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신뢰와 보안은 블록체인 기술에 필수적이며 BFT(Byzantine Fault Tolerance) 합의 메커니즘은 블록체인 안전의 핵심입니다.
BFT는 일부 네트워크 참여자가 신뢰할 수 없거나 악의적인 경우에도 블록체인이 계속 작동하도록 합니다. 그렇다면 BFT는 무엇이며 어떻게 작동하며 블록체인 기술에 왜 그렇게 중요한가요?
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비잔틴 내결함성이란 무엇입니까?
비잔틴 내결함성은 일부 구성 요소에 결함이 있거나 장애가 발생한 경우에도 계속 작동하는 네트워크 또는 시스템의 기능을 나타냅니다.
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BFT 시스템을 사용하면 대부분의 네트워크 참여자가 신뢰할 수 있고 진실한 한 블록체인 네트워크가 계속 작동하거나 계획된 작업을 구현합니다. 이는 블록체인 네트워크에 있는 노드의 절반 또는 2/3 이상이 거래를 확인하고 블록에 추가하는 데 동의해야 함을 의미합니다.
손상된 노드가 비잔틴 내결함성 블록체인에 악의를 일으키려면 다수에 속해야 합니다. 이 악의는 이중 지출의 형태일 수 있습니다. 51% 공격 , ㅏ 시빌 공격 , 등등.
블록체인 기술의 비잔틴 내결함성은 Leslie Lamport, Marshall Pease 및 Robert Shostak이 개척한 비잔틴 일반 문제에서 비롯됩니다. 이 개념은 그들이 논문을 출판했을 때 두드러지게 나타났습니다. Microsoft에서 주최하는 '비잔틴 장군 문제'(PDF) 1982년.
Lamport, Pease, Shostak은 적의 도시 밖에서 야영을 하고 있는 비잔틴 군대의 장군 그룹의 사례를 설명했습니다. 각 장군은 자신의 군대를 가지고 있었고 의사 소통을하고 공격 또는 후퇴 여부에 대해 만장일치로 결정해야했습니다.
문제는 일부 타협한 장성들 사이에서 합동작전을 벌이는 것이었다. 이 딜레마를 비잔틴 결함이라고 하며, 시스템이 이 문제를 성공적으로 해결하면 비잔틴 결함 허용이라고 합니다.
그런 다음 비잔틴 내결함성 개념이 암호화폐 블록체인 네트워크에 적용되었습니다. 암호화 공간에서 장군은 암호화 거래를 검증하는 노드입니다.
비잔틴 내결함성은 어떻게 작동합니까?
분산형 네트워크는 합의 규칙 또는 프로토콜을 통해 비잔틴 내결함성을 구현합니다. 네트워크의 모든 노드는 트랜잭션 유효성 검사 및 처리에 참여하려면 이러한 프로토콜 또는 알고리즘을 준수해야 합니다.
트랜잭션이 검증, 처리되고 성장하는 블록에 추가되려면 대부분의 노드가 네트워크의 합의 알고리즘을 통해 트랜잭션이 인증된다는 데 동의해야 합니다. 비트코인, 이더리움 및 기타 작업 증명(PoW) 및 지분 증명(PoS) 블록체인은 BFT 알고리즘을 사용합니다.
PoW 합의 알고리즘에서 네트워크의 채굴자는 암호화 퍼즐을 풀고 거래를 기록하는 블록을 검증하고 생성합니다. 먼저 퍼즐을 푸는 광부는 성장하는 블록에 트랜잭션을 추가하고 블록 보상을 얻을 수 있는 권리를 얻습니다. 그러나 광부는 블록을 추가하기 위해 퍼즐을 풀었다는 증거를 게시해야 합니다.
PoW 블록체인의 채굴 프로세스에는 값비싼 컴퓨터나 채굴 장비가 필요합니다. 이 높은 비용은 다른 참여자들이 이를 거부할 것이기 때문에 채굴자들이 거짓 정보를 공유하지 못하게 합니다. 또한 악의적인 행위자가 시스템의 대부분의 노드를 제어할 가능성을 줄입니다.
한편, PoS 합의 메커니즘을 사용하면 다음을 수행해야 합니다. 일정량의 암호화 토큰을 스테이킹 거래를 검증할 권리를 얻기 위해. 그런 다음 네트워크 프로토콜이 귀하를 선택하면 성장하는 블록에 트랜잭션을 추가하고 블록 보상을 얻을 수 있습니다.
PoS 시스템은 다양한 방법을 사용하여 비잔틴 오류를 해결합니다. 예를 들어, 이더리움은 블록에 대한 합의에 도달하기 위해 최소 2/3의 노드가 필요한 캐스퍼 알고리즘을 사용합니다. 궁극적으로 PoS 시스템은 블록을 추가하기 전에 대부분의 노드가 블록에 동의해야 합니다.
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이러한 블록체인은 BFT 합의 알고리즘을 사용하여 합의에 동의하지 않는 소수의 노드에 저항합니다. 이렇게 하면 블록체인 네트워크가 기능을 계속 수행하여 잘못되거나 부정직한 거래를 거부할 수 있습니다.
블록체인 기술에서 비잔틴 내결함성의 역할
블록체인 기술은 다음과 같은 이유로 비잔틴 내결함성을 사용합니다.
- BFT는 일부 동의하지 않는 노드가 있는 경우에도 블록체인 네트워크를 지속적으로 작동하도록 유지합니다.
