궁극성은 사람마다 다릅니다.

저자: 이타이 아브라함, 비탈릭 부테린, 루카 자놀리니
출처: 탈중앙화 사고
번역: 굿오바, 황금가지

완결성은 어떤 것이 미래에도 변하지 않을 것이라는 믿음(최종성을 갖는 것)입니다. 블록체인의 최종성은 트랜잭션이나 프로토콜 결정이 영구적이고 변조할 수 없다는 확신을 주기 때문에 매우 중요합니다. 이러한 확실성이 블록체인을 조정 메커니즘으로서 매우 강력하게 만드는 이유입니다.

다음 시나리오를 상상해 보세요:

• 이더 제네시스 블록에 토큰이 주어졌습니다

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귀하는 3개월 전에 비트코인을 받았으며, 이후 블록체인은 롤백 없이 계속 성장했습니다

• 귀하는 20분 전에 이더를 받았으며, 두 번의 투표 끝에 전송 거래가 포함된 블록이 "finalised"

• 10초 전에 이더를 받았으며 해당 트랜잭션이 블록에 포함되었습니다

. 왼쪽;">이러한 각 시나리오에서 여러분은 자신의 소유권이 "최종적"이라는 확신을 어느 정도 갖게 됩니다. 하지만 그 최종성은 얼마나 확고할까요? 영구적으로 유지될까요? 이 백서에서는 최종성은 미래에 대한 믿음에 달려 있다고 주장합니다. 또한 최종성에 대한 여러 가지 개념을 살펴보고 최종성이 시간이 지남에 따라 어떻게 증가할 수 있는지 논의합니다.

사회적 최종성

사회적 최종성은 공동체의 합의에서 비롯됩니다. 이는 블록체인의 핵심 속성을 변경하는 방식으로 프로토콜을 수정하지 않거나 그러한 포크가 무시될 것이라는 믿음을 반영합니다.

위의 처음 두 예는 모두 사회적 완결성에 해당합니다. 이더 프로토콜에서는 제네시스 블록을 롤백할 수 없지만, 세계가 갑자기 다른 제네시스 블록을 가진 다른 시스템을 "이더"라고 부르기로 결정하고 새로운 시스템에 가치를 할당할 가능성은 존재합니다.

3개월 전에 비트코인을 받았다면 51% 공격이 발생하더라도 커뮤니티는 이 정도의 블록체인 롤백을 받아들이지 않고 대신 작업 증명 알고리즘을 교체하는 등의 급진적인 조치를 취할 가능성이 높습니다.

시간은 커뮤니티에서 시작된 롤백에 대한 안전장치를 제공하며, 2010년의 값 오버플로 취약점은 영향을 받은 블록이 아직 비교적 새로운 블록이었을 때 몇 시간 내에 발견되어 수정되었습니다. 블록체인이 몇 달 동안 성장함에 따라 커뮤니티가 롤백을 받아들일 가능성은 미미해졌습니다.2016년의 DAO 취약점은 사회적 최종성을 보여주는 또 다른 예입니다. 이 취약점은 역사상 극히 일부에만 영향을 미쳤으며, 이더리움 커뮤니티의 대다수는 하드포크에 찬성했습니다.

사회적 완결성은 일반적으로 암호화의 보안에 의존합니다. 매우 강력한 양자 컴퓨터가 갑자기 등장한다면 특별한 예방 조치를 취하지 않는 한 계정의 거래 내역을 본 사람은 누구나 개인 키를 해독할 수 있습니다. 이 경우 프로토콜(그리고 전 세계)은 공격자와 사용자를 구분할 수 없을 뿐만 아니라 정당한 소유자가 누구인지 확인할 수 없으므로 사용자는 더 이상 소유권을 가질 수 없게 됩니다.

프로토콜 최종성

사회적 최종성과 암호적 최종성은 변화가 매우 느리거나 본질적으로 일정한 상황에 적용됩니다. 블록체인의 파괴적인 힘은 상태의 변화를 신속하게 최종적으로 확인할 수 있는 능력입니다.

블록체인은 마녀 공격에 강한 노드(작업 증명 채굴자 또는 자격 증명 검증자)가 투표를 통해 제안된 상태 변경 사항을 집계하고 전체 투표 인구에 대한 특정 가정에 따라 해당 상태 변경 사항을 최종 확정함으로써 이를 달성할 수 있습니다.

