Tongzhengtong Research Institute × FENBUSHI DIGITAL 공동 제작

글: Song Shuangjie, CFA, Sun Hanru

특별 고문: Bo Shen, Rin, JX

가이드

글: Song Shuangjie, CFA, Sun Hanru

요약

특별 고문: Bo Shen, Rin, JX

가이드

PoS 합의를 사용하는 블록체인 프로젝트는 수량 및 시장 가치 측면에서 PoW 합의를 사용하는 프로젝트보다 뒤처집니다. 기존의 성숙한 이론을 기반으로 새로운 PoS 프로젝트의 진행이 여전히 예상과 다른 이유는 무엇입니까? PoS 합의는 사람들이 그것을 받아들이고 블록체인 합의 분야에서 자리를 차지하기에 충분한 이점이 있습니까? "스테이킹 이코노미"는 향후 블록체인의 새로운 발전 방향인가?

PoS 합의를 기반으로 하는 블록체인 네트워크에서 "검증자"가 되는 모든 노드는 블록을 생성(또는 게시)할 수 있는 권한을 얻을 수 있으며 확률은 자신이 소유한 "지분"에 따라 달라집니다. 작업 증명과 비교할 때 PoS 합의의 장점에는 에너지 소비 감소, 보안 보장 및 중앙 집중화 위험 감소가 포함됩니다."경제학"초기 PoS 합의는 "무지분" 위기에 직면했고 블록체인은 쉽게 분기되었습니다. "Sword Holder" 메커니즘은 부정직한 노드에 처벌 조치를 추가하여 이전 PoS 합의에 대한 사심 없는 공격을 해결합니다. 모바일 체크포인트 및 상황 인식 메커니즘은 PoS 합의에 대한 "장거리 공격"을 방지합니다.

합의 경제 모델에서 권리와 이익의 역할과 중요성에 따라 PoS 합의를 순수 PoS 합의, 하이브리드 PoS 합의, DPoS 및 권리와 이익만 개념의 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. PoS 합의 토론으로 간주됩니다. PoS로 대표되는 "주식 경제"는 PoW 합의와는 다른 경제 시스템으로 일반적으로 인플레이션 경제 모델을 채택하고 모기지 토큰만 네트워크 합의 프로세스에 참여하여 이자 수입을 얻을 수 있습니다. 인플레이션의 존재로 인해 구두쇠의 "동전 보유 증가" 전략은 새로운 PoS 합의에 더 이상 적용되지 않습니다. 모든 보유자는 네트워크 합의 프로세스에 참여해야 합니다. 이 수요를 기반으로 더 많은 금융 응용 시나리오가 나타날 것입니다.

경제학

목차

안전. 그러나 PoS 경제 모델은 독점과 중앙 집중화 문제도 해결하지 못했습니다.

장기적으로 PoS 합의에 기반한 블록체인 네트워크는 PoW 합의 블록체인과 동일한 규모로 발전할 것입니다.

위험 경고: 중앙화 위험, 기술 진보가 예상보다 낮고 시장 변동성 위험.

목차

1 Proof of Stake, 간략한 역사

2 지분 증명의 보안 "도검"

2.1 블록체인 세계의 "공유지의 비극"

2.2 "소드 홀더" 메커니즘

2.3 새로운 문제 - "장거리 공격"

