솔라나: 위임된 관심 증명(DPoS) 및 기록 증명(PoH)

쿠키스 리서치 기사

블록체인의 합의 메커니즘은 트랜잭션의 유효성을 검증하고 유효성을 검증하고 정확한 순서대로 블록체인에 추가하는 역할을 합니다. 어떤 합의 메커니즘을 선택하느냐에 따라 유효성 검증 및 순서 지정 프로세스의 효율성이 달라지고, 처리량 수준도 달라집니다. 블록체인 업계에서 솔라나는 블록 시간이 400밀리초, 초당 평균 트랜잭션 수(TPS)가 2,000~3,000이며 이론상 최대 TPS가 65,000에 달하는 고성능 체인입니다(참고로 이더리움의 TPS는 약 12입니다).

이 글의 목적은 솔라나에서 핵심적인 역할을 하며 높은 처리량에 기여하는 두 가지 아키텍처, 즉 위임지분증명(DPoS) 합의 메커니즘과 역사증명(PoH) 메커니즘을 강조하는 것입니다.

1. 전통적인 합의 메커니즘

블록체인의 주요 병목 현상 중 하나인 확장성을 이해하는 것부터 시작해 보겠습니다.

분산형 블록체인 네트워크의 각 노드는 자체적인 내부 시계를 가지고 있으며, 이 로컬 시스템 시계에 따라 실행됩니다. 트랜잭션이 발생하면 노드는 이 로컬 시스템 시계를 기준으로 트랜잭션에 타임스탬프를 추가합니다.

다음 이미지는 노드의 내부 시계를 보여줍니다:

트랜잭션의 최종 승인 또는 거부에 대한 타임스탬프도 이 로컬 시스템 블록을 기반으로 합니다. 작업 증명 PoW와 지분 증명 PoS와 같은 전통적인 합의 메커니즘에서는 모든 노드가 서로 통신하여 서로의 로컬 시계를 조정함으로써 트랜잭션을 처리할 때 시간에 대한 이해가 일관되게 유지되도록 해야 합니다. 노드 간의 통신은 전체 네트워크가 일관된 시간 인식을 통해 트랜잭션의 순서와 승인을 조정할 수 있도록 공통 시간 기준을 설정하는 데 도움이 됩니다.

전 세계에 수천 개의 노드가 있는 분산형 블록체인의 경우 분산형 블록체인의 경우, 노드 간 로컬 시스템 클럭의 차이는 불가피하며, 이로 인해 노드 간 트랜잭션 타임스탬프가 일관되지 않게 됩니다. 이는 노드들이 어떤 트랜잭션이 발생했는지, 블록에서 해당 트랜잭션의 순서에 대한 합의에 도달해야 할 때 문제가 됩니다. 이를 타임스탬프 동기화 문제라고 하며, 네트워크가 노드 수를 늘려 탈중앙화를 강화할 때 더욱 심각하고 복잡해집니다.

결국 이는 악의적인 공격이 가능한 경로를 만들어 공격이 가능한 경로를 생성합니다. 이 타이밍 불일치로 인해 악의적인 공격자는 네트워크를 장악하기 위해 실제 타임스탬프와 유사한 가짜 트랜잭션을 브로드캐스트할 수 있습니다. 트랜잭션 조작을 방지하려면 타임스탬프의 정확성을 검증하는 데 상당한 시간과 처리 능력이 필요합니다. 이는 잠재적으로 블록 확인 지연 또는 블록 거부로 이어질 수 있습니다(노드가 타임스탬프가 다르다는 이유로 블록을 무효화하기 위해 투표할 수 있기 때문입니다).

2. 역사 증명(PoH)이란 무엇인가요?

역사 증명(PoH)은 솔라나에서 트랜잭션이 올바른 순서로 이루어졌음을 증명하는 데 사용됩니다. 순서에 따라 기록되며, 이는 네트워크의 검증자가 쉽게 확인할 수 있습니다.

노드가 각각 고유한 개별 시계를 가지고 있는 첫 번째 섹션과 달리, PoH는 모든 노드가 두 이벤트 사이의 시간 경과를 검증하는 데 사용하는 글로벌 블록으로 생각할 수 있습니다. 이 글로벌 시계를 통해 노드들은 동일한 트랜잭션 기록을 확인하므로, 트랜잭션 순서에 대한 의견 불일치 가능성을 배제할 수 있습니다. 이를 통해 합의에 빠르게 도달할 수 있으며, 트랜잭션을 검증하고 블록체인에 추가하는 데 걸리는 시간을 획기적으로 단축할 수 있습니다.

PoH는 암호화 방식을 사용하여 거래의 연속적인 시간순 기록을 생성합니다. 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

3. PoH에 대한 기술적 심층 분석

각 트랜잭션은 어떤 입력도 받아 고유하고, 예측할 수 없는 출력을 생성하는 것으로 알려진 암호화 방식입니다. 트랜잭션이 해시되면 그 출력은 다음 트랜잭션의 해시를 위한 입력이 됩니다. 이 과정을 통해 해시된 출력에 트랜잭션의 기본 순서가 설정되어 길고 연속적인 체인이 만들어집니다.

