What is Ethereum Mining? [The Most Comprehensive Step-by-Step Guide]

Updated on: April 24th, 2020
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ethereum mining

이더리움은 비트코인과 마찬가지로 현재 작업 증명 (POW) 합의 메커니즘을 사용합니다. 광업은 모든 파우더 기반 크립토 통화의 생명입니다. Ethereum 광업은 전 세계의 광부들이 암호로 어려운 퍼즐을 해결하기 위해 시간과 처리 능력을 사용합니다. 성공하면 광부는 Ethereum 블록 체인에 블록을 추가하고 보답으로 보상을받을 수 있습니다.

Ethereum 마이닝과 스테이크/작업 증명 하이브리드 모델의 필요성 이해

Ethereum 광산을 이해하려면 POW가 무엇인지, 왜 필요한지 이해해야합니다. Ethereum과 같은 분산 된 네트워크는 의사 결정을 내리는 데 합의 메커니즘이 필요합니다. 사토시 나카모토 (Satoshi Nakamoto) 가 Bitcoin과 그 기본 POW 알고리즘을 만들기 전에 합법적 인 분산 된 피어 - 투 - 피어 디지털 통화 시스템을 만들려는 시도가있었습니다. 그러나, 그들은 “비잔틴 장군의 문제”에 대답하지 못했기 때문에 모두 실패했다.

비잔틴 장군의 문제는 무엇입니까?

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

이미지 제공: 미디엄

좋아요, 비잔틴 장군들이 있고 도시를 공격하기를 원한다고 상상해보세요. 그들은 두 가지 매우 뚜렷한 문제에 직면 해 있습니다.

장군과 군대는 매우 멀리 떨어져 있으므로 중앙 집중식 권한은 불가능하므로 조정 된 공격이 매우 힘들게됩니다.

도시는 거대한 군대를 가지고 있으며, 그들은 모두 한 번에 공격하는 경우 그들이 이길 수있는 유일한 방법입니다.

성공적인 코디를 위해 성 왼쪽의 군대가 성 오른쪽의 군대에 “공격 수요일”이라는 메시지와 함께 전령을 보냅니다. 그러나 오른쪽의 군대가 공격을 위해 준비되지 않았다고 가정해 봅시다. “아니오. 공격 금요일” 다시 왼쪽에있는 군대에 도시를 통해 메신저를 다시 보낼 수 있습니다. 이것이 우리가 문제에 직면하는 곳입니다. 가난한 메신저에게 여러 가지 일이 일어날 수 있습니다. 그는 포획되고, 타협하고, 살해되고, 도시의 다른 메신저로 대체 될 수 있습니다. 이로 인해 군대가 정보를 조작하여 조정되지 않은 공격과 패배를 초래할 수 있습니다.

여기에는 블록 체인에 대한 명확한 참조가 있습니다. 체인은 거대한 네트워크입니다. 어떻게 믿을 수 있습니까? 지갑에서 누군가 4 Ether를 보내면 네트워크에있는 누군가가 그것을 조작하지 않고 4에서 40 에테르를 변경한다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?

사토시 나카모토는 작업 프로토콜의 증거를 발명함으로써 비잔틴 장군의 문제를 우회 할 수있었습니다. 이것이 작동하는 방식입니다. 왼쪽에있는 군대가 오른쪽에있는 군대에 “공격 월요일”라는 메시지를 보내려는 가정, 그들은 특정 단계를 수행 할 것입니다.

첫째, 원본 텍스트에 “nonce”를 추가합니다. 넌스는 임의의 16 진수 값이 될 수 있습니다.

그 후, 그들은 nonce 가 추가 된 텍스트를 해시하고 결과를 봅니다. 가설적으로 말하자면, 군대는 해싱에 5 개의 0으로 시작하는 결과를 제공하는 메시지 만 공유하기로 결정했습니다.

해시 조건이 충족되면 메시지의 해시와 함께 메신저를 보냅니다. 그렇지 않다면 원하는 결과를 얻을 때까지 무작위로 nonce 값을 계속 변경합니다. 이 작업은 매우 지루하고 시간이 많이 소요되며 많은 계산 능력이 필요합니다.

메신저가 도시에 잡히고 해시 함수 속성에 따라 메시지가 변조되면 해시 자체가 크게 변경됩니다. 오른쪽에있는 장군이 해시 된 메시지가 0의 필요한 양으로 시작하지 않았 음을 확인하면 단순히 공격을 호출 할 수 있습니다.

그러나 가능한 허점이 있습니다.

해시 함수는 100% 충돌이 없습니다. 그래서 도시가 메시지를 얻고, 그것을 조작하고, 그에 따라 필요한 0의 수를 가진 원하는 결과를 얻을 때까지 nonce 를 변경하면 어떨까요? 이것은 매우 시간이 많이 걸리지만 여전히 가능합니다. 이에 대응하기 위해 장군들은 힘을 숫자로 사용할 것입니다.