3 주식 경제 - PoS 합의의 경제 개념

3.1 PoS 합의 유형

3.3 경제적인 관점에서 PoS의 "정량적" 보안

텍스트

3.4 독점과 카르텔

3.5 현재 주류 PoS 알고리즘 소개

4 PoS의 현재와 미래

텍스트

2012년 Scott Nadal과 Sunny King은 논문에서 Satoshi Nakamoto의 작업 증명에 대한 대안적 합의인 PoS 권리 증명을 제안했습니다. PoS 개념을 합의 메커니즘에 통합한 최초의 Peercoin(Peercoin)이 같은 해에 출시되었습니다. 그 후 몇 년 동안 Ethereum 및 Cosmos와 같은 일부 대형 블록체인 프로젝트는 자체 PoS 솔루션을 제안했습니다. 그러나 7년이 지난 오늘날 메인 네트워크가 PoS 합의를 채택한 블록체인 프로젝트(여기서는 DPoS, PoW+PoS 혼합 합의를 포함하지 않음)는 수량 및 시장 가치 측면에서 PoW 합의를 채택한 프로젝트보다 뒤쳐져 있습니다. 기존의 성숙한 이론을 기반으로 새로운 PoS 프로젝트의 진행이 여전히 예상과 다른 이유는 무엇입니까? PoS 합의는 사람들이 그것을 받아들이고 블록체인 합의 분야에서 자리를 차지하기에 충분한 이점이 있습니까? "스테이킹 이코노미"는 향후 블록체인의 새로운 발전 방향인가?

1 지분 증명, 간략한 역사

PoS 합의에 기반한 블록체인 네트워크에서 노드는 더 이상 컴퓨팅 파워를 통해 장부권을 놓고 경쟁하지 않으며, 장부권을 얻을 확률은 그들이 소유한 지분의 양에 달려 있습니다. 여기서 "지분"은 노드가 보유한 토큰의 수이거나 토큰 수의 함수일 수 있습니다. 예를 들어, 아래 Peercoin이 제안한 "coin age" 개념은 노드가 패스를 오래 보유할수록 누적된 코인 나이가 많아집니다. 작업 증명과 비교할 때 PoS 합의의 장점에는 에너지 소비 감소, 보안 보장 및 중앙 집중화 위험 감소가 포함됩니다.

PoS의 역사를 통틀어 PoS의 발전은 크게 세 단계로 나눌 수 있습니다.

첫 번째 단계는 Peercoin으로 대표되는 PoW+PoS 하이브리드 합의입니다. 그러나 이러한 유형의 초기 혼합 합의는 여전히 블록 생성에 참여하는 노드가 일정량의 해시 값 계산을 수행해야 합니다. 즉, 작업 부하와 유사한 방식으로 블록을 생성해야 합니다. 계산을 통한 법적 블록은 노드의 블록과 동일하며, 보유한 지분은 관련되어 있습니다. Peercoin은 "에너지 소비 감소"라는 목표를 완전히 달성하지 못했습니다.

두 번째 단계는 Nextcoin으로 대표되는 순수한 PoS 합의입니다. 이러한 유형의 PoS 합의 메커니즘은 노드가 소량의 해시 값 계산을 수행하도록 요구하지 않거나 요구하지 않지만 분산 및 검증 가능한 난수 생성 기능을 사용하여 블록 생산자를 선택하고 인센티브 방법은 여전히 ​​권리와 관련이 있습니다 노드에 의해 유지됩니다. 이러한 유형의 PoS 합의는 작업 증명보다 적은 에너지를 소비하지만 완전히 해결되지 않은 네트워크 보안을 위태롭게 하는 숨겨진 위험이 여전히 존재합니다.

세 번째 단계는 Ethereum Casper로 대표되는 새로운 유형의 PoS 합의입니다. 이러한 유형의 합의는 일반적으로 합의 알고리즘의 일부로 PoS를 사용합니다: 블록은 PoW 형태로 생성되고 합의의 최종성은 특정 블록 간격으로 PoS에 의해 확인되거나 블록이 PoS 형태로 생성됩니다. BFT 알고리즘을 사용하여 블록 검증을 수행합니다. 이러한 유형의 PoS 합의는 사용된 특정 알고리즘을 기반으로 하지 않습니다.그들의 공통점은 "자본 경제"의 구현입니다.노드는 네트워크 합의에 참여하여 보유하고 있는 지분의 비율에 따라 블록 보상을 얻을 수 있습니다. 초기 PoS와 달리 이러한 유형의 합의는 부정직한 노드에 경제적 벌칙을 추가하여 "지분 없음" 문제를 해결하고 PoS 합의의 보안을 강화합니다.

또한 BitShares와 EOS로 대표되는 "위임" 유형(DelegatedPoS) 합의도 대중에게 잘 알려져 있습니다. 그러나 이러한 유형의 합의에서 권리와 이익은 "슈퍼 노드"에 대한 투표에만 반영되며 경제 모델, 인센티브 및 처벌과는 아무런 관련이 없으므로 일반적으로 PoS 합의로 논의되지 않습니다.

