작업 증명(PoW)과 지분 증명(PoS)의 개념 및 차이점 비교

블록체인에서 거래 기록을 함께 관리하려면, 참여자들이 어떤 기록을 받아들일지 합의해야 합니다. 작업 증명(Proof of Work, PoW)과 지분 증명(Proof of Stake, PoS)은 그 합의를 이루는 방식입니다.

블록체인 합의와 PoW·PoS의 차이

블록체인은 거래가 유효한지 검증하고 기록을 이어 가기 위해 합의 방식을 사용합니다. 비트코인은 작업 증명을, 이더리움은 지분 증명을 사용합니다. 두 방식 모두 네트워크를 보호하지만, 참여자가 무엇을 투입하고 어떤 조건으로 보상을 받는지는 다릅니다.

작업 증명에서는 채굴자가 장비와 전력을 투입해 블록을 추가할 기회를 얻습니다. 지분 증명에서는 코인을 맡긴 검증자가 블록을 제안하고 검증하는 역할을 합니다. 이 차이를 알면 채굴과 스테이킹을 구분하기도 쉽습니다.

작업 증명(PoW)의 원리와 채굴 보상

작업 증명은 비트코인 백서에 쓰인 합의 방식입니다. 참여자들이 서로를 믿지 않아도, 정해진 규칙에 맞는 연산 결과를 바탕으로 블록을 받아들일 수 있게 합니다.

비트코인에서는 채굴자가 거래를 검증하고 블록을 만들기 위해 연산 작업을 합니다. 여러 채굴자가 경쟁하며 조건에 맞는 답을 찾고, 블록이 받아들여지면 보상을 받습니다. 여기서 말하는 작업은 사람이 수학 문제를 푸는 일이 아니라, 장비로 연산을 반복하는 일입니다.

이처럼 연산 작업을 했다는 결과를 제시하기 때문에 작업 증명이라고 부릅니다. 채굴자는 장비와 전력을 투입하고, 보상을 받을 기회를 얻습니다. 연산 능력이 높아지면 블록을 찾을 확률도 높아지지만, 보상을 반드시 받는 것은 아닙니다.

비트코인의 블록 보상은 새로 발행되는 비트코인과 거래 수수료로 구성됩니다. 이 가운데 반감기마다 절반으로 줄어드는 것은 새로 발행되는 비트코인입니다. 거래 수수료까지 포함한 전체 보상이 일정하게 절반으로 줄어드는 것은 아닙니다.

혼자 채굴하여 보상을 받기 어렵다면, 여러 채굴자가 연산 능력을 모으는 마이닝 풀(Mining Pool)에 참여하기도 합니다. 마이닝 풀은 함께 채굴하고 보상을 나누는 집단입니다. 각 채굴자는 자신이 기여한 연산 능력에 따라 보상을 나눠 받습니다.

마이닝 풀이 커지면 연산 능력이 일부 집단에 집중될 수 있습니다. 작업 증명에서 말하는 51% 공격은 공격자가 네트워크 연산 능력의 과반을 장악하는 상황과 관련이 있습니다. 네트워크 전체의 연산 능력뿐 아니라, 그 능력이 얼마나 분산되어 있는지도 보안과 연결됩니다.

작업 증명에는 채굴 장비와 전력이 필요합니다. 비트코인 채굴에서는 전용 채굴 장비인 ASIC도 사용합니다. 채굴 보상을 볼 때는 받는 코인만 생각하기 쉽지만, 장비를 마련하고 계속 가동하는 비용도 함께 드는 구조입니다.      

지분 증명(PoS)의 원리와 스테이킹

지분 증명은 작업 증명의 대안으로 도입된 합의 방식입니다. 채굴 장비로 연산 경쟁을 하는 대신, 참여자가 맡긴 코인을 바탕으로 블록을 제안하고 검증합니다. 이처럼 코인을 맡겨 네트워크 운영에 참여하는 것을 스테이킹(Staking)이라고 합니다.     

작업 증명과 지분 증명은 거래를 검증하고 블록체인을 보호한다는 목적이 같습니다. 다만 지분 증명에서는 채굴자 대신 검증자가 참여합니다. 검증자는 코인을 맡기고 네트워크 규칙에 따라 역할을 수행하며 보상을 받습니다.

지분 증명에서는 맡긴 코인의 양이 블록을 제안하거나 검증할 기회에 영향을 줍니다. 다만 코인을 많이 보유하는 것과 검증에 참여하려고 스테이킹하는 것은 구분해야 합니다. 단순히 지갑에 코인을 가지고 있다고 해서 검증자가 되는 것은 아닙니다.

지분 증명은 검증자에게 규칙을 제안하고, 이를 지키면 보상을 주고 그렇지 않은 경우 패널티를 적용하는 방식으로 작동합니다. 작업 증명처럼 채굴을 위한 연산 경쟁은 하지 않습니다. 대신, 검증자가 되기 위해 자산을 스테이킹하고 이를 통해 추가 보상 또는 제재를 받습니다. 이더리움은 작업 증명에서 지분 증명으로 전환한 대표적인 사례입니다.

작업 증명과 지분 증명의 주요 차이

두 방식을 비교할 때는 블록을 추가할 기회를 얻는 방법과 참여 비용을 나눠 보면 이해하기 쉽습니다. 작업 증명은 장비와 전력을, 지분 증명은 맡긴 코인과 검증자의 참여를 바탕으로 작동합니다.

작업 증명에는 지속적인 장비 운영비가 들고, 지분 증명에는 코인을 맡겨야 하는 조건과 벌칙이 있습니다.

PoW·PoS를 구분할 때 기억할 기준

작업 증명은 연산 작업으로, 지분 증명은 맡긴 코인과 검증자의 참여로 합의를 이룹니다. 비트코인의 채굴과 이더리움의 스테이킹이 대표적입니다.