채굴 산업의 안전성을 도모하다

작업 증명(PoW)은 비트코인, 이더리움 등 유명 있는 네트워크에서 구현된 가장 보편적인 컨센서스 메커니즘으로, Conflux Network도 예외가 아니다.

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Conflux Network는 성숙한 네트워크에서 입증된 신뢰성을 이유로, PoW 컨센서스를 사용한다. 그러나, 관련 당사자들을 위해 Conflux의 메커니즘은 채굴장의 규모가 아무리 크든 작든 간에 공정하게 채굴하기 위해 통합된다.

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현재 세계 양대 블록체인 네트워크인 비트코인과 이더리움이 각각의 네트워크에 대해 PoW 컨센서스를 운영하고 있으며 환경적에 미치는 영향은 막대하다. 비트코인은 연간 58.81 TWh, 이더리움은 이스라엘과 케냐의 연간 전력 소비량인 7.89 TWh를 각각 요구한다.

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채굴장들이 항상 차세대 저렴한 전기 공급원, 더 나은 환경 조건, 그리고 더 효율적인 기계를 추구하면서 재생 에너지를 통해 전력 소비의 영향을 상쇄하려는 많은 시도가 있었다. 그러나, 그 해결책들 중 어떤 것도 문제의 근본을 건드리지 않는다.

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해싱 파워의 대부분은 낭비된다. 체인에는 하나의 블록만 포함이 되고, 남은 고아와 삼촌 블록은 그것들을 형성하는 데 사용되는 에너지와 함께 버려진다.

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Conflx Network의 접근 방식은 간단하다.

모든 채굴된 블록은 네트워크 안정성 확보를 위해 사용된다. 블록이 버려지지 않는다는 것은 에너지를 덜 낭비한다는 것을 의미한다. 운영비 절감은 장기적인 채굴의 지속 가능성과 네트워크 보안에 매우 중요하다.

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웹 3 세계의 발전에 직면하고 있는 가장 큰 난제 중 하나는 이 영역에서 더 강력한 플레이어에 의한 통제를 점진적으로 중앙 집중화하는 것이다. 이러한 현상은 채굴 산업에서 더 명백히 드러난다. 현재 이더리움과 비트코인에서는 맞춤형 채굴 하드웨어(ASIC)를 보유하지 않고 채굴 풀에 가입하지 않으면 사실상 블록 획득이 불가능할 정도이다. 심지어는 채굴의 약 50%가 이더리움의 경우 2개의 채굴 뿔에서, 비트코인의 경우 3개의 채굴 풀에서 장악하고 있는 실정이다.

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Ethereum mining is dominated by only a handful of players — far from the decentralized vision of Web3. source

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한동안 ASICs에 대한 투쟁이 존재해왔다.

2년 전 Ethereum Detailing Programmatic POW(ProgPOW)를 위해 EIP-1057이 제안되었다. 그것에 대해 많은 논쟁이 있었지만, 전체적인 목표는 상업적으로 이용 가능한 GPU의 능력에 더 잘 맞도록 PoW 구현 알고리즘을 변경함으로써 ASIC의 이점을 줄이는 것이다. 이는 해싱, 메모리, 무작위성 변화를 포함하며 현재 ASIC의 효율 우위를 현재 2배에서 추후 1.1–1.2배 수준으로 감소시킬 것으로 기대된다.

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Conflux Network에서는 100% ASIC 내성이 있을 수 없다고 보고 있으며, 이러한 경우에 대처하기 위해 더욱 향상된 메모리-하드 PoW와 같은 메커니즘을 구현했다.

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그러나, Conflux Network는 블록 생성 보상을 어렵게 하는 원인으로, ASIC과 이에 따라 채굴 풀들이 존재하는 이유의 근본을 해결하려는 것에 중점을 두는 메커니즘을 가지고 있다. (마이너들의 유일한 수입원으로서, ASIC은 자연스럽게 하드웨어와 자원 풀링의 해싱 파워의 장비 경쟁을 촉진한다.)

