PoA(권한 증명)은 어떻게 작동하는가?

How Does Proof of Authority Consensus Work?

권한증명(이하 PoA)는 지난 2017년 3월 이더리움 프로토콜을 기반으로 한 블록체인에 제안되었다. 이는 원래 이더리움의 Ropsten 테스트 네트워크에 대한 스팸공격을 해결하기 위한 해결책으로 개발되었었다. 이 새로운 네트워크는 Kovan으로 명명되어 오늘나라 모든 이더리움 사용자가 사용할 수 있는 기본 테스트 네트워크로 자리잡았다.

PoA합의는 기본적으로 지분 증명 모델에서 실제 지분을 보유하는 방법대신, 검증자의 신원(Identity)을 지분처럼 활용하는 모델이다. 이 신원은 각 네트워크 내의 트랜잭션 및 블록을 검증하기 위해, 사전 승인된 유효성 검증자 그룹(검증자)에 의해 확인된다. 검증자 그룹은 네트워크의 효율성과 관리 가능한 보안을 보장하기 위해 일반적으로 상당히 작은 크기 (25이하)를 유지해야 한다.

PoA 네트워크의 주요 특징은, 요구되는 연산 능력이 상대적으로 낮고, 합의에 도달하기 위한 노드간의 통신 요구 사항이 없으며, 네트워크의 연속성은 공개 도메인에서 교차 검증을 통해 사전 승인되고 검증가능하게 신뢰할 수 있기 때문에 사용가능한 노드의 수와 독립적이라는 것이다.

PoA는 알고리즘을 해결하기 위해 전력을 소비해야 하는 PoW모델 보다 덜 계산 집약적이도록 설계되었다. 또한 PoA는 PoS모델 내에서 두 당사자간의 지분이 동일할 수도 있지만, 각각의 가치는 보유 지분에 따라 달라질 수 있다는 우려를 없앴다. 예를 들어 엘리스는 1000개의 xyz토큰을 가지고 있고, bob도 1000개의 xyz 토큰을 가지고 있다고 가정해보자. 그러나 이들의 실제 재산에 차이가 있다면, 실제 자신의 자산이 더 작은 쪽이 해당 xyz 네트워크의 성공에 투자할 가능성이 크다.

그다지 적절한 예 & 표현은 아니었던 것 같다.

검증자 (validator)가 되기 위해서는 기본적으로 아래와 같은 3가지 요구 사항이 있다.

이들의 신원은 공개 도메인 (예: 공증 데이터베이스)에서 사용할 수 있는 신뢰할 수 있는 데이터를 통해, 신원을 상호 참조 할 수 있는 기능이 있는 상태에서 신원을 공식적으로 식별이 가능해야 한다.
검증자가 될 수 있는 자격은, 장기적으로 검증자가 재정적,평판적으로 정직한 검증자로 남아있기 위한 분명한 동기로 작동하기 위하여, 어려워야 한다.
검증자를 설정하는 프로세스는 일정해야 한다.

위의 요구사항을 약간씩 변형한 몇가지 플랫폼이 있다. 이 플랫폼들은, 결과적으로 검증자들이 장기적으로 네트워크의 일부로 남아 있으며, 부정직하게 행동되는 것이 도움이 되지 않도록 하는 데에 중점을 두고 있다. 악의적으로 행동하는 검증자는 검증 프로세스 상에서 쉽게 제거하고 교체할 수 있어야 한다. 검증자의 최종 결과는 미래의 재정적인 수입 손실 뿐만 아니라, 명성에 대해서도 손실이 있을 것이다.

인터넷 소셜미디어의 현재 환경에서, 우리는 사람들이 논평이나 발언을 제대로 하지 못함으로써 대중의 비난을 통해 명성을 잃는 것이 얼마나 쉬운지 반복적으로 지켜보았다. 공공영역에서 평판의 취약성에 대한 인식이 높아 짐에 따라, 검증자가 시스템 내에서 정직하게 행동할 수 있는 이러한 평판이 강력한 인센티브가 되어야 한다.

동시에, PoA는 주로 프라이빗 블록체인에 가장 효과적으로 보인다. 예를 들어, 각 은행이 자체 검증자 역할을 하는 검증 가능한 은행 네트워크를 들 수 있다. 블록체인의 상태를 확인 하기 위해서는 대다수가 필요하며, 프로세스 상에서의 상당한 영향력, 개인정보보호, 권한 등을 포기하지 않고도 거래 검증과 합의에서 향상된 효율성을 유지할 수 있다.

현재 구현된 PoA

앞서 언급되었뜻이, PoA는 현재 이더리움의 Kovan 테스트 넷에서 사용중이다. 또한 여러 유명 플랫폼에서 사용되며, 현재 시점에서는 프라이빗 블록체인 네트워크를 구현하려는 여러 기관에게 가장 그럴듯한 합의 매커니즘으로 보인다.

Autority Network (POA Network)에서 증명은 블록체인에서 PoA합의를 구현하는 원칙에 기반한 플랫폼이다. PoA 네트워크는 스마트 컨트랙트를 위한 공개 플랫폼으로, 독립적인 검증자로 구성된 노드가 있는 이더리움의 사이드 체인이다. 누구나 쉽게 확인할 수 있고, 온체인 확인과 상호 참조가 가능하므로 공공 데이터베이스 검증자를 자격 검증 메커니즘으로 사용한다. 본질적으로, 검증자들은 2단계를 통해서 공식적으로 신원을 확인한다. 클라이언트 측 PoA 네트워크 Dapp 과 공증인 시스템.

