블록체인 규모가 커짐에 따라 합의 메커니즘은 어떻게 진화해야 할까요? ME 네트워크의 탐구

블록체인이 원래 설계될 때 해결하고자 했던 핵심 문제 중 하나는 중앙 기관에 의존하지 않고 전 세계에 분산된 노드들이 동일한 네트워크 상태에 대해 합의에 도달할 수 있도록 하는 방법이었습니다.

하지만 블록체인이 초기 단일 체인 모델에서 DeFi, NFT, RWA, Rollup, 그리고 다중 체인 생태계로 발전하면서 문제는 더욱 복잡해졌습니다.

블록체인이 더 많은 거래, 사용자, 애플리케이션을 지원해야 할 때, 합의 메커니즘은 더 이상 “합의에 도달하는 방법”에만 국한되지 않습니다. 보안, 탈중앙화, 효율성 사이에서 더 나은 균형을 찾아야 합니다.

이는 합의 메커니즘의 지속적인 진화를 이끌어왔습니다.

I. 작업증명(PoW)에서 지분증명(PoS)으로: 주류 합의 메커니즘은 블록체인의 신뢰 문제를 어떻게 해결하는가?

각 블록체인은 서로 다른 합의 메커니즘을 사용하지만, 근본적으로는 동일한 질문을 다룹니다. 

중앙 관리자가 없는 상황에서 누가 블록을 생성할 권한을 가지며, 다른 노드들은 어떻게 해당 블록의 유효성을 검증할 수 있을까요?

오늘날 주요 합의 메커니즘에는 PoW, PoS 및 BFT 기반 PoS 메커니즘이 포함됩니다.

이러한 접근 방식들은 모든 블록체인에 적용할 수 있는 단 하나의 “완벽한 해답”은 없다는 것을 보여줍니다.

PoW는 물리적 자원을 통해 보안 비용을 설정하는 데 중점을 두고, PoS는 경제적 스테이킹을 통해 보안 제약을 설정하는 데 중점을 두며, BFT 기반 메커니즘은 검증자들이 신속하게 결정론적 합의에 도달할 수 있도록 하는 데 더 중점을 둡니다.

서로 다른 디자인들은 본질적으로 동일한 질문에 대한 답을 제시합니다.

중앙 집중식 관리 체계가 없는 네트워크가 보안을 유지하면서 어떻게 더 효율적으로 일관된 상태에 도달할 수 있을까요?

II. 합의 메커니즘은 “보안 우선”에서 “보안 + 효율성”으로 진화하고 있다.

블록체인 초기에는 네트워크가 안전하게 작동할 수 있는지 여부가 가장 중요한 질문이었습니다.

비트코인은 작업증명(PoW)을 통해 명확한 보안 모델을 확립했습니다. 네트워크를 공격하려면 막대한 계산 및 에너지 비용이 필요합니다.

하지만 블록체인이 대규모 애플리케이션을 지원하기 시작하면서 단순히 보안 비용을 높이는 것만으로는 모든 문제를 해결할 수 없었습니다.

대규모 연산은 운영 비용 증가로 이어지며, 대규모 애플리케이션의 경우 거래 확인 속도, 처리량 및 최종성 또한 중요한 고려 사항이 됩니다.

그 결과, 업계는 점차 PoS 및 BFT 기반 합의 메커니즘으로 전환하게 되었습니다.

이러한 진화의 이면에는 중요한 아이디어가 있습니다.

블록체인은 네트워크 보안을 위해 막대한 양의 연산 능력에 주로 의존하는 대신, 검증자, 스테이킹된 자산, 그리고 다중 노드 투표를 활용하여 경제적 및 합의적 보안을 확립할 수 있습니다.

이로 인해 합의 설계에 있어 몇 가지 중요한 방향이 제시되었습니다.

• 자원 소비 감소: 대규모 컴퓨팅 능력에 대한 의존도 감소;
• 더욱 빠른 거래 확정: 거래를 더 신속하게 확정하고 대기 시간을 줄입니다.
• 효율성 향상: 검증자 투표를 활용하여 합의에 더 빠르게 도달합니다.
• 확장성 향상: 합의 계층이 실행 계층, 데이터 가용성 계층 및 기타 모듈과 함께 작동할 수 있도록 합니다.

블록체인이 롤업 및 모듈형 시대로 더욱 발전함에 따라 합의 메커니즘 또한 변화하고 있습니다.

합의 계층은 더 이상 모든 계산을 처리할 필요가 없습니다. 대신, 거래 순서 지정, 블록 생성 및 네트워크 상태의 최종 확인에 더욱 집중할 수 있습니다.

이것이 ME Network가 PPoS + ME-Tendermint 합의 아키텍처를 채택하게 된 배경입니다.