블록체인 최종성에 대한 일반적인 실패 시나리오는 투표자가 두 트랜잭션을 모두 지지했기 때문에 동일한 토큰이 두 개의 다른 트랜잭션에 나타나는 유명한 이중 플러시 공격입니다.

작업 증명 메커니즘은 비잔틴 제네레이션의 문제에 대한 해결책입니다. -사토시 나카모토, 2008년 이메일

블록체인이 이중 플러시 공격으로부터 보호하는 방식은 설계의 핵심입니다. 표준 학계 모델은 최종성 또는 활동을 훼손하려는 공격자가 제한된 비율의 투표권만 통제한다고 가정합니다. 이러한 가정 하에 비잔틴 컨센서스를 중심으로 상당한 양의 연구가 진행되었습니다.

블록체인과 비잔틴 합의의 연관성은 비트코인에서 시작되었으며 현재 주류적인 견해로 자리 잡았습니다.

정직성 임계값 완결성

정직성 임계값 완결성은 투표의 다수(또는 대다수)는 항상 정직한 노드가 보유할 것이라는 믿음에 기반합니다. 이러한 믿음에서 완결성은 비잔틴 합의의 보안성에서 비롯됩니다.

정직한 노드가 공모하는 공격자 노드 그룹보다 더 많은 CPU 연산 능력을 집단적으로 제어하는 한, 시스템은 안전합니다. --비트코인 백서, 2008

지분 기반 블록체인에서 정직성 임계값 완결성은 약한 주관성이 유지된다는 믿음에 의존합니다. 사용자는 검증자 집합에 대한 지식을 주기적으로 업데이트하여 모든 사람이 정당한 투표자에 동의하는지 확인해야 합니다. 이러한 믿음은 보안을 약화시킬 수 있는 의결권의 암묵적 이전을 방지하며, 사회적 차원에서도 암묵적으로 지지합니다.

임계값 최종성의 또 다른 형태는 비대칭적 신뢰라는 개념에서 비롯됩니다. 이 모델에서는 전 세계적으로 통일된 실패 임계값에 합의할 필요 없이 각 당사자가 어떤 노드가 실패할 가능성이 있는지 자체적으로 판단합니다. 이 경우 최종성은 주관적인 것으로, 신뢰 믿음이 충분히 겹치는 참여자들 사이에서만 유지됩니다.

암호경제적 완결성

이 패러다임에서 검증자는 투표권을 얻기 위해 자산을 담보해야 합니다.

암호 경제적 완결성은 의결권 보유자의 과반수가 부정직하게 행동할 뿐만 아니라 부정직 행위가 감지되어 담보 자산의 과반수가 처벌(몰수)될 것을 요구함으로써 정직성 임계값 완결성을 강화합니다.

핵심 아이디어는 합리적인 연합이라면 공격을 시도할 경우 잠재적 이득보다 더 큰 몰수된 담보 자산의 손실이 발생하기 때문에 시스템 공격을 피할 것이라는 것입니다.

이 접근 방식은 비잔틴 컨센서스의 책임 메커니즘과 위법 행위가 입증된 검증인을 처벌(몰수)할 수 있는 기능에 의존합니다.

대표 최종성

대표 최종성은 무작위로 선정된 위원회를 통해 전체 검증인 집단의 의사결정을 나타냅니다. 이 접근 방식은 검증에 참여하는 노드 수를 줄이고 확장성을 개선하지만, 더 강력한 신념 지원이 필요합니다.

대표적 최종성은 샘플링으로 생성된 모든 위원회에 정직한 다수의 구성원이 포함되어 있으며, 공격자가 위원회의 결정을 완료하기 전에 위원회의 구성원을 적응적으로 손상시킬 수 없다는 믿음에 기반합니다. 이러한 가정은 정직한 임계값 완결성 가정보다 더 엄격합니다. 일부 비닝 시스템은 대표성 완결성을 제공하는 것으로 간주될 수 있습니다.