PoS 합의는 블록체인 생산 프로세스에 따라 다음 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

"체인" 기반 PoS(체인 기반 지분 증명). BTC PoW 생성 블록의 원리와 유사하게 알고리즘은 일정 시간마다 노드가 보유한 권리와 이익에 따라 생성 블록을 담당할 노드를 무작위로 선택합니다.이 블록은 합법적인 블록에 추가되어야 합니다. 포크 발생, 통과 합의 알고리즘에 의해 지정된 규칙은 체인을 합의 체인으로 선택합니다.

"비잔틴" PoS(BFT 스타일 지분 증명). 알고리즘은 일정 기간마다 노드가 보유한 권리와 이익에 따라 블록을 게시할 노드를 무작위로 선택하지만 이 블록이 합법적이고 합의 체인에 연결할 수 있는지 여부는 일정 비율의 검증자에 의해 확인되어야 합니다. 투표.

2 Proof of Stake의 안전한 "Sword Holder"

PoW 합의의 컴퓨팅 파워 경쟁, 즉 희소한 외부 리소스를 도입하고 블록체인 네트워크의 보안을 보장하기 위해 노드가 지불한 컴퓨팅 파워를 토큰으로 보상함으로써 PoS는 블록체인 경제 시스템에 의존하기를 희망합니다. 보안 문제를 해결하기 위해. PoS 컨센서스는 "에쿼티"에 따라 블록 부기 권한과 네트워크 보상을 할당하고 일련의 혁신적인 솔루션을 통해 컨센서스의 보안을 보장하며 이를 기반으로 블록체인 세계에서 고유한 "에쿼티 경제"를 만듭니다.

2.1 블록체인 세계의 "공유지의 비극"

초기 PoS 합의는 쉬운 포크의 위기에 직면했습니다. Harding 교수는 "공유지의 비극"이라는 기사에서 이러한 이야기를 설명했습니다. 일부 양치기는 일반 초원에서 풀을 뜯고 있습니다. 초원의 자원은 제한되어 있기 때문에 양의 수가 초원의 용량을 초과하면 최대 수를 운반 한 후 , 무리의 총 생산 가치가 떨어질 것입니다. 2명의 양치기로 구성된 간단한 모델을 생각해보면, 초원의 합리적인 방목량은 2마리이고, 2마리의 양치기는 각각 한 마리의 양을 가지고 있다고 가정합니다. , 무리의 총 생산량이 감소합니다.

모든 목자는 두 가지 선택에 직면합니다: 다른 양을 추가하거나 현상 유지. 양치기가 합리적이라면 두 경우 모두 한 마리의 양을 추가하는 것이 최적의 전략이지만 두 목자가 모두 방목을 선택하면 초원의 총 생산 가치가 감소합니다. '공유지의 비극'의 계몽은 개인에 의한 공적 자원의 무절제한 개발과 활용이 전체 이익의 피해로 이어진다는 점이다.

초기 PoS 합의도 유사한 문제, 즉 "합리적 포크"에 직면했습니다. "체인" 기반 블록체인 네트워크에서 노드가 동일한 높이의 두 블록을 발견하면, 즉 네트워크가 분기될 때 노드는 두 가지 선택에 직면합니다. 1. 합의 규칙에 따라 노드 중 하나를 노드로 선택합니다. 새로운 블록이 생성되는 메인 체인 둘째, 두 개의 분기된 체인에서 동시에 새로운 블록이 생성됩니다.

블록체인은 무형의 기술이며 블록체인이 지닌 생태계는 그 가치의 중요한 부분입니다. "커먼즈의 비극"의 경우 남용된 초원 자원은 제한적입니다. 블록체인 생태계는 여전히 빠르게 발전하고 있지만 무제한 포크는 필연적으로 블록체인 개발자, 커뮤니티 및 생태계의 분열을 야기할 것입니다. 포크가 없을 때의 전체 가치.

