이더리움의 지분증명(POS)에 대한 장단점

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 개발자들이 2022년 말 이전에 업그레이드가 완료될 것으로 전망하면서 가장 기다려지는 이더리움 2.0 업데이트가 점차 다가오고 있다. 이번 업그레이드에서 가장 중요한 부분 중 하나는 지분증명방식(Proof-of-Stake, PoS)로 변환하는 것이다. 

 대부분의 사람들은 이 변화에 대해 긍정적인 움직임으로 받아들이고 있는 반면 일부는 이에 대해 의문을 가지고 있다. 

 이번 기사는 이더리움이 지분증명 메커니즘으로 전환되는 것의 장단점을 탐구해보려 한다. 

 이에 대한 장단점을 논하기 전에, 먼저 지분 증명과 작업증명(Proof of Work)과의 차이를 이해할 필요가 있다. 작업증명(PoW)을 사용하는 채굴자들은 이더리움 네트워크에 다른 블록을 쌓기위에 경쟁을 한다. 블록체인에서는 코인을 채굴하기 위해 자신의 컴퓨터가 어려운 수학 문제를 가장 풀도록 해야 하며, 이 경쟁에서 첫번째 채굴자가 문제를 맞출 경우 이에 대한 보상을 얻는다. 이러한 과정을 이더리움 블록체인은 초창기부터 확보하였다. 그러나 그러한 생태계의 발전은 몇가지 결함을 드러내었다. 그러하여 나타나게 된 것이 지분증명으로 이를 대체하는 합의 알고리즘이 나타나게 되었고, PoW의 느리고 에너지 소비율이 높은 부분을 개선할 수 있어 PoS 구현을 요하게 되었다. 

 지분증명 또한 경쟁을 한다. 참여자들은 블록들을 형성하는데 있어 별도의 채굴장비가 필요하지 않고 무의미한 계산이 없어 그 과정이 더 빠르고 적은 에너지를 들이게 한다. 지분증명은 이더리움 블록체인 트랜잭션을 증명하기 위해 일정량의 코인을 자신의 지분으로 스테이킹해야 한다. 채굴과 다르게 지분증명은 검증자 노드가 잘못된 트랜잭션을 발생시키지 않게 경제적 동기가 된다. 만약 네트워크가 잘못된 트랜잭션을 발견해낸다면 검증자 노드는 지분의 일부를 잃게 된다. 선택된 검증자들은 이더리움 네트워크에서 사용된 거래 비용을 랜덤으로 보상받게 된다. 이더리움을 스테이킹 하기 위해서는, 사용자들은 32개의 이더리움 토큰을 소유하고 있어야 한다.  

지분증명은 진입장벽을 제거하고 탈중앙화를 구축 가능하게 한다

  작업증명방식은 비용이 매우 비싸다. 참여자들은 핸드폰과 노트북 같은 일반적인 기기로는 트랜잭션 검증에 필요한 업무를 수행하기에는 어려운 면이 있다. 채굴자가 되기 위해서는 수퍼컴퓨터 같은 값비싼 기기를 구입해야 하는데 이에 반면, 소규모 채굴자는 블록 데이터를 해씽 하여 수익을 얻는데에 시간을 걸리게 된다. 

  뿐만 아니라, 마이너들은 인터넷 네트워크에 계속하여 연결하기 위해서는 많은 전기를 사용하게 된다. 채굴은 많은 것을 요하는데 특히 채굴의 방식에 있어서 문제를 가장 빠르게 채굴된 블록만 인정받기 때문에 일반적으로는 대형 채굴 업체와 같은 곳에서만 슈퍼 컴퓨터를 이용하여 문제를 해결할 수 있다. 

 지분증명은 작업증명보다는 조금 더 지속가능한 탈중앙화 방법이라고 알려져있다. 이용자들은 이더리움을 담보로 가지고 있으면 되는데, 이더리움의 가격이 시장에 따라 가격이 매겨질 수 있지만, 가치가 상승하게 되면 검증자에게 이익이 되기 때문에 보유하는 것이 상대적으로 낫다. 또한, 이 프로트콜은 여러 가지 요소에 기초하여 검증자가 되며 거래를 처리하는데 기여하고 이에 대해 보상을 얻기 위해 자금을 모을 수 있다. 보상을 위해 상대적으로 많은 코인을 유통시키지 않아도 되므로 코인의 가격이 보다 안정적으로 유지될 수 있다. 

