작업 증명 대 지분 증명: 차이점은 무엇이며 어느 것이 더 나은가?

지난 1년 이상 암호화폐 산업의 발전을 따라오셨다면, 어느 시점에서 “Ethereum 2.0”이라는 용어를 보셨을 것입니다. 이는 기본적으로 프로젝트의 여러 측면을 변경하고 Ethereum을 개선하여 훨씬 더 빠르고, 저렴하며, 확장성이 높고, 여러 면에서 더 현대적으로 만들기 위한 업그레이드입니다.

물론, 이더리움 사용자가 가장 크게 체감하게 될 변화 중 하나는 작업 증명(Proof of Work) 합의 메커니즘에서 보다 진보된 지분 증명(Proof of Stake)으로 전환하는 것입니다. 이러한 메커니즘이 무엇인지, 혹은 이더리움이 왜 PoS로 전환하는지 모른다면, 계속 읽어보세요. 필요한 모든 내용을 설명해 드리겠습니다.

합의 메커니즘이란 무엇인가?

앞서 우리는 이더리움이 하나의 합의 메커니즘에서 다른 메커니즘으로 전환하려는 계획을 언급했으며, 이것이 왜 중요한지 이해하려면 먼저 이러한 메커니즘이 무엇인지 알아야 합니다.

본질적으로 암호화폐 산업과 암호 네트워크는 탈중앙화되어 있어 모든 서버를 운영하고 자금을 통제하는 중앙 권한이 없습니다. 그러나 이는 동시에 거래를 검증하고, 이중 지불을 방지하며, 자금을 조작하는 행위를 방지할 주체가 없다는 것을 의미합니다.

전통 금융에서는 은행, Visa (V ), PayPal (PYPL ) 등 중앙화된 서비스가 이러한 역할을 수행하지만, 암호화폐에서는 합의 메커니즘을 사용합니다. 본질적으로 이는 암호 네트워크의 컴퓨터들이 어떤 거래가 정당한지에 대해 합의하고, 이를 블록체인에 진실로 기록하도록 하는 시스템입니다.

요즘은 다양한 합의 메커니즘이 존재하며, 각 프로젝트는 고유성을 위해 자체 메커니즘을 개발하고 거래 정당성을 어떻게 확립할지에 대한 비전을 제시하려 합니다. 그러나 가장 주요하고 가장 큰 두 가지는 작업 증명(Proof of Work)과 지분 증명(Proof of Stake)입니다.

작업 증명(Proof of Work, PoW)이란?

작업 증명은 현재까지 가장 오래된 합의 메커니즘입니다. 이는 사토시 나카모토가 비트코인 거래가 확인되고 최종 확정되며 진실임을 보장하기 위해 처음 개발한 방식입니다.

네트워크가 메커니즘을 실행하고, 거래를 처리·검증하며, 이를 블록으로 결합하고, 해당 블록을 해결해 blockchain에 기록하기 위해 많은 처리 능력이 필요하기 때문에 작업 증명이라고 불립니다.

현재 작업 증명 네트워크는 이 작업에 대해 새로운 코인을 발행하여 보상합니다. 전체 과정은 바로 암호화폐 채굴의 핵심이며, 새로 발행된 코인은 ‘채굴된’ 것으로 간주됩니다. 거래를 처리한 개인은 네트워크에 대한 기여에 대한 보상으로 이 코인을 받습니다.

그렇다면 여기서 모든 것이 잘 작동하는 듯 보이는데, 문제는 무엇일까요? 왜 새로운 메커니즘이 고안되었을까요?

사실 그 이유는 메커니즘을 운영하는 데 필요한 처리 능력의 양 때문입니다. 이는 엄청나게 크며 낭비적인 것으로 간주됩니다. 장점에도 불구하고 이 메커니즘은 속도가 느리고 확장성이 부족할 뿐만 아니라, 이를 구동하는 전력 소모가 많아 친환경적이지 않습니다.

그 결과 개발자들은 다른 접근 방식을 선택했고, 이는 ‘지분 증명(Proof of Stake)’이라는 보다 우수한 합의 메커니즘으로 이어졌습니다.

지분 증명(Proof of Stake, PoS)이란?