PoW 합의 블록체인에서 그러한 선택은 실제로 유효하지 않습니다. 노드가 소유한 컴퓨팅 파워는 고정되어 있습니다.노드가 컴퓨팅 파워의 일부를 포크된 체인에서 채굴하도록 할당하는 경우 먼저 포크된 체인이 결국 가치를 갖지 못할 위험을 감수해야 하며 노드는 포크된 체인의 채굴로 인한 손실 및 메인 체인의 수입 감소. 분기된 체인의 가치가 인정되면 다른 합리적 노드는 신속하게 분기된 체인으로 컴퓨팅 성능을 전환하여 두 체인에서 단위 컴퓨팅 성능 이득의 균형을 달성합니다. 전체 네트워크의 컴퓨팅 파워에 대한 노드의 컴퓨팅 파워 비율이 변하지 않으면 초과 수익을 얻을 수 없습니다. 합리적인 노드의 선택은 메인 체인이 될 가능성이 가장 높은 체인에서 채굴을 계속하는 것입니다.

PoS 컨센서스에서 포크 높이 이전의 포크된 체인의 블록은 원래 체인과 정확히 동일하므로 노드도 포크된 체인에서 동일한 수의 토큰을 갖습니다. 이러한 방식으로 상응하는 권익은 포크된 체인에서 계속해서 블록을 생성할 수 있고 두 체인의 채굴은 서로 영향을 미치지 않으므로 합리적인 노드는 포크된 체인의 존재를 묵인할 것입니다.

인증서 보유자가 이번 분할로 인한 피해를 예측할 수 있다면 자신의 이익을 보호하기 위해 포크된 체인에서 블록 생성을 거부할 것이라는 견해가 있습니다. 그러나 실제로 그룹의 대부분의 개인은 근시안적이며 다른 제한 규칙이 없으면 분기된 체인에서 권리와 이익을 포기하는 노드가 거의 없습니다. 이는 "Nothing-at-Stake"라고도 합니다.

2.2 "소드 홀더" 메커니즘

Ethereum Casper 합의는 "Slashers"(Slashers, "Swordsman"으로도 번역됨) 메커니즘을 적용하고 이전 PoS 합의의 공공 비극을 해결하기 위해 합의 메커니즘에 처벌 조치를 도입합니다. 프로토콜의 핵심 내용은 블록 생성에 참여하는 노드(검증자라고 함)가 일정 금액의 보증금을 약속하고 일련의 페널티 조건을 규정해야 한다는 것입니다. 노드가 위약금 조건에 명시된 조치를 취한 것으로 밝혀지면 노드가 약속한 보증금은 몰수되고 검증자의 권리는 철회됩니다. 처벌받을 행동은 일반적으로 최신 높이에서 블록을 생성하지 않고 두 개의 체인에서 동시에 블록을 생성하는 것과 같은 악의적인 행동을 포함합니다. 악의적인 행동 가능성이 있는 노드에 대한 경제적 제재(슬래싱)는 포크된 체인이 나타날 수 있는 경우 파고 있는 노드와 파지 않는 노드의 예상 수입을 변경했습니다. 모기지 보증금보다 합리적인 노드의 선택은 규칙을 준수하고 정직한 노드가 되어 사심 없는 공격을 해결하는 것입니다.

공상 과학 소설 "Three-Body Problem"의 "검객"은 Trisolaran 함대가 지구를 공격하여 Trisolaran 은하와 태양계를 파괴했을 때 Trisolaran 은하의 좌표를 보냈으며 지구를위한 핵심 세력입니다. 삼체 공격자를 제지하십시오. 차세대 PoS 컨센서스의 "검을 든 자" 메커니즘은 잠재적인 공격자를 제한하는 날카로운 무기이기도 합니다.합리적인 처벌 조건과 모기지 금액을 지정함으로써 컨센서스 메커니즘의 다양한 네트워크 공격에 대한 저항 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

2.3 새로운 문제 - "장거리 공격"

체인 기반 PoS 합의는 합의의 최종성을 결정하는 방법이 더 복잡합니다. PoS는 "누적 작업량이 가장 큰 체인을 메인 체인으로 삼는다"는 개념을 버리고 노드가 자유롭게 합류하거나 나갈 수 있는 PoS 네트워크에서 보증금의 변화는 동적이며 검증자는 다른 체인의 최신 정보를 얻어야 합니다. 어떤 블록이 진정으로 유효한지 결정하기 위한 검증자. PoW 네트워크와 달리 블록이 합법적인지 판단하는 것은 거래의 적법성, 블록 헤더의 해시가 요구 사항을 충족하는지 여부, 메인 체인이 결정된 가장 긴 원칙을 채택하는지 판단하는 몇 가지 객관적인 정보에만 의존합니다. PoS는 '장거리 공격' 성의 가능성도 고려해야 한다.