지분증명은 이더리움 트랜잭션을 개선시킨다 

  이더리움은 다양한 거래 문제에 있어서 많은 비난을 받고 있다. 거래를 확인하는 데 정체(停滯)가 발생하여 평소보다 시간을 시간을 더 소비하며, 이는 전 투자자들이 앞다퉈 매수를 하던 ICO 붐 때 이런 혼잡(混雜)한 모습이 자주 보였다. 최근에 들어서는 NFT 민팅 이벤트도 이와 큰 차이점이 없다. 사람들에게는 가장 문제되는 점은 아마 거래비용이기 때문이다. 이러한  네트워크 정체에  사용자들은 상대적으로 많은 비용을 거래 수수료로 지불하게 된다.

  지분증명은 위와 같은 문제점을 완전히 해결할 수 있을지에 대한 것은 불확실하다. 다만, 거래 속도와 비용 측면에서 일부는 개선될 것이라 보고있다. 작업증명에서 경험한 초당 64건의 트랜잭션에 비해 지분증명에서는 초당 최대 100,000건까지 트랜잭션이 가능해진다.

 비싼 수수료와 지연 없이 더 많은 양의 트랜잭션을 처리할 수 있는 네트워크 확장성(scalability)이 향상된다면 더 많은 탈중앙화 어플리케이션을 이더리움에서 실험해 볼 수 있을 것이다. 또한 지분증명으로 전환 이후 대규모 기업 채택과 이더리움 블록체인에 저장할 수 있는 디지털 자산 확대가 이루어질 전망이다. 

지분증명은 이더리움 생태계를을 친환경적으로 만든다  

  비트코인과 다른 암호화폐는 작업증명 방식으로 운영되면서 많은 공해를 배출하기에 비판을 받고 있다. 공정하게 말하면 코인을 채굴하는 과정에서 많은 사람들이 깨끗한 에너지로 채굴할 수 있도록 노력이 이루어지고 있기도 하다. 

  한편 이더리움이 지분증명으로 전환한다면 이러한 환경이슈에 대하여 문제가 생기지 않게 된다. 이더리움을 기술로 환경에 미치는 영향에 특히 주목함으로써 윤리적 소비자와 기업으로 거듭날 수 있게 할 것이기 때문이다.  

이더리움 지분증명의 단점 

  다가오는 지분증명으로의 전환은 몇가지 단점이 존재한다. 이 단점들에 대해 동의하지 않을 수 있지만 언급할 가치는 있어보인다. 

  우선, 지분증명은 작업증명에 비해 큰 스케일로 테스트를 해보지 않은 메커니즘이다. EOS, Tezos(XTZ), Lisk(LSK), Cosmos(ATOM), 그리고 Cardano(ADA)은 모두 지분증명을 이더리움이 만들어지기 전부터 사용하였다. 그럼에도 불구하고, 이 프로젝트들의 활동들은 과거에 상당히 많은 활동을 함에도 불구하고 이더리움와 같이 거대한 거래량을 만들지는 못하였다. 따라서 이는 지분증명을 이용하는 가장 큰 스케일의 테스트가 될 것이다. 

  둘째로, 지분증명은 구현하기가 더 어렵다. 즉 이더리움의 지분증명은 시간이 많이 소모된다. 이 기사를 쓰는 당시에도 롭스텐 테스트넷(Ropsten testnet)은 자체적으로 개발자들에게 이더리움이 메인넷이 어떻게 시행될지 실행하려고 했다. 

  마지막으로, 구독자가 약간 까다로운 편이라면, 담보 시스템에 대해 문제점이 있다고 생각할 것이다. 코인을 스테이크할 때, 일반적으로 예치자는 정해진 스테이킹 기간이 끝날 때까지 코인을 옮기거나 거래하는 것이 불가능하다. 나아가 지분증명 방식 또한 작업증명과 마찬가지로 합의(consensus) 메커니즘에 문제점이 있습니다. 지분증명 알고리즘에서도 일부 소유자에 대부분의 지분이 몰려있는 경우가 다수이기 때문에 소수 소유자에 의해 의사결정에 있어 큰 영향을 미칠 수가 있기에  평등하다고 볼 수 없으며 완전한 탈중앙화된 네트워크로 보기 어려운 문제가 있다. 지분증명의 경우에는 더 많은 지분을 가진 소유자가 더 많은 블록 보상을 가져가는 구조라 투입 비용을 제외한 실질적인 동작 상 작업증명과 큰 다른점이 없다는 비판을 받게 된다. 

  이더리움 2.0 런칭이 눈 앞으로 다가오면서, 업데이트가 생태계에 어떤 좋은 변화를 가져다줄지 대한 논쟁은 곧 정리될 것이라 보인다. 

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