왼쪽의 한 장군이 오른쪽의 한 장군에게 메시지를 보내는 대신 왼쪽에 3명의 장군이 있는데, 오른쪽의 장군에게 메시지를 보내야 한다고 가정해 봅시다. 그렇게하기 위해 그들은 자신의 메시지를 작성한 다음 누적 메시지를 해시 한 다음 결과 해시에 nonce 를 추가하고 다시 해시 할 수 있습니다. 이번에는 6 개의 0로 시작하는 메시지를 원합니다.

분명히 이것은 매우 시간이 많이 걸릴 것입니다. 그러나 이번에는 메신저가 도시에 잡히면 누적 메시지를 조작하고 해시에 해당하는 nonce 를 찾는 데 걸리는 시간은 무한히 더 많을 것입니다. 심지어 몇 년이 걸릴 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 메신저 대신 장군이 여러 메신저를 보내면 도시가 계산 과정의 중간이 될 때까지 공격하고 파괴 될 것입니다.

오른쪽의 장군들은 꽤 쉽게 있습니다. 그들이해야 할 일은 메시지에 주어진 올바른 nonce 를 추가하고 해시하고 해시가 일치하는지 여부를 확인하는 것입니다. 문자열을 해싱하는 것은 매우 쉽습니다. 그것은 본질적으로 작업 증명 뒤에있는 과정입니다.

적절한 해시 대상에 대한 nonce 를 찾는 프로세스는 매우 어렵고 시간이 많이 소요됩니다.

그러나 잘못된 행동이 커밋되지 않았는지 확인하기 위해 결과를 확인하는 과정은 매우 간단해야합니다.

자, 이제 당신은 광산의 기본 원리가 무엇인지 알 수 있습니다. 이제 실제로 어떻게 발생하는지 살펴 보겠습니다.

광산의 다른 유형

CPU 마이닝: 이것은 마이닝의 가장 기본적인 형태입니다. CPU 마이닝의 아이디어는 간단합니다. 누구든지, 어디서나 자신의 컴퓨터를 사용하여 광산을 할 수 있습니다. 이 방법은 더 이상 적용 할 수 없지만 좋은 진입 점입니다.

GPU 마이닝: 다음으로 GPU 마이닝이 있습니다. GPU 또는 그래픽 처리 장치는 컴퓨터의 비디오 렌더링 시스템의 일부입니다. GPU의 일반적인 기능은 CPU가 필요하지 않도록 3D 그래픽과 시각 효과의 렌더링을 지원하는 것입니다. GPU는 CPU보다 훨씬 강력한 마이닝 시스템을 제공합니다. Monero와 같은 일부 ASIC 저항 동전은 GPU를 통해 채굴됩니다. Bitcoin/Ethereum은 원래 이렇게 채굴되었지만 난이도가 증가함에 따라 점점 더 어려워졌습니다. 나중에 가이드에서 어려움에 대해 더 자세히 이야기 할 것입니다.

FPGA 마이닝: FPGA 또는 현장 프로그래머블 게이트 어레이 마이닝은 GPU 마이닝의 다음 단계입니다. Free Learner의이 기사에 따르면, FPGA “는 데이터 스트림의 입력을 계산하고 원하는 결과를 출력하는 진리표를 만드는 일련의 게이트 배열 (분명히) 이있는 장치입니다. 업계에서는 이것을 사용하여 로그에서 2x4s 절단, 기계 학습 제공 또는 DNA 시퀀싱 수행과 같은 산업 프로세스를 최적화할 수 있습니다. FPGA는 성공적인 해시를 초래하는 출력을 생성하는 마이닝 해시와 같이 병렬 프로세스에서 수행 할 수있는 모든 작업에서 탁월합니다. 운이 좋으면 성공적인 블록을 만들 수 있습니다.”

ASIC 마이닝: ASIC는 응용 분야별 집적 회로를 의미하며 비트코인과 라이트코인 마이닝의 특정 목적을 위해 만들어졌습니다. 마이닝을 위해 특별히 설계된 기계가 그 시대를 앞서야 했습니다. 그래서 KNCNMiner가 ASIC에 대한 사전 주문을 출시했을 때 처음 5시간 동안 2천5백만 달러의 주문을 받았습니다. 비트코인과 라이트코인은 이제 ASIC를 통해 독점적으로 채굴됩니다. 비트 메인은 최근 에테 리움을위한 ASIC을 발표했다.

에테 리움 광산 장비를 만드는 방법

좋아, 이제 우리는 광산의 다른 유형을 통해 갔다, 의 Ethereum 광산 장비를 설정하자!

우리는 암호화 비교를 위해 안토니오 마데이라가이 기사에 대한 거대한 소환을 계속하기 전에.

다음과 같은 하드웨어가 필요합니다.

마더보드.

GPU.

하드 드라이브.

램.

전원 공급 장치.