또다른 예로는 VeChainThor 블록체인 네트워크가 있다. 이 네트워크는 주로 공급망 및 물류 영역에서 정보 및 추적의 투명한 흐름 공개를 위한 엔터프라이즈 수준의 공개 블록체인에 중점을 둔다. VeChain은 자체 독점 검증 프로세스를 통해 유효성 검증 노드를 선택하고 네트워크에서 PoA 컨센서스를 사용하여 거래 및 블록 체인 상태를 확인하는 효율을 활용으로써 해당 노드에 이점을 제공한다.

만약 Vechain이 PoS 또는 PoW에 합의 모델을 의존한다면 Bitcoin 및 PoS 플랫폼과 같은 PoW 암호 화폐가 겪고 있으며 극복해야 하는 확장성 솔루션을 연구, 최적화 및 적절하게 구현해야하므로 플랫폼 출시가 크게 지연 될 수 있다. 이미 공급망 산업에 종사하고 있는 회사가 네트워크 내에서 유효성 검사자가 되도록 허용하면 프라이빗 블록 체인 네트워크에서 쉽게 달성할 수 있는 네트워크 보안을 만드는 데 도움이 되는 집단으로 조정할 수 있다.

PoA 컨센서스의 최적화 된 버전의 다른 구현에는 Hyperledger 및 Ripple 등도 있다. Hyperledger Fabric의 합의는 실용적인 비잔틴 결함 허용에 근거하지만, 컨소시엄 블록 체인을 위한 open-source umbrella framework 의 일부로 PoA 컨센서스를 사용한다. 리플은 PoA 합의의 반복적 형식을 사용하고 있다. 자세한 정보

PoA의 장점과 우려

PoA 합의가 일부 퍼블릭 블록 체인에서 구현되었지만, 그들은 여전히 Bitcoin과 Ethereum이 열망하는 진정한 의미의 분산화 부족하다. 여기서 의미는 PoA 합의 플랫폼이 실제로 완전히 분산되어 있다고 주장하는 것이 아니라, 탈중앙화와 중앙 집중화로 인한 효율성 사이의 절충안을 의미한다.

한편으로 PoA 모델에 대한 몇 가지 우려 중 하나는, 다소 분산되어 있지만 여전히 중앙 집중식 시스템의 효율적인 버전이라는 것이다. 이는 프라이빗 블록체인, 심지어 일부 퍼블릭 블록체인의 이상적인 특성에 대한 회의론으로 보인다. 사설 블록체인으로서 은행이 PoA 합의 네트워크를 사용한다고 가정해보자. 거래 또는 네트워크를 사용하는 특정 업체의 검열 및 블랙리스트 지정은 대부분의 검증자(은행)의 큰 관심사가 될 수 있으며, 이 시점에서부터 블록체인을 불변의 원장형태로 사용한다는 아이디어가 쓸모없게 된다.

즉, 과연 모두가 공평하게 분산원장을 가짐으로서 블록체인으로서의 의미가 있는데, 일부 검증자들에게 그 권한을 주는 것이 블록체인의 기본적인 사상에 옳은가 하는 궁극적인 질문이다.

약간 이상해보이는 또 다른 우려도 있다. 어떤 사람들은 단순히 자신의 평판에 신경 쓰지 않는다는 사실이다. 이와 비슷하게, 그들의 명성을 망치는 것에 대한 보상은, 그것이 네트워크 내에서 그들의 행동의 직접적인 파생물이든 제3자가 부정한 행동을 하도록 획득한 재정적 인센티브이든 간에, 단순히 비용보다 더 크다는 것이다. 이는 노드 수에 제한이 있는 검증자의 모델에 내재된 문제이며, 제3자의 외부 영향력에 노출된게 된다.

평판, 명성 다 까고 그냥 한탕 하기 위해서 오작동하는 검증자는 어떻게 할 것인가?

PoA 컨센서스 네트워크의 장점은 상당히 분명하다. 트랜잭션 시간 및 전체 네트워크 컨센서스의 효율성 향상. PoA 컨센서스를 사용하는 이러한 모델은 분산된 응용 프로그램에서도 훨씬 효과적이며 분산된 네트워크에 비해 쉽게 확장할 수 있다. 또한 관련 기술의 혁신은 검증자가 서로 독립적이며 제 3 자 개입에 취약한 네트워크를 더욱 안전하게 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, Intel의 SGX 보안 컴퓨팅 기술은 노드에서 실행되는 검증자 소프트웨어를 외부 간섭으로부터 보호하는 데 도움이 되는 방법으로 채택되었다.

결론

Ropsten 테스트 네트워크의 내재적 문제를 극복하기 위해 고안된 합의 모델에서 스마트 컨트랙트, 사이드 체인 및 글로벌 공급망 추적의 거대한 산업에 초점을 맞춘 퍼블릭 블록체인의 공식 검증 방법에 이르기까지 Proof of Authority 합의는 다양한 합의 메커니즘을 테스트하고 구현하는 데있어 중요한 발전이다.

PoA 합의가 궁극적으로 프라이빗 블록 체인에서 주로 사용되거나 공공 및 분산 네트워크의 중요한 사이드 체인으로 사용 될 수 있는지 여부는 아직 알려지지 않았습니다.