합의 알고리즘

Posted on Sep 12, 2024

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.

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.

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.

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.

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.

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.

설명: Raft는 분산 시스템에서 여러 노드가 일관된 상태를 유지할 수 있도록 리더 기반 구조로 동작하는 합의 알고리즘입니다. 리더가 클라이언트 요청을 처리하고, 그 로그를 팔로워 노드에 복제하여 일관성을 유지합니다. 리더가 장애가 발생하면 새로운 리더가 투표를 통해 선출됩니다.
예시: Etcd, Consul.
장점: 구조가 간단하고 이해하기 쉬워 구현이 용이하며, 리더 선출과 로그 복제가 빠르고 안정적입니다.
단점: 리더에 의존적인 구조이기 때문에 리더가 자주 변경되면 성능이 저하될 수 있고, 리더 장애 시 복구 시간이 필요합니다.