이더리움 백서 톺아보기 - 9편
수정된 GHOST 도입
GHOST(Greedy Heaviest Observed Subtree) 프로토콜은 ‘Yonatan Sompolinsky’와 ‘Aviv Zohar’에 의해 2013년 12월에 처음 소개된 혁신이다. GHOST의 문제의식은 현재 빠른 확인시간(confirmation times)을 가지고 있는 블록체인들이 높은 스테일(stale) 비율로 인해 보안성 저하라는 문제를 안고 있다는 것인데, 이는 블록들이 네트워크를 통해 전파되는데 일정한 시간이 걸리기 때문이라는 것이다. 만일 채굴자 A가 하나의 블록을 채굴했는데, 이 블록이 채굴자 B에 전파되기 전에 채굴자 B가 다른 또 하나의 블록을 채굴했다고 하면, 채굴자 B의 블록은 결국 낭비될 것이고, 네트워크 보안에 기여하지 못하게 될 것이다.
- 이더리움 백서 중 -
비트코인의 경우 채굴에 성공하기 위해서는 2가지 조건이 필요합니다. 비트코인 합의 알고리즘인 POW(Proof of work)가 제시하고 있는 어떠한 작업에 대한 증명을 완료해야지 블록을 쌓을 권한이 생겨나고 채굴자가 블록을 만들고 그에 대한 보상을 받을 수 있습니다. 다만 비트코인에서 제시하고 있는 작업에 대한 증명을 완수하더라도, 다시 말해 블록을 만드는데 성공하더라도 해당 블록을 전파하여 다른 풀노드들이 자신이 가지고 있는 가장 긴 체인에 해당 블록을 추가하지 않으면 블록을 만든 것에 대해 보상받지 못합니다. 탈중앙화된 환경에서는 이러한 일이 발생할 수 있는데요. 이렇게 블록 생성에 성공하였지만 블록 전파 과정에서 가장 긴 체인(주체인)에 추가되지 못한 블록은 보상을 받지 못한 블록을 스테일 블록(Stale block)이라고 이야기합니다.
채굴자 입장에서는 전기세와 채굴장비의 CPU 연산과정을 거쳐(오랜 시간을 투자해서) 채굴에 성공하였는데도 불구하고 보상받지 못했다고 생각할 수 있습니다. 이더리움에서는 이러한 보상 문제를 보완하기 위해 공평한 보상제도로 전환하고 보안성을 강화하는 전략으로 수정된 GHOST를 도입했습니다.
비트코인에서 블록이 생성되는 시간이 대략 10분 정도 소요되는 데 비하여 이더리움은 10초 정도로 매우 짧습니다. 하지만 블록의 생성 주기가 짧으면 채굴의 중앙집중화 문제가 발생할 수 있는데, 이를 수정된 GHOST를 통해서 개선할 수 있습니다.
기본적으로 이더리움에서는 2가지 채굴 보상이 있습니다. 하나는 비트코인과 동일하게 블록을 만들고 가장 빨리 전파하여 가장 긴 체인(주체인)에 블록이 포함되는 경우 보상하는 것으로, 비트코인과 동일합니다. 다른 하나는 이더리움에서는 블록을 만드는 데 성공했으나 전파과정에서 경쟁에서 밀려서 가장 긴 체인(주체인)에 블록이 포함되지 못한 스테일 블록(Stale block)에게도 보상을 주는 것입니다. 이런 추가적인 보상제도를 통해 채굴자들에게 조금 더 효율적인 인센티브 제도를 부여하고, 10초라는 짧은 블록 생성 주기로 인해 발생할 수 있는 중앙 집중 채굴현상을 완화할 수 있습니다.