"장거리 공격"은 PoS 컨센서스에서 가장 위협적인 형태의 공격으로 노드가 모기지를 철회하면 더 이상 후속 블록을 확인할 권한이 없지만 모기지가 철회되기 전에 블록을 복구할 수 있습니다. 더 이상 예치금 몰수로 인한 불이익을 받지 않기 때문에 공격자는 이러한 노드에 뇌물을 주어 충분한 "유령" 예치금(이미 철회된)을 수집하여 교체를 시도할 수 있을 만큼 충분히 긴 공격 체인을 재구성할 수 있습니다. 이러한 노드가 보유한 블록 유효성 검사기로 시간 동안 확인되었습니다.

한 가지 솔루션 전략은 체크포인트를 이동하는 것입니다. 즉, 일정한 블록 간격마다 체크포인트를 설정하고 체크포인트 이후의 블록만 재정렬할 수 있다. 체크포인트 사이의 간격은 일반적으로 요구되는 최소 예치 시간보다 짧습니다. 충분한 확률을 가진 블록이 예치금을 지불한 노드에 의해 검증되도록 보장하기 위함입니다. 또 다른 솔루션 전략은 "컨텍스트 인식 트랜잭션"입니다. 트랜잭션을 구성할 때 이전 블록 또는 여러 블록의 해시 값을 트랜잭션에 기록하여 트랜잭션이 특정 블록 분기와 연결될 수 있도록 하고 분기된 체인에서 위조된 트랜잭션이 어려워지도록 합니다.

3.1 PoS 합의 유형"최종성"합의 경제 모델에서 스테이크가 수행하는 다양한 역할에 따라 PoS를 위의 범주로 세분할 수 있습니다.

후자의 두 가지 합의 메커니즘에서 형평성은 합의 과정에서 결정적인 역할을 하지 않으므로 일반적으로 PoS 합의로 논의되지 않습니다. 이전 두 PoS 합의와 차이점은 네트워크의 경제적 인센티브가 노드가 소유한 지분에 따라 분배되는지 여부입니다. 일부 PoS 컨센서스는 투표를 통해 제한된 수의 검증자를 선출하여 컨센서스 프로세스에 참여하도록 하지만, 이 선출은 스마트 계약을 통해 패스를 검증자에게 "위임"함으로써 실현됩니다. 검증자는 위임된 토큰을 사용할 권한이 없으며 검증자가 획득한 블록 보상은 토큰 수에 따라 소유자에게 분배됩니다. DPoS 합의에서 블록 보상은 슈퍼 노드와 일정 수의 후보 노드에만 할당됩니다.

순수 PoS와 하이브리드 PoS 합의의 차이점은 검증자를 선택하는 과정이 그들이 보유한 지분과 관련이 있는지 여부입니다. 해당 PoW 합의에서 블록 생산자를 선택할 확률은 컴퓨팅 파워와 관련이 있습니다. 하이브리드 PoS 합의는 일반적으로 블록체인에 PoS를 제공합니다.

최종성

검증, 블록 생성 및 검증자 선택은 다른 방식으로 수행됩니다. 노드가 부기 권한을 얻을 확률이 저당권과 관련이 있는 경우 이러한 유형의 합의는 순수한 PoS 합의로 간주될 수 있습니다.

이렇게 정의된 순수한 PoS는 다른 합의 알고리즘을 포함할 수 없으며, 실제로 대부분의 PoS 합의는 BFT 알고리즘을 사용하여 블록에 투표합니다. 예를 들어 Tendermint의 기본 알고리즘은 PoS+pBFT, Proof of Activity의 기본 알고리즘은 PoS+PoW, Casper FFG의 기본 알고리즘은 PoW+PoS+BFT입니다. 의견 일치.

