기업에서 사용 될 이더리움 기반 프라이빗 블록체인 대표적으로 Hyperledger Besu에 대해 알아보자.

먼저, 의문점이 있다. 블록체인이란 기본적인 컨셉은 퍼블릭한 투명성을 목표로 탈중앙화가 목표인데, 프라이빗이란 개념이 들어간다는건, 블록체인의 컨셉에 어긋나는게 아닌가?

프라이빗 블록체인의 기본적인 컨셉은 기업이나 개인 환경에서 사용이다.

한마디로, 구축자의 특성에 맞는 또 다른 이더리움 세계를 구축한다는 것이다.

어떤 환경 내에서도 불변성, 투명성이 필요하다. 그래서 특정 환경일때, DB를 사용하지 않고, 이러한 장점이 있는 프라이빗 블록체인을 사용한다.

Hyperledger Besu

Besu는 EVM을 지원하는 오픈소스이다. 자체 네트워크를 구성 할 수 있는 프라이빗 블록체인 및 이더리움과 연동가능한 퍼블릭 네트워크 구성까지 가능하다.

주요 합의 알고리즘 종류

1. 작업 증명 (Proof of Work, PoW)

• 네트워크 참여자들이 매우 복잡한 수학적 문제를 해결하는 경쟁을 통해 블록을 생성하는 방식입니다. 이 문제를 먼저 해결한 노드가 새로운 블록을 추가할 권리를 얻게 됩니다.
• 예시: 비트코인, 이더리움(2.0 이전).
• 장점: 보안성이 높고, 중앙화된 권한 없이 탈중앙화된 네트워크에서 동작 가능.
• 단점: 에너지 소모가 매우 크고, 처리 속도가 느릴 수 있음.

2. 지분 증명 (Proof of Stake, PoS)

• 설명: 노드가 보유한 암호화폐의 양(지분)에 따라 블록 생성 권한을 얻는 방식입니다. 지분이 많을수록 새로운 블록을 추가할 확률이 높아집니다.
• 예시: 이더리움(2.0), 카르다노(Cardano), 폴카닷(Polkadot).
• 장점: 에너지 효율이 높고, PoW에 비해 블록 생성 속도가 빠름.
• 단점: 지분이 많은 노드에 의한 중앙화 가능성.

3. 위임 지분 증명 (Delegated Proof of Stake, DPoS)

• 설명: 사용자가 일정 수의 대표자를 선출하고, 이 대표자들이 블록을 생성하는 방식입니다. 대표자는 네트워크 참여자들의 투표에 의해 선정되며, 이들이 블록 검증과 생성 작업을 수행합니다.
• 예시: EOS, 트론(Tron), 스팀(Steem).
• 장점: PoS에 비해 더 빠른 처리 속도를 제공하며, 에너지 효율이 좋음.
• 단점: 선출된 소수의 노드에 의해 중앙화될 가능성이 있음.

4. 권한 증명 (Proof of Authority, PoA)

• 설명: 신뢰할 수 있는 소수의 검증자가 블록을 생성하는 방식입니다. 검증자는 네트워크 내에서 신뢰할 수 있는 인물로 인증된 상태여야 하며, 이들이 블록을 추가하는 역할을 합니다.
• 예시: VeChain, 일부 프라이빗 블록체인.
• 장점: 매우 빠르고, 신뢰할 수 있는 환경에서 효율적으로 동작.
• 단점: 중앙화되어 있을 가능성이 높고, 소수의 검증자에게 의존.

5. 지연된 작업 증명 (Delayed Proof of Work, dPoW)

• 설명: 블록체인의 보안을 강화하기 위해 기존 PoW 블록체인의 해시를 사용하여 추가 보안 레이어를 제공하는 방식입니다. 즉, 보조 체인이 주요 PoW 체인의 보안을 빌려와 활용하는 형태입니다.
• 예시: Komodo.
• 장점: 기존 PoW 블록체인의 보안성을 활용하면서도 효율성을 높임.
• 단점: 기존 PoW 체인에 의존성이 있음.

6. 비잔틴 장애 허용 (Byzantine Fault Tolerance, BFT)

• 설명: 비잔틴 장군 문제를 해결하기 위한 방식으로, 네트워크 내 일부 노드가 악의적인 행위를 하거나 응답하지 않는 상황에서도 시스템이 정상적으로 동작할 수 있게 합니다.
• 예시: Hyperledger, Tendermint.
• 장점: 높은 보안성을 제공하고, 네트워크 내에서 신뢰할 수 없는 노드가 있더라도 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있음.
• 단점: PoW나 PoS에 비해 복잡하며, 네트워크가 커질수록 속도가 느려질 수 있음.

7. 실용 비잔틴 장애 허용 (Practical Byzantine Fault Tolerance, PBFT):

• 사용 예시: Hyperledger Fabric
• 특징: 네트워크 내에서 과반수 이상의 노드가 동일한 상태에 도달해야 합의가 이루어짐.

8. QBFT (Quorum-based Byzantine Fault Tolerance)

• 설명: QBFT는 비잔틴 장애 허용(Byzantine Fault Tolerance, BFT) 계열의 합의 알고리즘 중 하나로, 네트워크 내의 노드들이 합의에 도달하기 위해 과반수 이상의 노드의 승인을 요구하는 방식입니다. 비잔틴 장애를 허용하면서도 네트워크의 안전성과 효율성을 유지하려는 목적에서 개발되었습니다. PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance) 알고리즘에서 발전된 형태입니다.
• 예시: Hyperledger Besu에서 사용되며, 주로 기업용 블록체인에 적합한 알고리즘으로 알려져 있습니다.
• 장점: 네트워크 내 악의적인 노드가 있더라도, 과반수의 신뢰할 수 있는 노드가 있으면 안전하게 합의에 도달할 수 있습니다. 또한, PoW처럼 에너지 소비가 크지 않으며, 빠른 트랜잭션 처리가 가능합니다.
• 단점: 네트워크 규모가 커질수록 합의에 필요한 통신 비용이 증가하여 성능이 저하될 수 있습니다. 노드 수가 많아질수록 네트워크의 처리 속도가 느려질 수 있습니다.

QBFT는 비잔틴 장애 허용을 기반으로 하면서도 성능과 확장성을 유지하려는 알고리즘으로, 주로 엔터프라이즈 블록체인 환경에서 사용됩니다.

이더리움이란?

1. 블록체인 기반 플랫폼: 스마트 계약과 탈중앙화 애플리케이션(dApps) 실행하는데 사용 된다.

2. 암호화폐 거래 이상의 다양한 기능(스마트계약 함수)을 제공한다

3. 이더리움 네트워크는 수많은 노드로 구성되어 있으며, 각 노드는 이더리움 블록체인을 유지하고 검증하는 역할을 한다.

이더리움 가상 머신 (EVM, Ethereum Virtual Machine)

1. 이더리움 네트워크 내에서 스마트 계약을 실행하는 가상화된 컴퓨팅 환경

2. 스마트 계약과 탈중앙화 애플리케이션의 핵심요소

3. 가상화된 컴퓨터로, 이더리움 네트워크에서 분산적으로 실행

4. 스마트 계약은 Solidity 언어로, 바이트코드로 컴파일되어, EVM에서 이 바이트코드를 읽어 실행한다.

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