마더보드

마더 보드는 광산 장비의 기초입니다. 사용할 수있는 GPU의 양은 마더 보드가 가지고있는 GPU 슬롯의 수와 직접 관련이 있습니다. 마더 보드에 연결할 수있는 GPU가 많을수록 해시 속도 즉 해시를 계산하는 속도가 높아집니다.

좋은 광산 마더 보드의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

아수스 B250 광산 전문가:

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애스록 프로바이더

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GPU

GPU를 받기 전에 두 가지 질문을해야합니다.

리그가 얼마나 강력하길 원하십니까?

얼마를 쓰고 싶니?

효율적인 GPU를 얻으십시오.

다음은 NiceHashMiner에서 볼 수있는 Ethereum 마이닝에서 다양한 GPU의 성능 수준 차트입니다.

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하드 드라이브

이제 OS와 마이닝 소프트웨어를 저장하기 위해 무언가가 필요합니다. 이를 위해서는 하드 드라이브가 필요합니다. 이를 위해 표준 SSD (솔리드 스테이트 드라이브) 하드 드라이브가 사용됩니다.

하드 드라이브의 크기가 얼마나 커야합니까? 전체 블록 체인을 다운로드 할 계획이라면 미래의 성장을 보상 할 수있는 충분한 공간이 있어야합니다.

빠른 계산 및 정보 계산을 위해서는 RAM 또는 랜덤 액세스 메모리가 필요합니다. 4GB RAM은 충분해야합니다.

전원 공급 장치

전원 공급 장치 (PSU) 의 크기는 사용 중인 GPU 수에 따라 다릅니다. 따라서 먼저 GPU와 기타 모든 구성 요소의 전력 소비량을 합산하여 PSU의 용량이 GPU의 합계보다 커지는지 확인해야 합니다. 따라서 2 220 와트 GPU를 사용하고 다른 구성 요소가 250 와트를 소비하는 경우 PSU는 (2* 220 + 250) 690 와트 이상을 가져야합니다.

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이미지 신용: 톰의 하드웨어

광업용 소프트웨어

첫째, 분명히 운영 체제가 필요합니다.

이더리움 마이닝을 위해 특별히 설계된 APP 인 ETHOS를 다운로드 할 수 있습니다. Ethereum을 즉시 채굴하는 64 비트 리눅스 배포판이므로 단일 위치에서 모든 리그를 제어하고 필요한 경우 특정 GPU로 드릴 다운 할 수 있습니다. ETHOS는 설치 즉시 eth-proxy/stratum을 지원합니다.

여기에서 ETHO를 체크아웃할 수 있습니다.

마이더월렛 설정

모든 것을 설정 한 후에는 이더리움 지갑을 만들어야합니다. 적절한 조치를 취하지 않으면이 모든 동전을 채굴하는 데는 아무런 의미가 없습니다. 암호 지갑에 대한 가이드를 바로 여기에서 읽을 수 있습니다. 내 이더리움 지갑은 최근에 몇 가지 문제에 직면했지만 최고의 지갑 중 하나입니다.

마이더월렛을 설정하는 데 필요한 단계는 다음과 같습니다.

먼저 마이더월렛으로 가세요.

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그런 다음 도움말 탭을 클릭하십시오.

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아래로 스크롤하여 옵션 5를 클릭하십시오.

이제 여기에 강조 표시된 링크를 엽니 다.

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그런 다음이 zip 파일을 컴퓨터에 다운로드하십시오.

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이제 컴퓨터에서 zip 파일을 열고 index.html 파일을 클릭합니다. 그렇게하기 전에 오프라인이되도록 인터넷을 끄십시오.

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이제 새 암호를 만들고 지갑을 생성하십시오. 강력한 암호를 입력하십시오.

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이제 기본적으로 지갑 파일 인 키 저장소 파일을 다운로드해야합니다. 이 파일의 백업을 유지해야 합니다. 당신이 그 클릭으로 완료 한 후 “나는 이해합니다. 계속하십시오.”

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그리고 거기 가서, 당신의 지갑이 생성되었습니다. 여기서 볼 수있는 것은 개인 키입니다. 이것을 누구와도 공유하지 마십시오.

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이제 “인쇄”버튼을 클릭하여 지갑을 인쇄해야합니다. 이것이 당신이 얻을 것입니다. 여기에서 개인 키와 공개 키를 모두 볼 수 있습니다.

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그리고 거기 가세요. 이것이 Ethereum 종이 지갑을 만드는 방법입니다.

광업 풀 대 에테 리움 마이닝 솔로

좋아, 그래서 당신은 전체 시스템과 지갑을 설정해야합니다. 이제 당신은 당신이 내 것을가는 방법을 결정해야합니다.

솔로 채굴할 건가요 아니면 수영장에서 채굴할 건가요?

물론 솔로는 할 수 있지만 아무도 Ethereum 솔로를 더 이상 채굴하지 않는 이유가 있습니다. 그것은 매우 비실용적이며 어떤 결과도 볼 수 없습니다.