3.2 모든 보유자가 합의 네트워크에 참여

PoS 합의는 다음과 같이 요약할 수 있습니다. 지분 보유자는 합법적이라고 생각하는 블록에 투표하고 부정 행위로 인해 보증금을 잃을 위험을 기꺼이 감수합니다. 블록체인 경제 시스템에서 토큰 보유자는 크게 개인 투자자, 기관 투자자, 재단 및 프로젝트 개발자 유형으로 나눌 수 있습니다. 이러한 토큰 보유자가 토큰을 저장하는 방법에는 개인 키의 개인 보관(오프라인 지갑 서비스 포함), 교환 및 관리인이 포함됩니다. 전통적인 PoS 컨센서스에서는 토큰을 보유해야만 자동으로 이자 수입을 얻을 수 있기 때문에 개인 및 기관 투자자는 일반적으로 컨센서스 프로세스에 참여하기 위해 토큰을 잠그는 것을 꺼려하여 네트워크 보안이 취약합니다.

패널티 메커니즘을 추가한 PoS 합의에서는 모기지 토큰만이 네트워크 합의 프로세스에 참여하여 이자 수입을 얻습니다. 인플레이션의 존재로 인해 "증가를 위해 보유 코인"이라는 구두쇠의 전략은 더 이상 새로운 PoS 합의에 적용할 수 없으며 모든 보유자는 블록 보상을 얻기 위해 합의 프로세스에 참여해야 합니다. 페널티 메커니즘의 존재는 전문 합의 노드를 운영하는 비용을 크게 증가시켜 개인 투자자가 비용을 감당하기 어렵게 만듭니다.

PoS 네트워크가 유사한 위탁 기능을 가진 스마트 계약을 지원하지 않으면 전문 검증 기관이 있을 것입니다. 개인투자자는 전문 검증자 노드를 담보토큰에 위탁하고 일정한 관리수수료를 지불하여 이자수익을 얻습니다. 이 사업에 적합한 네트워크 경제 참여자는 디지털 토큰 거래소, 지갑 등이 있으며, 코인베이스는 현재 테조스 사용자를 위한 지분 담보 서비스를 시행할 계획이며, 투자자들의 연간 수동 소득은 약 8%, 관리 수수료는 20%로 추정하고 있다.

개인 투자자가 새로운 PoS 주식 경제에 참여하는 경우 모기지 토큰의 기회 비용, 기대 수익률, 위탁 모기지 기관의 전문 능력 및 수수료 징수, 전문 지식 및 자체 구축 검증 노드 비용에 필요한 전문 지식.

새로운 PoS 컨센서스는 모든 토큰 소유자가 컨센서스 프로세스에 참여하고 PoW와 다소 다른 네트워크 보안을 유지하도록 권장합니다.

3.3 경제적인 관점에서 PoS의 "정량적" 보안

블록체인 네트워크의 보안은 모든 응용 프로그램 및 성능 지표의 기초이며 "소드 홀더" 메커니즘을 도입하는 PoS 합의는 PoW에 필적하는 보안을 제공할 수 있어야 합니다. 보안의 개념은 합의 메커니즘의 내결함성(fault tolerance)과는 약간 다릅니다.합의의 내결함성(fault tolerance)은 일반적으로 알고리즘을 통해 도출된 이론적인 값인 반면 네트워크 보안은 네트워크의 실제 작동과 같은 일련의 요인에 의해 영향을 받습니다. 네트워크, 경제 모델 및 노드의 규모 블록체인 네트워크의 보안성을 측정할 수 있는 정량화 가능한 지표를 찾고 싶습니다.

경제적 이익의 관점에서 시스템 공격의 이익이 공격 비용보다 높으면 유사한 공격을 시도할 가치가 있습니다. 반대로 시스템을 공격하는 비용이 얻을 수 있는 이익보다 높으면 공격자에게 비경제적이며 그러한 시스템은 "경제적으로 안전"합니다. 예를 들어 미국-멕시코 국경장벽, 마약거래, 불법이민, 심지어 미국-멕시코 국경지역에서의 인신매매까지 막대한 이익을 가져올 수 있고, 국경장벽을 뚫는 데 드는 비용(터널 건설 등)이 만만치 않다. 언급할 가치가 있으므로 " "국경 장벽"은 경제적 불안의 한 예입니다.

