 디지털 통화의 실행 가능성을 입증하는 데 매우 효과적이었습니다. 그러나 그것은 또한 컴퓨팅 알고리즘으로서 명백히 낭비입니다. 생성 된 많은 해시가 성공적으로 마이닝 / 확인하는 데 필요한 기준을 충족하지 않기 때문에 PoW 합의에 전념하는 많은 처리 능력이 낭비됩니다. 그리고 성공적인 해시가 달성되고 "블록"이 추가 될 때마다 PoW 블록 체인은 검증하기가 더 어렵고 비효율적입니다. 특히 2017 년에는 비트 코인 네트워크 활동이 크게 증가했으며, 다음 해 6 월까지 비트 코인 및 비트 코인 캐시의 연간 에너지 소비율은 약 70 테라 와트시로 나타났습니다.

스테이크 증명

스테이크 증명은 2011 년부터 개념으로 존재 해 왔으며 몇 년 동안 Peercoin 및 Blackcoin과 같은 암호 화폐에 의해 점차 채택되었습니다. 아마도 가장 주목할만한 PoS 채택은 2017 년 Ethereum 블록 체인의 Casper 하드 포크와 함께 제공되었습니다. PoS 프로토콜은 채굴 자 대신 블록 체인 (일반적으로 핵심 지갑 내)에 특정 자산 임계 값을 가진 노드를 트랜잭션 유효성 검사기로 지정합니다. "지분"은 거래 기간을 나타내는 유통 타임 스탬프뿐만 아니라 검증을 위해 고정 된 소유 금액을 나타냅니다. 자체 문제가없는 것은 아니지만 PoS 검증 모델은 PoW보다 에너지 소비가 훨씬 적습니다 (적어도 장기적으로는).

PoS 프로토콜에는 눈에 띄는 변형이 많으며 스테이크를 유효성 검사의 형태로 사용하지 않는 유사한 모델도 있습니다. 예를 들어 DPoS (위임 된 스테이크 증명) 및 DBFT (잔잔한 내결함성)는 모두 커뮤니티 선거를 실시하여 스테이크 링 노드에 검증 권한을 부여합니다. 중요 증명 (PoI) 모델 (NEM 블록 체인 또는 논란의 여지가있는 Petromoneda cryptocurrency와 같은)은 각 네트워크에 긍정적 기여 (특별 지불 프로토콜과 같은)에 대해 노드를 보상합니다.


PoW와 PoS는 모두 집단 검증의 일부 형태를 통해 네트워크 무결성의 공통 목표를 공유하지만, 그들의 합의 방법은 철학과 기능면에서 크게 다르며, 이는 블록 체인 커뮤니티 전체에 큰 영향을 미치는 경향이 있습니다. 두 프로토콜의 주요 차이점은 PoW가 네트워크를 보호하기 위해 일시적으로 컴퓨팅 성능을 전념하고 PoS는 기존의 부 (또는 지분)를 유효성 검사 도구로 일시적으로 전념한다는 것입니다.

탄소 발

환경 영향은 PoW 채택의 중대한 잠재적 위험을 조명하는 우려가 커지고 있습니다. 최근의 권위있는 연구가 지표면과 해수면의 비정상적인 증가, 해수면 상승 및 기후 데이터의 다른 모든 놀라운 변화에 대해 압도적으로 경고함에 따라, PoW 기반 암호 화폐 (비트 코인과 같은)의 광범위한 채택은 심오한 사회와 에너지 비 효율성 (금융 규제 및 국제 무역과 같은 여러 다른 요소 만)으로 인한 정치적 영향.

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아무도 소프트웨어 품질에 신경 쓰지 않으면 프로그래밍 기술을 향상시킬 수 없습니다.

그럼에도 불구하고 많은 다른 분야 (핀 테크 등)에서 블록 체인의 잠재력은 무시하기에는 너무나 심합니다. 은행에서 미디어 및 통신에 이르는 시스템에 투명성과 익명 성을 제공하는 기술 측면이 있습니다. 블록 체인의 본질적으로 불변의 본질은 내결함성이 있기 때문에 대중에게 책임을 질 수 있습니다. 또한 분산 응용 프로그램 (DApp)은 고도로 민주화 된 소프트웨어 개발, 배포 및 통합을위한 플랫폼으로서 블록 체인 기술의 전망을 강조합니다. (Cryptocurrency는 또한 해커의 온상입니다. Cryptocurrency 요금과 함께 해킹 활동 증가에 대해 자세히 알아보십시오.)

분산

분산 네트워크 또는 원장의 개념은 전 세계 사람들과 기관에 블록 체인 기술을 사랑했습니다. 그러나 PoW 또는 PoS가 장기적으로 순수하게 탈 중앙화 상태를 유지할 수 있는지 여부는 논쟁의 여지가 있습니다. 비트 코인 유효성 검사기가 CPU에서 GPU로, 점진적으로 ASIC 채굴 자 (매우 지역화 된 채굴 지역에서는 언급하지 않음)로 점진적으로 발전함에 따라 PoW 하드웨어 및 확장에 의한 채굴은 고도로 중앙 집중화되었습니다. 그리고 PoS (커뮤니티 강제 규범 또는 제한 사항에 의해 확인되지 않은)는 본질적으로 부를 집중 시켜서 권력을 집중시키는 경향이 있습니다. 이러한 문제는 하이브리드 PoW / PoS 시스템의 장점과 DPoS 및 PoI와 같은 최신 모델의 장점을 강조합니다.

Bitcoin Lightning Network와 같은 다른 혁신 기술은 기존 PoW 블록 체인의 일부 에너지 소비를 줄일 수있는 솔루션을 향해 노력하고 있습니다. 그러나 PoW 네트워크가 계속 성장한다면 새로운 합의 모델 (PoS, PoI 등)과 비슷한 장기적인 에너지 효율 표준을 유지할 것 같지 않습니다. 그리고 정부와 규제 기관이 점점 증가하는 블록 체인 기술 문제를 처리하는 방법은 여전히 ​​남아 있습니다.