결론
이더리움 프로토콜은 본래 매우 범용적인 프로그래밍 언어를 통해 ‘블록체인상 에스크로나 인출한도설정, 금전계약, 도박시장 등의 고급 기능’을 제공하는 디지털자산의 업그레이드 버전으로 구성되었다. 이더리움 프로토콜은 이러한 애플리케이션을 직접적으로 제공하는 것이 아니라, 튜링완전언어(Turing-complete programming language)를 통해 이론적으로 거의 모든 형태의 이체방식이나 애플리케이션을 만들어낼 수 있도록 지원한다. 더욱 흥미로운 것은 이더리움은 단순한 ‘화폐’의 차원을 훨씬 뛰어넘는다는 점이다. 분산저장공간(DFS:decentralized file storage)이나 분산컴퓨팅, 분산예측시장(decentralized prediction market) 프로토콜 등은 사실 수많은 응용개념 중 일부에 불과하다. 이러한 새로운 개념들은 컴퓨팅 산업의 효율성을 폭발적으로 높일 수 있는 잠재력이 있으며, P2P 프로토콜에 처음으로 ‘경제적인 차원(economic layer)’을 입힘으로써 엄청난 혁신을 가져올 수 있을 것이다. 마지막으로 컴퓨팅이나 금융과 관련이 없는 분야에서도 다양한 애플리케이션들이 나올 것이다.
이더리움 프로토콜이 제공하는 ‘임의상태변환(arbitrary state transition function)’이라는 개념은 고유의 잠재력을 지닌 플랫폼을 탄생시킨다. 기존의 자료 저장공간이나 도박, 금융 등의 하나의 목적에 특화된 폐쇄형 구조(close-ended)와는 달리, 이더리움은 자유롭게 조정이 가능한 구조(open-ended)이다. 우리는 이것이 몇 년 이내에, 금융 부문이든 비금융 부문이든 엄청나게 많은 종류의 서비스를 설계할 수 있도록 돕는 것에 특화된 기반이 될 것이라고 믿는다.
- 이더리움 백서 중 -
이더리움 백서의 결론입니다. 결론에서 첫 번째로 이야기하고 있는 부분은 기존의 비트코인이 디지털자산으로서 역할을 하는 부분을 업그레이드하여 디지털자산 그 이상의 다양한 형태의 애플리케이션을 만들 수 있는 플랫폼을 만드는 것입니다. 즉 이더리움은 단순한 디지털자산이 아니라 블록체인 기술을 기반으로 하는 다양한 애플리케이션을 만들 수 있는 튜링완전언어(자유롭게 프로그래밍 언어를 사용할 수 있는)를 지원하는 플랫폼입니다.
결론에서 언급한 P2P 프로토콜에 처음으로 ‘경제적인 차원(economic layer)’을 입힘으로써 엄청난 혁신을 가져온다는 이야기를 조금 더 풀어서 설명하면 기존의 IT 플랫폼은 플랫폼이 가지는 가치 그리고 그러한 가치를 실현하는 기술로, 프로토콜의 역할을 했습니다. 이더리움이 제시한 플랫폼은 프로토콜이 비트코인을 포함한 다양한 디지털자산을 이동할 수 있는 통로 역할도 되고 또 다른 디지털 자산을 프로토콜이 만들어내기도 한다는 의미로 경제적인 차원이 추가되었다는 것입니다. 즉 이러한 프로토콜 차원에서의 디지털자산의 이동통로 및 새로운 디지털자산의 생성 역할을 플랫폼이 마련해 준 것입니다.
우리가 일반적으로 활용하는 IT 플랫폼은 해당 기업이나 기관에 의해서 관리되고 데이터들 역시 수정이나 삭제가 쉽게 이루어집니다. 그리고 그러한 구조는 언제든지 사라질 수 있는 서비스이기도 하면서 정보의 형태가 폐쇄적입니다. 반면에 이더리움의 ‘임의상태변환’이라는 개념은 기존의 시스템과는 큰 차이가 있습니다. 이더리움은 어떠한 고정된 형태의 기능을 수행하게 되고 이더리움을 통해서 만들어진 다양한 애플리케이션은 이더리움의 고유한 특성을 일부 활용하지만, 그 결과나 수행과정은 완전히 공개되어 있습니다. 즉 다양한 애플리케이션이 항상 공개되고, 수행과정이 특정 기업이나 기관에 종속적이기보다는 모든 사람들에게 공개되어 있습니다.
아직은 이런 특징을 가진 이더리움을 비즈니스 측면에서 많이 활용하고 있지는 않지만, 이더리움은 전체 생태계를 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 정리하자면 금융과 비금융 모든 분야에서 다양한 혁신적인 서비스를 출시할 수 있도록 제공해주는 플랫폼 역할을 이더리움이 하는 것입니다.