합의 알고리즘들 가운데 하나인 순수 지분 증명(Pure Proof Of Stake)은 무엇인가요?
합의 알고리즘인 순수 지분 증명(Pure Proof Of Stake)은 randomness(무작위성)의 특징을 갖는다고 들었습니다.
순수 지분 증명이란 어떤 합의 알고리즘인지 알고싶습니다.
질문자께서 말씀하신 것처럼 순수지분증명은 'Pure Proof of Stake'를 의미합니다. 이때 'Pure'의 의미는 기존의 POS와 같이 코인 스테이킹 수량에 따라 블록을 생성할 노드로 선택될 확률이 높아지는 것은 맞지만 그 외에 노드들의 블록체인에 대한 악의적 행위에 대한 대비가 없는 순수하게 스테이킹 수량과 무작위 선택만으로 모든 문제를 해결한다는 의미가 있다고 볼 수 있습니다.
그리고 알고랜드는 이러한 PPOS 합의 알고리즘을 통해 블록체인의 트릴레마를 해결하려고 합니다.
그럼 먼저 PPOS 합의 알고리즘에 따른 블록 생성에 대해 알아보도록 하겠습니다. 알고랜드에서 블록은 '암호화 추첨'이라고 알려진 두 단계를 거쳐 생성됩니다. 이를 통해 빠르게 확정성을 부여할 수 있습니다.
우선 '제안 단계'에서는 하나의 토큰이 무작위로 선택되고 그 토큰의 소유자가 다음 블록을 제안하게 됩니다. 그러나 제안자는 이러한 제안의 과정에서만 전체 네트워크에 알려지게 되고 제안자를 선택하기 위한 토큰의 선택은 모든 토큰이 똑같은 확률로 선택될 수 있습니다.
이렇게 블록의 생성이 무작위로 선택된 제안자로부터 제안되면 다음으로 '투표 단계'로 전환됩니다. 이때 1000개의 무작위 토큰이 선택되고 그 토큰의 오너들이 위원회를 구성합니다. 그런데 이때 무작위로 1000개의 토큰을 선택하지만 자연스럽게 코인이 많으면 많을수록 위원으로 선택될 확률도 상승하게 됩니다. 이 말은 토큰을 많이 갖고 있지 않더라도 얼마든지 위원이 될 수 있다는 의미가 됩니다.
그리고 합의 과정에 참여하는 노드들이 보통 정해져 있는 다른 블록체인들의 '고정된 위원회 시스템'과 차이가 있습니다. 따라서 이렇게 무작위로 블록 생성에 대한 합의를 할 위원들이 결정되기 때문에 어느 노드가 블록을 생성하게 될지 예측하기가 힘들게 되므로 공격을 받을 가능성이 낮아지며 보안성이 향상된다고 할 수 있습니다.
계속해서 이렇게 무작위로 선택된 위원 1000명이 블록을 생성하게 위해 많은 연산이 필요하지 않은 작업을 빠르게 처리하여 합의하며 1천만의 1초마다 블록이 생성됩니다. 하지만 이때 별다른 블록 채굴 보상은 없습니다.
마지막으로 무작위로 선택된 1000명의 위원들은 블록을 생성한 이후에 블록체인 네트워크의 다른 노드들에 블록을 전파한 이후 공개되며 이런 과정이 반복되며 블록체인이 빠르게 이어지게 됩니다.
끝으로 앞서 말씀드렸듯이 알고랜드의 PPOS가 블록체인의 트릴레마를 해결하려고 한다고 할 때 어떻게 블록체인의 트릴레마를 해결하려고 하는지 정리하면서 답변을 마치도록 하겠습니다.
우선 확장성과 관련하여 블록을 생성하기 위한 합의에서 연산 파워가 많이 필요한 작업을 하는 것이 아니기 때문에 합의까지 시간이 거의 걸리지 않습니다. 따라서 블록 생성 시간이 1천만 분의 1초 밖에 걸리지 않으므로 거래 처리 속도가 매우 빠를 것이라 생각합니다.
다음으로 보안성과 관련하여 매 블록을 생성할 때 제안자와 위원회가 무작위로 선택이 되고 빠르게 블록을 생성한 후 계속해서 바뀌기 때문에 사실상 공격이 어렵다고 할 수 있습니다. 그렇기 때문에 보안성이 올라간다고 할 수 있습니다.
마지막으로 탈중앙화와 관련하여 코인을 많이 가지고 있으면 블록 생성 위원이 될 확률은 높아지지만 최초의 블록 생성자가 될 확률은 모든 노드가 동일하다고 볼 수 있고 블록의 생성에 대한 보상도 없기 때문에 채굴의 집중화로 인한 탈중앙화의 저하도 일어나지 않으며 1천만 분의 1초마다 계속해서 위원이 바뀌기 때문에 코인을 많이 가지고 있지 않더라도 합의 과정에 참여할 가능성이 높아진다는 점에서 탈중앙화에 더욱 가까워진다고 할 수 있습니다.
답변이 도움이 되길 바랍니다.