이것이 사람들이 광산 풀을 선호하는 이유입니다.

마이닝 풀이란 무엇입니까?

(참고:이 섹션에서, 우리는 독점적으로 WRT BTC를 이야기 할 것입니다).

전체 블록 체인은 “광부”네트워크 때문에 작동합니다. 광부는 기본적으로 블록 체인의 새로운 블록을 “광산”합니다. 복잡한 암호화 퍼즐을 해결하여 계산 능력을 사용합니다. 그 결과, 그들은 12.5 BTC 인 광업 보상을받습니다.

일단 그들이 블록을 성공적으로 채굴하면, 그들은 블록 안에 거래를 할 수있는 힘을 얻습니다. 그것은 기본적으로 모든 암호 화폐에서 거래가 일어나는 방식입니다. 광부는 블록 내부의 트랜잭션 기록을 저장합니다.

이제 한 가지를 기억하십시오. 생성 된 비트 코인의 수는 제한되어 있습니다 (21 백만 동전). 비트 코인의 창조자 인 사토시 나카 모토 (Satoshi Nakamoto) 는 점점 더 많은 광부가 들어갈수록 비트 코인 마이닝의 비율이 기하 급수적으로 증가하여 사용 가능한 모든 비트 코인을 2 년에 채굴 할 수 있다고 생각했습니다!

자, 이것은 비트코인의 재앙이 될 수 있습니다. 왜냐하면 모든 경제 상품과 마찬가지로 비트코인의 가치는 공급과 수요에 있기 때문입니다. 비트 코인의 공급이 갑자기 증가하면 수요가 감소하고 결과적으로 그 가치를 손상시킬 것입니다. 공급-수요 관계는 가장 중요한 경제 개념 중 하나이며, 다음은 공급-수요 그래프의 모습입니다.

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비트 코인의 공급이 손에서 벗어나는 것을 방지하고 더 지속 가능한 모델로 만들기 위해 Satoshi는 난이도 조정 시스템을 구현했습니다.

난이도 조정이란 무엇입니까? 점점 더 많은 블록이 채굴됨에 따라 암호화 퍼즐의 어려움은 기하급수적으로 증가합니다. 기본적으로, 당신이 채굴하는 비트 코인이 많을수록 광업 과정이 더 어려워집니다. 광부들은 곧 더 이상 스스로 효율적으로 채굴 할 수 없다는 것을 알게되었고, 그 과정은 점점 더 비쌉니다. 그래서 그들은 자원을 함께 모으고 비트코인을 더 효율적으로 채굴하기 위해 파파크와 그룹을 형성하기로 결정했습니다. 이러한 광부 그룹을 “광산 풀”이라고합니다.

마이닝 풀의 장점과 단점

장점

풀은 풀 관리자에 의해 실행됩니다. 대신 임의의 독립적 인 광부, 풀 관리자는 단순히 스스로 네트워크를 업그레이드 할 수 있기 때문에 전체 네트워크를 업그레이드하는 것이 훨씬 쉽습니다.

광업 보상의 분산 감소: 광부가 풀에 가입하는 가장 큰 이유 중 하나는 광업 보상의 차이를 줄이는 것입니다. 분산의 의미와 그것이 광부들에게 어떤 영향을 미치는지 이해하려면 몇 가지 수학이 필요합니다. LM 굿맨과 그녀의 중간 기사에 대한 설명에 대한 크레딧.

먼저 베르누이 분포가 무엇인지 이해합시다. Bernoulli 분포는 기본적으로 성공 확률이 p (여기서 0 p 1) 인 경우 두 가지 결과가 “성공”과 “실패”를 갖는 모든 이산형 분포에 대해 고장 확률은 1-p라고 말합니다.

자, 이것을 비트 코인으로 적용합시다. 광부가 전체 광산 전력의 분수 “p”를 제어하고 그 결과, 새로운 블록을 채굴 확률 p를 갖는 경우 0 p 1, 다음, 베르누이의 분포를 적용에, 그/그녀는 (1-p) 새로운 블록을 채굴하지 않습니다.

베르누이 분포에서: 분산 = p* (1-p)

이제 1 년에 얼마나 많은 블록이 채굴되는지 봅시다.

10 분마다 1 블록이 채굴됩니다. 즉, 매 시간 6 블록, 매일 24* 6 블록 및 매년 365* 24* 6 블록이 채굴됩니다.

기본적으로 블록을 채굴할 확률이 “p”인 광부의 경우 연간 365*24*6*p 블록을 채굴할 것으로 예상됩니다. 그게 그들의 기대 수익입니다.

마찬가지로, 전체 연도에 직면하게 될 전체 표준 분산은 365*24*6*p* (1-p) 입니다.

이제 “표준 편차”를 정의해야합니다. 표준 편차는 그룹의 평균에서 다양한 특정 분산 그룹의 구성원이 얼마나되는지에 의해 정의하는 용어이다.