III. ME 네트워크는 합의를 어떻게 재해석하는가: PPoS + ME-Tendermint

ME 네트워크는 단순히 기존의 지분증명(PoS) 방식을 채택하는 데 그치지 않고, 검증자 신원 확인 및 거버넌스 기반의 참여 메커니즘을 도입하여 PoS의 경제적 보안 모델을 기반으로 하는 허가형 지분 

증명(PPoS) 방식을 구축했습니다 .동시에 ME 네트워크는 하위 계층에서 트랜잭션 순서 지정, 블록 생성 및 최종 확인을 처리하기 위해 Tendermint/CometBFT 기반의 BFT 합의 메커니즘인 

ME-Tendermint를 사용합니다.

간단히 말해서:

PPoS는 “합의에 누가 참여할 수 있는가”와 “경제적 및 신원 기반 제약을 설정하는 방법”을 다루는 반면, ME-Tendermint는 “참가자들이 블록에 대한 합의에 신속하게 도달하는 방법”을 다룹니다.

이 두 가지 구성 요소가 함께 ME 네트워크의 기본 합의 시스템을 형성합니다.

1. PPoS: “스테이킹”에서 “신원 확인 + 스테이킹 + 거버넌스”로의 전환

전통적인 PoS의 핵심은 스테이킹입니다.

검증자는 필요한 자산을 스테이킹하고 경제적 비용을 활용하여 행동을 제한해야 합니다. 정상적으로 참여하는 검증자는 인센티브를 받을 수 있지만, 이중 서명, 악의적인 행위 또는 기타 합의 규칙 위반은 슬래싱과 같은 경제적 제재를 초래할 수 있습니다.

ME Network은 이러한 기반 위에 검증자 승인 메커니즘을 추가로 도입합니다.

검증자는 스테이킹 요건을 충족하는 것 외에도 신원 확인을 완료하고 관련 거버넌스 검토를 통과해야 검증자 그룹에 합류할 수 있습니다.따라서 PPoS는 

경제적 제약 + 신뢰할 수 있는 신원 + 거버넌스 기반 접근 방식의 결합으로 이해할 수 있습니다.

이러한 설계는 검증자가 더 이상 블록체인 상의 익명 주소에 그치지 않고, 검증 가능한 신원과 추적 가능한 책임을 가진 네트워크 참여자가 된다는 것을 의미합니다.

PPPoS의 핵심 장점은 다음과 같습니다.

• 신뢰할 수 있는 신원: 검증자는 신원 확인이 가능하므로 익명의 악성 노드와 관련된 위험을 줄입니다.
• 경제적 보안: MEC 스테이킹 및 슬래싱 메커니즘은 악의적인 행위에 대한 비용을 증가시킵니다.
• 관리 가능한 참여: 검증자 참여 및 탈퇴는 네트워크 거버넌스를 통해 관리됩니다.
• 규정 준수 용이: 신뢰할 수 있는 참여자가 필요한 디지털 신원 및 RWA와 같은 애플리케이션 시나리오에 더 적합합니다.
• 에너지 소비량 감소: 작업증명(PoW)에 필요한 대규모 연산 경쟁에 의존하지 않습니다.

따라서 PPoS의 목표는 단순히 “검증자 수를 제한하는 것”이 ​​아니라, 탈중앙화, 보안 및 신뢰할 수 있는 참여 사이의 새로운 균형을 모색하는 것입니다.

2. ME-Tendermint: 더 빠른 합의 도출 지원

PPoS는 검증자들이 참여하는 방식을 정의하며, 실제 블록 합의는 ME-Tendermint에 의해 완료됩니다.

ME-Tendermint는 Tendermint/CometBFT BFT 합의 프로토콜을 기반으로 구축되었습니다. 핵심 접근 방식은 대규모 컴퓨팅 경쟁에 의존하지 않고 여러 차례의 검증자 투표를 통해 블록을 확정하는 것입니다.

검증자 투표권의 2/3 이상이 동일한 블록에 동의하면 해당 블록은 최종 확정될 수 있습니다 .

이는 다음과 같은 몇 가지 중요한 특징을 제공합니다.

• 빠른 확정성: 합의가 이루어지면, 이후의 많은 블록들을 기다릴 필요 없이 블록을 확정할 수 있습니다.
• 높은 보안성: BFT 보안 가정 하에서 정직한 검증자는 일관된 네트워크 상태를 유지할 수 있습니다.
• 높은 효율성: 검증자 투표를 통해 합의가 이루어지므로 작업증명(PoW) 방식의 대규모 계산 경쟁을 피할 수 있습니다.
• 모듈식 지원: 합의 계층은 실행 계층, 정산 계층 및 기타 기능과 분리되어 RollApp과 같은 모듈에 대한 기본 보안을 제공합니다.