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비트코인의 경우 약 10분, 이더리움의 경우 13초마다 블록이 생성되는데 비해 Conflux Network는 매초 2개의 블록이 생성된다. 이는 다르게 표현하면, Conflux Network에서는 비트코인에 비해 1200 대 1, 이더리움은 26 대 1의 경쟁력을 가지고, 채굴 보상을 받을 수 있다는 얘기다. 블록을 더 많이 획득할 수 있는 기회가 늘어나면 거대해 시력을 보유하기 위해 채굴 풀를 만드는 동기가 줄어들게 되고, 단독 채굴은 더욱 촉진될 기회를 갖게 되어 채굴 환경을 보다 분산된 환경으로 변화시킨다. 또한, 채굴장들은 거래 수수료와 블록 보상뿐만 아니라 스토리지 이자로부터 보상을 받을 수 있다.

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채굴풍의 공격은 탐지가 매우 어렵고, 투기에만 근거할 수 있기 때문에 좀처럼 공론화되지 않는다. 그러나, 그것은 매우 간단히 진행된다. 그것은 채굴 풀에 대해 더욱 격분하게 되는 요소이다. 채굴 풀의 기본 아이디어는 채굴장에게 블록 난이도보다 쉬운 풀 난이도가 할당되고, 채굴자가 풀 난이도보다 나은 해결책을 발견하면 채굴 풀장에 보고해 블록 난이도와 대조된다. 이것이 블록 난이도보다 낫다면 채굴 풀은 이긴다! 그런 다음 채굴자가 풀 난이도를 충족하는 설루션을 얼마나 많이 보고했는지에 따라 블록 보상이 분배된다.

이 공식은 이 조건이 사실일 때 다른 풀을 공격하기 위해 새로운 해싱 파워를 사용하는 것이 더 낫다는 것을 보여준다. 간단히 말해서, 경쟁자가 충분히 크고, 새로운 해싱 파워의 양이 풀의 큰 이득이 되지 않는 한, 공격하는 것이 더 낫다는 것이다.

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큰 풀은 해싱 파워(거부자)가 너무 크기 때문에 방정식의 왼쪽을 쉽게 작게 만들 수 있다. 이를 통해 우측을 더 큰 부분으로 만들어 공격하고 사업에서 퇴출시키는 작지만 상당한 규모의 경쟁자를 간단하게 선택할 수 있다. 그 때문에 해싱 파워가 점점 더 중앙집권화되는 악순환이 형성됐다. 보다 높은 수준의 중앙 집중식 마이닝으로 네트워크는 분산형 미래라는 비전에서 벗어나지만, 더 중요한 것은 보안이 51%의 공격으로 손상될 수 있고 불변성은 더 오래 보장되지 않는다는 점이다.

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채굴 풀 공격의 중단은 Conflux Network의 수명과 안정성을 보장하기 위해 필수적이다. 그래서 우리는 공격 주기를 깨는 설루션을 개발했다. 공격이 발생할 수 있는 주요 메커니즘은 블록 난이도에 대한 지식이다. Conflux Network에서는 채굴 풀에서 비밀로 사용될 수 있는 여분의 noce를 도입해 설루션을 구현하고 있다. 작업 증명 방식의 주요 방정식은 다음과 같다.

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이를 통해 서버는 두 번째 nonce 및 풀 난이도의 해시를 광부에게 제공할 수 있으며, 광부는 블록 난이도를 알 수 있지만 두 번째 nonce 때문에 정확한 해결책이 있는지 알 수 없게 된다. 따라서 채굴 풀의 공격을 허용하는 메커니즘을 완전히 제거한다. 그리고 개인 광부의 경우, 그들은 간단히 어떤 nonce도 그들의 "비밀사항"으로 선택할 수 있다.

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