블록체인과 이 예제의 맥락에서 표준 편차는 이 광부의 보상이 예상 보상에서 얼마나 벗어났을지에 의한 것입니다.

표준 편차 = [sqrt] 분산/기대 수익률.

이제 우리가 알다시피:

분산 = 365*24*6*p* (1-p)

기대 수익률 = 365*24*6*p

따라서이 값을 대체하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

표준 편차 = [제곱] (365*24*6*p))/365*24*6*p

이제 예를 들어 보겠습니다.

광부가 네트워크에서 해시 속도의 0.01% 를 소유하고 있다고 가정합니다. (의미 p=0.0001).

표준 편차 방정식에 따라 값을 대체하면 0.4364 또는 43.6% 의 표준 편차를 얻을 수 있습니다!

예상 보상과 43.6% 편차 또는 0.01% 해시 비율을 소유 한 광부.

이러한 편차 및 분산을 줄이는 유일한 해결책은 리소스를 함께 풀하여 전체 해시 비율 비율을 높이는 것입니다. 이는 광산 풀이 제공하는 것과 정확히 같습니다.

단점

많은 풀 매니저의 윤리에 따라 달라집니다.

중앙 집중화: 우리는 나중에 이것에 대해 더 이야기 할 것입니다.”

광부가 될 때의 장점

그래서, 왜 광부가되어야합니까?

당신은 에테르를 가질 수 있습니다! 가장 먼저, 가장 분명한 이유. 당신은 당신 자신의 에테르를 가질 수 있습니다. 게다가 블록을 채굴하는 순간, 그 안에 들어가는 모든 거래에 대한 거래 수수료를 징수할 수 있습니다.

Ethereum 또는 암호 화폐를 일반적으로 믿는다면 광업을 통해 네트워크에서 음성을 얻게됩니다.

마지막으로, Ethereum이 스테이크 증명으로 넘어갈 때, 작업 증명을 통해 큰 Ethereum 보증금을 만드는 것이 확실히 도움이 될 것입니다.

스테이크의 증거는 무엇입니까?

스테이크 증명 (POS) 에 대해 말하면 정확히 무엇을 의미하며 Ethereum이 왜 계속 나아갈 것입니까? 지금 질문의 첫 번째 부분에 집중합시다.

지분 증명은 전체 광산 프로세스를 가상으로 만들고 광부를 검사기로 대체합니다.

프로세스가 작동하는 방식입니다.

유효성 검사기는 동전 중 일부를 스테이크로 고정해야합니다.

그 후, 그들은 블록의 유효성을 검사 시작합니다. 의미, 그들이 체인에 추가 할 수 있다고 생각하는 블록을 발견 할 때, 그들은 그것에 내기를 배치하여 유효성을 검사 할 것입니다.

블록이 추가되면 유효성 검사기는 베팅에 비례하여 보상을 받게됩니다.

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POS는 광업을 완전히 가상화시키고 POW를 통해 낭비되는 낭비를 크게 줄입니다.

이더리움의 POS 구현은 캐스퍼 프로토콜이라고합니다.

캐스퍼가 왜 필요했습니까? POS 구현과 관련하여 큰 문제가 하나 있습니다.

스테이크 증거의 가장 큰 장애물

Ethereum 개발자는 항상 결국 스테이크 증명으로 넘어갈 계획이었습니다. 항상 계획이었습니다. 그러나 그들이 그렇게 할 수 있기 전에, 그들은 지분 증거 (POS) 의 가장 큰 결함 중 하나를 해결해야했다.

잠시 동안이 시나리오를 고려하십시오.

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위와 같은 상황이 있다고 가정합니다. 메인 블루 사슬과 메인 자체에서 나뭇 가지가있는 빨간 사슬이 있습니다. 악의적 인 광부가 빨간색 블록에서 광산하는 것을 막고 하드 포크를 강요하는 것은 무엇입니까?

POW (작업 증명) 시스템에서는 이러한 위험을 완화할 수 있습니다.

앨리스가 빨간 사슬을 채굴하고 싶어한다고 가정해 봅시다. 그녀가 모든 해시력을 그것에 바치더라도, 그녀는 다른 광부가 새로운 사슬에 합류하도록 갖지 않을 것입니다. 다른 모든 사람들은 여전히 푸른 사슬을 계속 채굴할 것입니다. 왜냐하면 더 긴 사슬에서 채굴하는 것이 더 수익성이 높고 위험이 없기 때문입니다.

이제 POW는 리소스가 매우 비싸다는 것을 기억하십시오.

광부가 네트워크에 의해 거부 될 블록에 너무 많은 자원을 낭비하는 것은 의미가 없습니다. 따라서 체인 분할 때문에 공격자가 낭비해야 할 금액의 작업 시스템의 증거에서 피한다.

그러나 POS를 가져올 때 상황이 조금 다르게 보입니다.