PoH(역사 증명)는 블록체인에서 경과 시간의 중요성을 검증하는 검증 가능한 지연 함수(VDF)를 활용하며, VDF는 이전 해시에 의존할 뿐만 아니라 경과 시간도 포함하는 계산 집약적인 함수입니다. 이 메커니즘을 통해 솔라나는 암호학적으로 실시간이 지났음을 표시하여 지속적인 출력을 생성할 수 있습니다. 그 결과, 이벤트의 일관된 타임라인을 보장하는 명확하고 검증 가능한 트랜잭션 순서가 존재합니다. 따라서 검증자는 시간이 얼마나 경과했는지 쉽게 확인할 수 있어 네트워크의 신뢰성을 더욱 높일 수 있습니다.

솔라나에서 PoH(기록 증명)를 사용하면 강력한 보안과 무결성 계층이 추가됩니다. 해시 체인의 어떤 부분이든 변조하려면 모든 후속 해시를 다시 계산해야 하므로, 네트워크가 변경되지 않도록 보호하는 데 많은 노력이 필요합니다.

PoH(기록 증명)는 검증자가 블록당 처리해야 하는 정보의 양을 크게 줄여줍니다. 트랜잭션의 가장 최근 상태의 해시 버전을 사용함으로써 블록 확인 시간이 크게 단축됩니다. 검증자(또는 복제 노드)가 블록을 수신하면, PoH(기록 증명) 시퀀스는 재확인할 필요 없이 신뢰할 수 있는 암호학적으로 신뢰할 수 있는 트랜잭션 시퀀스를 제공합니다. 이러한 효율성은 네트워크가 블록 검증을 위해 다음 검증자를 빠르게 선택하고 이동할 수 있기 때문에 합의 메커니즘의 속도를 높이는 데 매우 중요합니다.

4. 위임지분증명(DPoS)

이 섹션에서는 지분 증명에 대한 이해를 바탕으로 솔라나의 합의 메커니즘에서 지분 증명이 어떻게 사용되는지 설명합니다. 의 합의 메커니즘(DPoS)에서 어떻게 사용되는지 설명합니다.

DPoS에서는 모든 $SOL-보안된 검증자는 네트워크 거버넌스에 참여하여 블록의 유효성에 투표하고 블록체인을 블록체인에 추가할지 여부를 결정할 수 있습니다. 관심 증명 프로세스에 직접 참여하지 않으려는 $SOL 보유자(귀하와 저 포함)는 자신의 토큰을 다른 검증인에게 위임하여 효과적으로 프록시로 만들 수 있습니다. 이 위임 프로세스는 소유하고 있는 $SOL 수에 비례하여 본인의 투표권을 이러한 검증인에게 분배합니다. 위임자는 $SOL을 위임하는 대가로 블록 보상의 일부를 받습니다.

지분율이 높은 노드가 트랜잭션을 검증하고 블록체인에 추가하도록 선택될 가능성이 높으며, 블록 보상을 받을 수 있는 기회는 노드가 높은 수준의 성능과 무결성을 유지하도록 장려한다는 원칙에 따라 DPoS 시스템이 작동합니다.

이제 DPoS와 PoH에 대해 알아본 후, 이러한 지식을 결합하여 솔라나에서 일반적인 블록 확인이 어떻게 이루어지는지 간략하게 살펴보겠습니다.

5. 솔라나 합의 메커니즘의 개괄적인 개요

1. 리더 노드 선택: 리더 노드는 PoH 시퀀스(거래 내역 증명 트랜잭션 시퀀싱)을 생성하고 블록을 생성합니다.

이 선정 과정은 토큰 보유자가 위임한 노드의 지분 가중치에 따라 결정됩니다. 리더십 역할은 검증자 간에 순환됩니다.

2. 트랜잭션에 타임스탬프 추가: 리더 노드는 트랜잭션을 수신하고 PoH를 사용하여 트랜잭션에 타임스탬프를 추가하여 트랜잭션 순서를 형성합니다.

3. 블록 생성: PoH의 시퀀스를 사용하여 리더 노드가 블록 생성을 시작합니다.

4. 블록 전파: 새로 생성된 블록이 복제 노드(분산 네트워크의 다른 검증자)로 전송됩니다.

5. 트랜잭션 유효성 검증: 복제 노드는 다음 두 가지 요소를 검증합니다.

a. 트랜잭션 순서: PoH 시퀀스를 사용하여 트랜잭션이 올바른 순서인지 검증합니다. 글로벌 시계이기 때문에 이 검증은 작업증명이나 지분증명 같은 일반적인 합의 메커니즘과 달리 노드 간 왕복 통신이 필요하지 않습니다.

b. 트랜잭션 유효성: 트랜잭션이 네트워크의 규칙을 준수하고 유효한지 확인합니다.

6. 블록 확정: 트랜잭션의 순서와 유효성을 확인한 후 블록을 블록체인에 추가합니다. 그런 다음 다음 리더 노드가 선택되고 프로세스가 다시 시작됩니다.

결론

솔라나는 블록체인 아키텍처를 개선하기 위해 끊임없이 노력해왔으며, 최근 QUIC, 지분가중 QoS, 현지화된 수수료 체계 등을 개발했습니다. 마켓플레이스. 또한 파이어랜서의 출시로 솔라나 생태계는 효율성이 크게 향상될 것으로 기대하고 있습니다. 특히 솔라나의 고유한 아키텍처인 OPOS(솔라나 전용)는 새로운 사용 사례로 이어질 수 있습니다.