이는 모듈형 블록체인의 중요한 설계 원칙을 반영하기도 합니다. 

즉, 합의 계층은 “신뢰”에 집중하고, 다른 모듈들은 “확장성”에 집중하도록 하는 것입니다.

IV. ME 네트워크 합의 과정은 어떻게 진행되나요?

합의 메커니즘을 이해하려면 어떤 알고리즘을 사용하는지 아는 것 이상이 필요합니다. 블록이 거래에서 최종 확정 상태로 이동하는 과정을 이해하는 것도 중요합니다.

ME-Tendermint 합의 과정은 주로 네 단계로 구성됩니다.

1. 제안

현재 블록 높이와 라운드에서 지정된 제안 검증자는 트랜잭션을 패키징하고 후보 블록을 생성합니다.

제안자는 후보 블록을 다른 검증자들에게 브로드캐스트합니다.

2. 사전 투표

후보 블록을 수신한 후, 다음과 같은 다른 검증자들이 해당 블록을 검증합니다.

• 블록 형식이 올바른지 여부;
• 거래가 유효한지 여부;
• 블록 상태가 네트워크 규칙을 준수하는지 여부;
• 이전 블록 상태가 올바른지 여부.

블록이 유효하면 검증자는 해당 블록에 대한 사전 투표를 보냅니다.

블록이 유효하지 않거나 타임아웃이 발생하면 검증자는 Nil에 투표할 수 있습니다.

3. 사전 확정

후보 블록이 

사전 투표에서 검증자 투표권의 2/3 이상을 획득하면 검증자는 사전 확정 단계로 진입합니다.

검증자는 블록을 다시 확인하고 사전 커밋 메시지를 브로드캐스트합니다.

충분한 합의에 도달하지 못하면 네트워크는 다음 합의 라운드로 넘어갑니다.

4. 확정하다

블록이 

사전 확정 단계에서 검증자 투표권의 2/3 이상을 획득하면 네트워크는 확정 단계로 진입합니다.블록이 커밋되면 

블록 상태가 온체인에 공식적으로 기록되고 최종 확인이 완료되며 네트워크는 다음 블록 높이로 이동합니다.

블록이 커밋(Commit)을 완료하면 최종적인 효력을 가지며, 추가적인 확인을 위해 여러 개의 후속 블록이 필요하지 않습니다.

이 메커니즘을 통해 ME 네트워크는 막대한 컴퓨팅 파워에 의존하지 않고도 여러 검증자를 통해 블록 확인을 완료할 수 있습니다.

결론 | 합의를 위한 다음 단계는 새로운 균형점을 찾는 것입니다

PoW에서 PoS, 그리고 BFT 기반 합의 메커니즘에 이르기까지 블록체인 합의의 진화는 항상 동일한 질문을 중심으로 전개되어 왔습니다.

블록체인이 더욱 커지고, 빨라지고, 복잡해지더라도 안전하고 신뢰할 수 있는 상태를 유지하려면 어떻게 해야 할까요?

작업증명(PoW)은 계산 비용을 통해 보안을 확보하고, 지분증명(PoS)은 경제적 스테이킹을 통해 보안 제약을 설정하며, 블록 확정 메커니즘(BFT) 기반 합의 메커니즘은 블록 확인 효율성과 최종성을 더욱 향상시킵니다.ME Network의 연구는 이러한 접근 방식을 기반으로 

신원 확인, 스테이킹, 거버넌스 및 BFT 합의 알고리즘을 결합합니다 .

PPoS는 신뢰할 수 있는 검증자 참여 메커니즘을 구축하고, ME-Tendermint는 신속한 네트워크 합의를 가능하게 하며, 모듈형 아키텍처는 합의 계층이 롤업, 데이터 가용성 및 기타 네트워크 모듈과 함께 작동할 수 있도록 합니다.

이는 단순히 합의 알고리즘을 선택한 것이 아닙니다. 이는 ME 네트워크가 차세대 웹3 인프라에 대해 갖고 있는 더 폭넓은 이해를 반영합니다.

블록체인의 미래는 단순히 초당 처리량(TPS)을 높이는 데 그치지 않습니다. 보안, 탈중앙화, 효율성, 신뢰할 수 있는 신원, 확장성 간의 지속 가능한 장기적인 균형을 구축하는 데 있습니다.블록체인이 대중화됨에 따라, 합의 메커니즘은 단순히 “블록체인이 작동하도록 하는 것”을 넘어 

훨씬 더 큰 세상을 안전하고 효율적이며 지속 가능하게 지원할 수 있도록 발전해야 합니다.

이것이 ME 네트워크가 계속해서 모색하고 있는 방향입니다.