앞서 언급했듯이, 지분 증명은 제한적이고 에너지 효율이 낮은 작업 증명의 결함에 대한 블록체인 산업의 대응책입니다. 새로운 시스템은 스테이킹을 사용하며, 이는 작업 증명의 채굴과 유사한 기능을 수행하여 최신 거래 묶음을 처리하고 이를 블록으로 묶어 최종적으로 블록체인에 추가합니다.

작업 증명과 마찬가지로, 이 과정에서도 참여자에게 보상이 주어지며, 이는 새로 발행된 코인입니다.

각각의 지분 증명 시스템은 약간씩 차이가 있어 독특합니다. 그러나 일반적으로 모든 PoS 블록체인은 전기가 아니라 자금을 제공하는 검증자 네트워크를 활용합니다. 검증자들은 자신의 암호화폐를 스테이킹하여 거래를 검증할 기회를 얻고, 그 노력에 대한 보상을 받습니다.

네트워크는 각 검증자가 풀에 추가한 코인 수와 해당 코인이 풀에 머문 시간을 기준으로 자체적으로 승자를 선정합니다. 따라서 더 많은 암호화폐를 스테이킹 풀에 오래 잠궈두는 검증자가 큰 보상을 받을 확률이 높습니다.

하지만 과정은 여기서 끝나지 않습니다. 네트워크가 승자를 선정해 블록을 검증하면, 다른 검증자들이 해당 블록이 정확한지 확인해야 합니다. 새로운 블록이 체인에 추가되고 보상이 지급되며, 이 과정이 다시 시작됩니다.

당연히 검증자는 매우 중요한 역할과 큰 책임을 지게 되며, 이를 위해 많은 기술 지식과 충분한 스테이킹된 코인이 필요합니다.

왜 이더리움은 PoS로 전환하고 있는가?

작업 증명의 결함은 발명된 이래로 매우 명백했습니다. 확장성이 제한되고, 전력 소비가 많으며, 속도가 느립니다. 결국 어느 시점에서는 더 우수한 메커니즘으로 교체해야 한다는 것이 분명했지만, 당시에는 다른 선택지가 없었기에 이더리움은 PoW를 사용할 수밖에 없었습니다.

오늘날 이더리움은 그 대가를 치르고 있지만, 자체적인 PoS 메커니즘을 개발하고 전환을 진행하고 있습니다. 물론, 다양한 프로젝트가 오래전부터 자체 PoS 버전을 개발했으며, 현재 많은 프로젝트가 이를 기본 솔루션으로 채택하고 있습니다. 작업 증명은 이제 더 이상 흥미롭지 않아, 개발자들은 보통 PoS로 전환하거나 완전히 새로운 메커니즘을 고안하는 선택을 합니다.

대부분의 경우 PoS가 선택됩니다. 이는 훨씬 더 확장 가능하고 최소한의 탄소 발자국을 가지며, 대량의 전력을 필요로 하는 복잡한 수학적 연산 대신 코인을 제공하는 스테이커만 필요하기 때문에 에너지 효율이 매우 높습니다.

PoS는 이미 Cardano나 Tezos와 같은 가장 큰 체인들에 사용되고 있으며, 이더리움도 곧 이들에 합류할 예정입니다. 특히 이더리움이 PoS로 전환하면 현재 PoW 사용으로 인해 계속 증가하고 있는 높은 거래 수수료를 줄이는 것이 중요합니다.

그 외에도 PoS는 PoW와 마찬가지로 안전하며, 네트워크 중단에 대한 경제적 제재와 악의적인 행위자를 방지하는 메커니즘을 갖추고 있습니다. 작업 증명에서는 채굴자가 잘못된 정보나 블록을 제출하면 커뮤니티의 전력과 시간을 낭비하게 됩니다.

하지만 PoS에서는 검증자들의 스테이킹된 코인이 모두가 올바르게 행동하도록 유인하며, 네트워크 중단이나 시스템 손상을 시도할 경우 코인을 잃는 벌칙이 부과됩니다. 결국 두 메커니즘은 접근 방식은 다르지만 같은 목적을 수행합니다. PoS는 더 적은 자원으로 더 나은 결과를 제공하여 보다 효율적이며, 이는 우수한 선택이 됩니다.