최신 암호화는 개인 데이터를 "경제적으로 안전하게" 유지할 수 있는 응용 프로그램의 예입니다. 일상생활에서 널리 사용되는 대칭 암호화의 경우에도 웹사이트 데이터베이스 유출, 평문 저장 비밀번호 등 인적 요소를 고려하지 않는다면 보안성이 매우 높다. 일반 사용자의 암호를 해독하는 데 드는 비용은 종종 사용자 계정 자체의 가치보다 높으며, 블록체인 기반의 비대칭 암호화 기술은 전 세계 모든 컴퓨터의 컴퓨팅 파워 공격에 저항할 수 있습니다.

PoW 합의에서 네트워크의 보안은 충분한 컴퓨팅 성능에 의해 보장되며 노드는 충분한 경제적 인센티브가 있는 경우, 즉 노드를 운영하는 한계 비용이 한계 수익보다 적은 경우에만 채굴에 참여합니다. PoW 네트워크에서는 악의적인 노드에 대한 페널티가 없기 때문에 악의적인 노드가 부담하는 최대 손실은 가능한 블록 보상입니다. 공격자가 51% 공격을 시작하면 최소 51%의 컴퓨팅 파워를 마스터해야 하며 공격자가 N 블록 전에 트랜잭션을 롤백하려면 공격자가 컴퓨팅 파워의 60%를 가지고 있다고 가정합니다. 3N 블록 높이 이후에는 원래 체인보다 더 긴 공격 체인을 파낼 수 있으므로 그의 공격 비용은 3N 블록의 총 보상의 약 60%입니다. 따라서 PoW 네트워크의 공격 비용을 정량화할 수 있으며 전체 네트워크의 컴퓨팅 파워, 컴퓨팅 파워의 임대 가격, 마이닝 머신의 제조 비용, 성장률 등의 매개 변수를 통해 네트워크의 보안을 추정할 수 있습니다. 네트워크 난이도.

Slasher 프로토콜을 포함하는 PoS 합의에서 공격을 시작하는 악의적인 노드는 가능한 이자 수입을 잃을 뿐만 아니라 모기지 보증금도 잃게 됩니다. 블록이 N%로 확인된다는 의미는 블록이 최종 합의가 되지 않으면 검증자는 전체 네트워크 총 예치금의 N%를 잃게 된다는 것입니다. PoS 합의 블록체인에서 공격자가 유사한 공격을 시작하려고 한다고 가정하면 특정 합의 알고리즘에 따라 달라지는 특정 비율의 토큰을 저당잡아야 합니다. "체인" 기반 PoS 합의에서 유사한 공격을 시작하기 위해 일반적으로 총 토큰의 51%를 저당하는 것이 필요하며 지불된 공격 비용은 동일한 수의 토큰이며 비교적 적은 이자 소득 손실입니다.

유통되는 토큰의 51%를 얻기도 어렵다. 한편으로는 2차 시장을 통해 토큰을 구매하는 경우 대규모 인수는 필연적으로 가격을 상승시키고 공격자의 공격 비용을 증가시킬 것입니다. 최대 기간. Cosmos는 총 공급량의 39%에 해당하는 7,390만 개의 토큰을 담보로 제공했고, Tezos는 전체 공급량의 81%에 해당하는 5억 3천만 개의 토큰을 담보로 제공했으며, Decred는 전체 공급량의 48%인 455만 개의 토큰을 담보로 제공했습니다. 토큰의 초기 할당이 합리적이라면 단일 공격자가 유사한 공격을 수행하기가 매우 어렵습니다.

PoW 네트워크의 공격자가 마지막 몇 블록의 트랜잭션만 다시 작성하려는 경우 가능한 수입이 자신의 수익을 초과하는 한 자신이 보유한 컴퓨팅 성능에 따라 블록 보상 비용의 몇 배만 지불하면 됩니다. 공격 비용이 발생하면 네트워크는 안전하지 않은 상태가 됩니다. 그러나 PoS 네트워크의 공격자가 순환하는 토큰의 51%를 마스터하면 네트워크 보안에 대한 손상은 영구적입니다.