- 네트워크 보안을 유지하여 51% 공격(또는 Sybil 공격) 또는 이중 지출의 형태로 올 수 있는 악의를 방지합니다.
비잔틴 내결함성의 한계
비잔틴 내결함성은 블록체인 산업에 엄청난 이점을 가져왔습니다. 그러나 시스템에는 여전히 문제, 특히 실용적인 비잔틴 내결함성 합의 알고리즘(pBFT)이 있습니다.
실용적인 비잔틴 내결함성은 원래 비잔틴 내결함성의 최적화된 형태입니다. pBFT는 기본 리더 노드와 기타 백업 노드로 구성된 비동기 시스템을 통해 작동합니다. 이 시스템에서 악의적인 노드는 정직한 노드 이상이 될 수 없으며 일반적으로 최대 1/3이 아닙니다. 노드는 대부분의 노드(정직한 노드)가 네트워크 상태에 동의하도록 항상 서로 통신합니다.
pBFT의 일부 제한 사항은 다음과 같습니다.
- 높은 통신: 기능을 유지하려면 시스템이 노드 간의 통신을 강화해야 합니다. 이 프로세스는 시간이 많이 걸리고 확장성 문제가 발생합니다.
- 확장성 문제: pBFT는 특히 매우 광범위한 네트워크에서 확장성에 문제가 있습니다.
- 낮은 보안: pBFT는 네트워크의 한 노드가 다른 노드의 51%인 것처럼 가장하여 네트워크를 지배하고 악의를 일으키는 Sybil 공격에 취약합니다.
인기 있는 6개의 BFT 블록체인 기반 플랫폼
다음은 비잔틴 내결함성 메커니즘을 통합하는 일부 블록체인입니다.
1. 비트코인
비트코인은 작업 증명 합의 프로토콜을 통해 비잔틴 내결함성을 네트워크에 통합합니다. 블록체인의 PoW 합의 알고리즘은 블록체인의 모든 노드가 데이터 구조, 블록 크기, 블록 타임스탬프, 블록 헤더 해시 및 모든 데이터의 첫 번째 트랜잭션을 확인하도록 지시합니다. 데이터 해싱이라고 하는 이 프로세스 , 계산 능력을 사용합니다.
2. 이더리움
이전에는 PoW를 사용하여 이더리움 블록체인이 PoS 시스템으로 전환되었습니다. 비잔틴 문제를 해결합니다. 네트워크 검증자는 Ether 토큰을 스테이킹하고 프로토콜은 정직한 검증자를 선택하여 거래를 처리하고 블록을 검증하며 체인의 책임자에게 투표합니다. 이 프로토콜은 스테이커가 정직하도록 강요하여 네트워크 공격에 막대한 비용이 듭니다.
3. 이오스
EOSIO 블록체인은 aBFT(asynchronous byzantine fault tolerant) 레이어와 위임 지분 증명(DPoS) 레이어를 통해 합의를 달성합니다. aBFT 계층은 마지막 비가역 블록(LIB)이 될 때까지 각 트랜잭션 블록을 확인합니다. 그런 다음 DPoS 계층은 LIB를 최종적이고 되돌릴 수 없는 블록으로 확인합니다.
4. 리플
Ripple은 PoW 또는 PoS 합의 메커니즘을 사용하지 않습니다. 대신 비잔틴 내결함성 합의 메커니즘인 XRP 원장 합의 프로토콜을 사용합니다. 신뢰할 수 없는 유효성 검사자가 전체 유효성 검사기의 20% 미만인 경우 블록체인은 계속 정상적으로 작동합니다. 이 시스템은 이중 지출을 방지하고 블록체인 무결성을 향상시킵니다.
5. 체인
Kadena는 ScalableBFT 합의 메커니즘을 사용하여 블록을 확인합니다. 블록체인은 비트코인의 PoW 시스템을 에너지 효율적이고 확장 가능하며 안전하고 비트코인 시스템보다 훨씬 향상된 출력을 제공하는 분산된 다중 병렬 블록체인 합의 메커니즘을 결합합니다. 'Chainweb'이라고 하는 이 설정을 통해 Kadena는 동시에 실행되는 20개의 체인으로 초당 최대 480,000개의 TPS(트랜잭션)를 수행할 수 있습니다.
6. 정족수
Quorum 암호 시스템의 합의 메커니즘은 IBFT(Istanbul Byzantine Fault Tolerance) 합의 메커니즘입니다. QuorumChain은 투표권을 노드 풀(검증자)에 위임합니다. 한 노드는 제안자가 되어 블록 확인을 시작하고 다른 노드는 블록을 검증합니다. 풀에 있는 노드의 1/3 이상이 잘못 동작하면 블록이 삽입되지 않습니다.
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비잔틴 내결함성의 미래는 밝다
암호화폐와 블록체인 기술이 계속 존재하는 한 비잔틴 내결함성 및 기타 합의 메커니즘도 존재해야 합니다. 그러나 이러한 메커니즘은 계속 발전할 것입니다.
초기에 Ethereum은 PoW를 사용하여 BFT를 통합했지만 Ethereum은 PoW에서 PoS로 전환하고 BFT 알고리즘을 업데이트했습니다. 마찬가지로 시간이 지남에 따라 더 새롭고 더 나은 시스템을 계속 보게 될 것입니다. 암호화 공간은 끊임없이 진화하고 있음을 기억하십시오.