채굴방식 : 작업증명(Proof of Work)이란?

▣ 블록체인 채굴(Mining) 방식
 
1) 채굴(Mining)이란 분산원장 시스템인 블록체인에서 참여자 노드(Node)간 합의한 방식으로 블록체인 생성작업을 진행하며, 성공적으로  채굴을 수행한 참여자가 그에 대한 보상으로 해당 블록체인에서 만들어지는 암호화폐를 얻어내는 과정을 이라고 지난 글에서 설명했다. 

2)  모든 블록체인은 최초에 블록체인을 만들어 낸 설계자가 해당 블록체인이 추구하는 가치와 목적에 따라서 채굴 방식을 결정했다. 예를들어 비트코인 블록체인의 미국 달러화의 무한정 발행에 대한 저항으로서 제한된 수량의 비트코인만 생성이 되도록 프로그램 되었다.

3) 즉, 비트코인 블록체인의 목적은 무한정 발행할 수 있는 미국 달러화와 다르게 최대 21,000,000개의 블록만 생성이 되도록 처음부터 설계되면서 블록을 만드는 방법도 1초라도 빨리 함수정답을 찾아내기 위해 연결한 컴퓨터를 24시간 가동시켜서 블록을  생성하고 검증하는 채굴자에게 비트코이라는 암호화폐가 자동으로 지급된다.

▲ 기업형 작업증명(POW) 채굴 공장

4) 비트코인 블록체인이 작업증명 방식으로 설계가 되었기 때문에 많은 블록체인들은 작업증명 방식으로 개발되었으나 2016년 이후 개발되고 있는 블록체인들은 다양한 합의 방식을 채택하며 만들어지고 있다.

▣ 작업증명(Proof of Work) 방식

1) 작업 증명은 영어 약자로 POW라고 불리우며, Proof of Work을 의미한다. 단어에서 내포하는 바와같이 일(Work)을 했다는 증거(Proof)를 통해 보상을 받게되며, 중요한 사항은 이중 지출을 방지하기 위한 메커니즘으로서 초기에 개발된 많은 주요 암호화폐는 작업증명 방식을  블록체인 생성을 위한 합의 알고리즘으로 사용한다. 

▲ 작업증명 이미지

2) 작업증명에서 “작업” 이란 블록생성하기 위해서 기존 블록에 연결될 블록을 검증하고 찾아내는 것을 말하며 수식 연산 함수를 통해 함수 정답을 찾아내서 데이터를 전달하고 조건과 일치하는지 확인하는 것을 말한다.

3) 작업증명을 통해 암호 화폐의 원장을 보호할 수 있으며, 이 작업 증명이 비트코인 합의 알고리즘으로 표면화되었으며 현재까지 여전히 지배적인 합의 알고리즘이다. 2008년 비트코인 백서에서 사토시 나카모토에 의해 소개되었지만 기술 자체는 원래 그보다 훨씬 이전에 구상되었던 합의 방식이다.
 
4) 이중 지출은 동일한 자금이 두 번 이상 사용되는 것을 의미하며 이 용어는 디지털 화폐와 관련하여 주로 언급된다. 실물 화폐로 대금을 지불할 경우 이중 지출 가능성이 거의 없지만 암호화폐 구조에서는 가능성이 존재한다. 즉, 암호화폐는 데이터일 뿐이므로 사람들이 동일한 단위를 다른 장소에서 복사하여 지출하는 것을 방지해야 한다.

5) 블록체인 생성 가능 숫자가 줄어들면서 네트워크의 해시 비율이 높을수록 유효한 함수 정답을 찾기가 더 어려워지며, 그러한 상황을 난이도(Difficulty Level)가 상승한다고 표현한다. 이는 블록이 너무 빨리 발견되지 않도록 설계되어 있기 때문이며, 엄청난 양의 함수를 풀어내기 위해서는 지속적으로 컴퓨터를 작동시켜야 하며, 그에 따른 비용이 많이 들며 계산 주기와 전기를 소모하게 된다. 그러나 블록체인 프로토콜은 유효한  정답을 찾으면 해당 블록체인이 생성하는 종류의 암호화폐로 보상한다.