다른 의미이긴 하지만, 암호 경제 모델에서도 표현적 완결성을 설명할 수 있습니다. 암호화 경제 모델에서 공격 비용은 인증자 수와 선형적으로 관련이 있습니다. 따라서 SSC는 제한된 경제적 보안만을 제공합니다. 암호경제학적 관점에서 볼 때, 대표적 완결성을 채택하는 주된 이유는 전체 검증자 집단을 사용하면 불필요한 비용이 발생할 수 있는 반면, 소수의 검증자만 포함된 위원회는 이미 충분한 암호경제학적 보안을 제공할 수 있기 때문입니다.

작업 증명 메커니즘에서 최장 체인 규칙은 본질적으로 대표적 완결성의 한 형태이기도 합니다.

시간에 따른 완결성

완결성은 시간이 지남에 따라 증가합니다. 거래가 처음 제안되었을 때는 거래의 최종성이 덜 확실하지만, 시간이 지남에 따라 거래는 상호 강화된 여러 형태의 최종성을 통해 여러 층의 보안을 확보하게 됩니다.

더 많은 증거가 쌓이면 단일 거래는 처음에는 검증자가 제안하고 더 정직한 제안자로 블록체인이 확장되는 과정을 점차적으로 거치게 됩니다. 더 많은 정직한 제안자가 제안하고, 순환 또는 샘플링 위원회에서 승인하여 확실성을 더 높이고, 결국 검증자의 과반수 또는 압도적 다수가 확인하면 거래는 프로토콜 수준의 최종성을 얻고, 충분히 오랜 시간이 지나면 커뮤니티가 블록체인의 초기 부분을 고정되고 조작 불가능한 것으로 취급하면서 사회적인 최종성이 적용되기 시작합니다.

인간에게 절대적 완결성은 사회적 수준에서만 존재합니다. 특정 블록이 프로토콜 최종성을 획득하더라도 대다수의 검증자에게 영향을 미치는 심각한 취약점이 발생하면 소셜 수준에서 조율된 롤백이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 강력한 주체(예: 컴퓨팅 파워의 70%를 가진 새로운 NVIDIA 채굴자)가 비트코인의 대규모 개편을 시작하면 커뮤니티는 소셜 수준에서 포크를 거의 확실하게 거부하여 사실상 사회적 최종성을 확립할 것입니다.

모든 형태의 최종성은 블록체인과 그 규칙을 규제하는 집단적 합의라는 더 넓은 사회적 틀 안에 위치합니다. 확률적, 경제적, 임계값 기반 합의의 최종성은 사회적 합의가 시스템의 정당성을 지지하는 경우에만 유지됩니다.

베이지안 관점에서는 시간이 지남에 따라 더 많은 정보가 '수집'되면서 최종성에 대한 신뢰도가 점차 100%에 수렴한다고 생각할 수 있습니다. 그러나 최종성은 단순히 베이지안적 확실성의 축적이 아닙니다. 블록체인을 롤백하려는 시도는 최종성에 대한 사용자의 반응에 따라 달라지므로 인센티브의 영향을 받습니다. 신뢰는 행동에 영향을 미치고, 이는 다시 위험에 영향을 미칩니다. 이러한 피드백 루프의 결과로, 분류된 완결성 개념의 사용은 재정적 처벌, 정족수 임계값 또는 전반적인 사회적 조정 등 보안을 보장하는 가정의 질적 변화를 포착하기 때문에 여전히 적절합니다.

결론

결론완결성은 미래에 대한 신념에 달려 있습니다. 사용자는 어떤 신념을 받아들이고 어느 정도의 조건부를 용인할지 스스로 결정합니다. 신뢰도 곡선에서의 위치는 위험과 지연에 대한 선호도를 반영합니다.

완결성은 시간이 지남에 따라 다양한 안전장치가 누적됨에 따라 증가합니다. 거래에는 처음에는 약한 안전장치만 적용되지만, 블록체인의 깊이가 깊어지고 다양한 프로토콜 메커니즘이 인식됨에 따라 영구성에 대한 신뢰가 점차 높아집니다.

"충분히 최종적인"의 기준은 시나리오에 따라 다릅니다. 일상적인 결제의 경우 신속하지만 약한 보증으로도 충분할 수 있으며, 저축이나 체인 간 이체의 경우 사용자는 경제적 메커니즘에 의해 뒷받침되는 강력한 최종성을 기다릴 수 있습니다.

모든 경우에 최종성에 대한 판단은 미래에 대한 믿음과 사용자가 기꺼이 받아들일 수 있는 조건의 한계를 반영합니다.