유효성 검사기 인 경우 반향을 전혀 두려워하지 않고 빨간색 체인과 파란색 체인에 돈을 넣을 수 있습니다. 무슨 일이 있더라도, 당신은 항상 당신의 행동이 얼마나 악의적 인 일에도 불구하고, 이기고 잃을 것이 없습니다.

이것은 “위험에 처한 것”문제라고하며, 이것은 Ethereum이 해결해야만했던 것입니다.

그들은 POS를 구현하고 “지분 없음”문제를 완화 할 수있는 프로토콜이 필요했습니다.

에테 리움 채굴: 캐스퍼 입력

캐스퍼는 Ethereum이 함께 선택했던 POS 프로토콜입니다. 팀 전체가 바쁘지만, 블라드 자미르 (Vlad Zamfir) 는 종종 “캐스퍼의 얼굴”으로 인정됩니다.

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이미지 크레딧: 블록 노미.

그렇다면 캐스퍼는 스테이크 프로토콜의 다른 증거 프로토콜과 어떻게 다른가요?

캐스퍼는 모든 악의적 인 요소를 처벌 할 수있는 프로세스를 구현했습니다. 캐스퍼 아래의 POS가 작동하는 방식입니다.

유효성 검사기는 에테르의 일부를 스테이크로 스테이크합니다.

그 후, 그들은 블록의 유효성을 검사 시작합니다. 의미, 그들이 체인에 추가 할 수 있다고 생각하는 블록을 발견 할 때, 그들은 그것에 내기를 배치하여 유효성을 검사 할 것입니다.

블록이 추가되면 유효성 검사기는 베팅에 비례하여 보상을 받게됩니다.

그러나 유효성 검사기가 악의적 인 방식으로 작동하고 “위험에 처한 것”을하려고하면 즉시 견책되고 모든 지분이 슬래시됩니다.

보시다시피 캐스퍼는 신뢰없는 시스템에서 작동하고보다 비잔틴 내결함성이 될 수 있도록 설계되었습니다.

악의적/비잔틴 방식으로 행동하는 사람은 지분을 삭감하여 즉시 처벌받을 수 있습니다. 이것은 대부분의 다른 POS 프로토콜과 다른 곳입니다. 악의적 인 요소에는 잃을 것이 있으므로 아무 것도없는 것은 불가능합니다.

이것은 캐스퍼가 유효성 검사기를 처벌하는 유일한 장소가 아닙니다.

허드슨 제임스 (Hudson James) 와 Joris Bontje) 가 “StackExchange에 대한 답변에서 언급했듯이 캐스퍼는 오프라인, 예기치 않게 또는 그렇지 않은 광부들을 포함하여 네트워크 보안을 보장하기 위해 더 엄격한 인센티브를 설계합니다.

즉, 유효성 검사기는 노드 가동 시간에주의해야합니다. 부주의 또는 게으름은 그들의 지분을 잃게 될 것입니다. 이 속성은 거래 및 전반적인 가용성의 검열을 줄입니다.

이 모든 것과 함께, “슬래싱”속성은 또한 작업 프로토콜의 정상적인 증거를 통해 캐스퍼에게 뚜렷한 우위를 제공합니다.

우리의 체인 다이어그램을 다시 가져 가자.

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작업 프로토콜의 증거에서 광부가 청색 사슬을 채굴했는지 적색 사슬을 채굴했는지는 중요하지 않습니다. 정직한 광부와 악의적 인 광부 모두 같은 양의 자원을 소비했을 것입니다.

그러나 캐스퍼에서는 정직한 검사기가 파란색 체인에 광산하면 베팅에 비례하여 보상을 얻을 수 있지만 악의적 인 광부는 적색 체인에 베팅하기 위해 지분을 삭감합니다.

좋아, 그게 모두 좋고 좋지만 Ethereum은 광부가 POW에서 POS로 넘어갈 지 어떻게 확인합니까?

그들은 난이도의 시한폭탄을 통해 그렇게 할 계획입니다.

난이도 시한 폭탄은 무엇입니까?

광부들에게 작업 증명 프로토콜에서 스테이크 증명 프로토콜로 이동하도록 장려하는 것은 무엇입니까?

광부들은 수천 달러 상당의 장비를 구입하여 블록 채굴을 할 수 있습니다. POS가 탑승하는 순간; 모든 장비는 쓸모 없게 됩니다. 너무 많은 돈을 지출하고 슈퍼 복잡한 풀을 설정하고, 완전히 쓸모 없게되는 모든 것을 상상해보십시오.

그렇다면 광부들이 오래된 작업 증명 체인에 머물지 않고 채굴을 계속하는 것을 막기 위해 무엇이 있습니까? 이것은 본질적으로 세 개의 에테 리움 동전을 만듭니다: 에테 리움 클래식, 에테 리움 작업 증명 및 에테 리움 지분 증명. 그것은 절대적인 악몽이 될 것입니다.

Ethereum의 경제적 가치와 신뢰성을 크게 떨어 뜨릴 수있을뿐만 아니라 해커 공격에 취약해질 수있는 전체 체인의 해시 속도를 희석시킬 것입니다.