PoW 합의는 네트워크에 보안을 제공하기 위해 외부 리소스를 도입하고 이 리소스 자체의 가치는 공격에 대한 특정 임계값을 생성하는 반면 PoS 합의는 공격을 방지하기 위해 네트워크의 토큰의 가치와 처벌 메커니즘에 의존합니다. PoS 권리 및 이익 증명은 합리적인 초기 분배 조건 하에서 작업 증명보다 약하지 않은 "경제적 보안"을 보장할 수 있습니다.

3.4 독점과 카르텔

"경제적 보안"은 블록체인 네트워크가 절대적으로 안전하다는 것을 의미하지 않습니다. 한편으로는 "비용에 관계없이" 공격자가 있습니다. 공격자가 사람의 개입(커뮤니티 강제 공격 체인 롤백 등)과 관계없이 어떤 대가를 치르더라도 블록체인 네트워크를 파괴하려는 경우 현재 어떤 블록체인 네트워크도 저항할 수 없습니다. 유사한 공격. 반면에 과점은 모든 경제적 형태가 직면하는 문제입니다.

PoW 네트워크는 컴퓨팅 파워의 중앙 집중화와 채굴기 제조사의 독점 문제가 있는데, 한편으로는 대규모 마이닝풀이 컴퓨팅 파워를 너무 집중시킬까봐 걱정하는 한편, 전문 마이닝 머신 제조업체는 마이닝 머신의 생산 기술로 소스에서 독점합니다. 규모의 경제가 존재하기 때문에 대규모 자금을 투자하여 채굴기를 제작하거나 채굴장을 설립하는 사업자는 중소 사업자보다 비용이 적게 들기 때문에 PoW 컴퓨팅 파워 경쟁 모델에서 경쟁력이 있으며, 독점을 형성하기가 더 쉽습니다.

PoS 합의 메커니즘은 컴퓨팅 파워와 채굴기의 중앙 집중화 문제를 피하지만 새로운 형태의 독점을 창출하기도 합니다. 많은 수의 토큰을 보유하고 있는 일부 노드는 자발적으로 검증자 연합을 구성할 수 있습니다.그들은 예치금을 몰수할 수 있는 어떤 것도 할 필요가 없습니다.그들의 예치금이 51%를 초과하는 한 거버넌스와 커뮤니티에 부정적인 영향을 미칠 것입니다. 체인에 절대적으로 말할 권리가 있습니다. 이러한 동맹은 충분한 실행 권한이 있는 경우 포함하고 싶지 않은 거래를 포함하지 않을 수 있습니다. 이러한 잠재적 독점은 초기 프로젝트 투자자, 교환 또는 프로젝트 자체일 수 있습니다. 유사한 공격이 발생하면 "커뮤니티 합의"에만 의존하여 포크를 강제할 수 있으므로 PoS 프로젝트의 경우 토큰의 초기 배포 계획과 어느 정도의 유동성 및 시장 가치가 매우 중요합니다.

분산화의 관점에서 PoS는 PoW에 비해 뚜렷한 이점이 없습니다.

3.5 현재 주류 PoS 알고리즘 소개

Cosmos Network는 Tendermint 합의 알고리즘을 기반으로 운영 가능하고 확장 가능한 블록체인 인터넷입니다. Tendermint는 pBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)의 PoS 적응입니다. 네트워크는 해당 확률로 노드가 보유한 지분에 따라 블록을 해제하기 위해 노드를 생산자로 의사 무작위로 선택하지만 블록의 확인 및 최종성 검증은 여전히 ​​pBFT 알고리즘을 통해 완료됩니다.

Casper CBC는 워크로드 증명 GHOST 프로토콜의 PoS 적응 버전입니다.CCBC는 경제 안보에 더 많은 관심을 기울이고 합리적인 인센티브 및 처벌 규칙을 설계하여 카르텔 조직의 출현을 방지하는 순수 PoS 합의입니다."장거리 공격"4PoS의 현재와 미래

그리고 다른 새로운 문제들 때문에 네트워크 보안을 보장하기 위해 더 복잡한 메커니즘을 설계해야 하므로 개발 비용과 잠재적인 보안 취약성이 증가하고 대규모 PoS 네트워크의 개발 진행이 예상만큼 좋지 않습니다.

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