광부가 새로운 체인에 가입 할 수있는 적절한 인센티브가 있는지 확인하기 위해 Ethereum 개발자는 난이도 시한 폭탄을 도입했습니다. 시한 폭탄은 2015년 9월 7일에 도입되었습니다. 난이도 시한 폭탄이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해서는 얼마나 어려운지, 광산 작업을 이해하는 것이 중요합니다.

어려움은 무엇이며 어떻게 작동합니까?

어려움의 개념은 비트 코인으로 시작되었습니다. 비트코인이 처음 도입되었을 때 마이닝은 매우 간단했고 누구나 자신의 PC를 사용하여 할 수 있었습니다. 그러나 비트 코인이 점점 더 인기가 높아짐에 따라 네트워크상의 광부 수가 증가했습니다. 이것은 광부들이 통제 불능으로 나가고 1년 동안 남은 비트코인을 모두 채굴할 수 있는 매우 실질적인 가능성을 높였습니다. 사토시 나카모토는 이러한 일을 구상하여 “어려움”시스템을 도입했습니다.

난이도 시스템은 다음과 같이 작동합니다. 광부는 암호화 퍼즐을 해결하기 위해 계산 능력을 사용합니다. 그들이하는 방식은 블록의 해시에 무작위로 임의의 문자열 (nonce) 을 추가 한 다음 전체 문자열을 해시하는 것입니다. 결과 숫자가 특정 고정 번호보다 작 으면 성공한 것으로 간주되고 새 블록이 블록 체인에 추가됩니다. 이 “nonce”를 찾는 것은 매우 어렵고 무작위적이며 모든 광산의 핵심입니다.

전체 과정을 요약하면 다음과 같이 보일 것입니다.

새 블록의 내용의 해시가 사용됩니다.

nonce (임의의 문자열) 가 해시에 추가됩니다.

새 문자열이 다시 해시됩니다.

최종 해시는 난이도와 비교되어 실제로 그보다 작은지 여부를 확인합니다.

그렇지 않으면 nonce 가 변경되고 프로세스가 다시 반복됩니다.

그렇다면 블록이 체인에 추가되고 공용 원장이 업데이트되고 추가에 대한 경고가 표시됩니다.

이에 대한 책임 광부는 블록 보상을 부여.

난이도는 매 2016 블록마다 조정됩니다.

난이도는 블록이 채굴되는 비율에 직접적으로 비례합니다. 비트코인의 평균 블록 시간은 10분입니다.

블록 시간이 그 이하로 가면 난이도가 증가하고, 올라가면 난이도가 감소합니다. 이것은 비트 코인의 블록 시간이 ~ 10 분 동안 유지되도록하기 위해 수행됩니다.

이것은 기본적으로 비트 코인 마이닝이 작동하는 방식이며 Ethereum은 동일한 프로토콜을 따릅니다. 차이점은 Ethereum에서 15 초마다 블록이 채굴된다는 것입니다.

다음 그래프는 에테 리움의 증가 어려움을 보여줍니다:

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

그렇다면 난이도의 시한 폭탄은 무엇을 할 것인가?

난이도 폭탄은 광산이 불가능하게 될 수 있도록 너무 많은 어려움을 기하 급수적으로 증가시킬 것입니다.

이전에 말했듯이 난이도는 블록이 채굴되는 비율에 따라 조정됩니다. 이더리움 난이도 조정 알고리즘은 다음과 같습니다.

블록_diff = 상위 비교 + 상위 비교 // 2048* 최대 (1 — (블록_타임스탬프 — 상위 타임스탬프) // 10, -99) + 정수 (2** ((블록.번호 // 100000) - 2))

(여기서 “//”는 6//2 = 3과 9//2 = 4로 나누기 연산자입니다.)

자, 그것이 기본적으로 평범한 영어로 무엇을 의미하는지 이해합시다.

Block_TimeStap = 블록이 채굴된 시간입니다.

parent_timestamp = 부모 블록이 채굴되기 전에 블록 일명 인 시간.

(블록_타임스탬프 - 상위 타임스탬프) 10초이면 “parent_diff // 2048* 1"의 계수가 난이도에 추가됩니다.

(블록 타임 스탬프 - parent_timestamp) 가 10-19 초 사이이면 어려움은 동일하게 유지됩니다.

(블록_타임스탬프 - 상위 타임스탬프) 20초이면 난이도가 “상위 비교 // 2048 * -1”만큼 최대 “상위 비교 // 2048 * -99”로 줄어 듭니다.

이것은 Ethereum의 홈스테드 버전에서 어려움 조정 알고리즘이 어떻게 작동했는지입니다. 아이디어는 블록 시간을 ~ 15 초로 유지하는 것입니다.

그래서 난이도 폭탄이 할 일은 그것을 조정하지 않고 그러한 기하 급수적 인 양만큼 난이도를 증가시킬 것이고 암호화 퍼즐을 해결하는 데 점점 더 많은 시간이 걸릴 것입니다. 결국 그것은 사슬에서 광산을 거의 불가능하게 될 것입니다. 이 현상은 “에테 리움 아이스 에이지”라고하며, 모든 광산 POW 스타일은 불가능 해집니다.

이런 일이 발생하면 광부들은 아무런 선택의 여지가 없지만 스테이크 증서가있는 새로운 Ethereum 체인을 갈 수 있습니다.

좋아, 그럼 왜 이것이 필요한가? 스테이크 증명이 해결하고자하는 작업 증명으로 우리가 직면하고있는 문제는 무엇입니까?

POW보다 POS가 필요한 이유는 무엇입니까?

스테이크 증명을 구현하는 데는 몇 가지 장점이 있습니다. 그들은 모두 광범위하게 다음과 같은 범주 중 아래로 나열 할 수 있습니다. (최종과 그의 기사에 큰 소리).

분권화를 달성하는 데 도움이됩니다.

에너지 효율성.

경제 보안.

배율 조정.

POS로 전환합니다.

에테 리움 광업: 지방 분권화 달성

위에서 보았 듯이 POW 프로토콜은 더 이상 분권화 친화적 인 것이 아닙니다. 비트 코인에 대한 해시레이트 분포도를 확인해 봅시다.

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

그리고 Ethereum에있는 광산 풀의 해시레이트 분포는 다음과 같습니다.

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

이미지 제공: Etherchain.org

보시다시피, 해시 레이트의 대부분은 특정 풀에 집중되어 있으며, 이는 어떤 일이 발생하더라도 항상 블록을 채굴하고 다른 누구보다 보상을 얻을 수있는 더 나은 기회를 갖게됩니다.

그들은 더 많은 돈을 얻을 수 있기 때문에, 그들은 더 나은 더 빠른 ASIC를 가질 수 있습니다. 이것은 기본적으로 어떤 일이 일어나더라도 큰 광산 풀은 항상 개인과 작은 수영장보다 우위를 가질 것입니다. 즉, 부자는 항상 부자가 될 것입니다.

지분 증명은 광업을 완전히 가상화함으로써 완전히 무의미하게 만듭니다. 그러나 이것이 POS가 중앙 집중화의 영향을 완화시키는 유일한 방법은 아닙니다. 이를 이해하기 위해서는 먼저 “규모의 경제”가 무엇을 의미하는지 알아야합니다. (데이터에 대한 ACD클리어 리그 유튜브 채널 감사합니다).

생산에 관해서는 두 가지 종류가 있습니다.

단기간 생산.

장기 생산.

단기적으로 생산에서는 적어도 입력 리소스가 고정되어 있습니다. 오븐이 하나만있는 소규모 피자 가게를 생각해보십시오. 그들이 25 피자를 1 개 생산해야하는지는 중요하지 않습니다. 피자를 만드는 데 사용할 수있는 유일한 오븐이 있습니다.

장기적으로 생산할 때, 모든 자원은 가변적입니다. 그리고 이것이 규모의 경제가 들어오는 곳입니다.

따라서 입력 리소스의 양이 가변적 인 장기 생산에서 입력을 두 배로 늘리면 어떻게됩니까? 이 특정 시나리오에는 세 가지 결과가 있습니다. 우리는 이것을 “규모로 돌아 간다”라고 부릅니다.

출력은 두 배 이상. 확장에 대한 수익이 증가한다는 것을 의미합니다.

출력은 두 배가 됩니다. 스케일에 고정 된 수익이 있음을 의미합니다.

출력이 두 배가되지 않습니다. 스케일 리턴이 감소한다는 것을 의미합니다.

다음은 규모의 경제의 그래픽 표현을 보여줍니다.

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이미지 제공: 위키백과

여기서 정확히 무슨 일이야?

생산량이 Q에서 2분기로 증가하면 전체 생산 비용이 C에서 C1로 내려갑니다. 이것을 규모의 경제라고 부릅니다.

그 후, 그것은 조금 더 균등합니다. 이것은 일정한 수익을 얻는 곳입니다.

그런 다음, 2분기 이상으로 생산량이 증가함에 따라 비용이 증가합니다.

이것이 의미하는 바는 대기업이 출력의 수를 늘림으로써 제품의 평균 비용을 줄일 수 있다는 것입니다! (한계까지)

어떤 의미에서... 더 적은!

실제 사례를 예로 들어 보겠습니다.

소규모 베이커의 초기 비용은 회사가 많은 기계에 투자해야하기 때문에 큰 베이킹 회사보다 분명히 적습니다. 그러나 장기적으로 빵 한 덩어리의 평균 비용은 빵 굽는 사람보다 회사에서 훨씬 적습니다.

좋아, 이 모든 것이 괜찮지 만 광산 풀에 어떻게 적용됩니까?

대기업과 마찬가지로 대규모 광산 풀은 다음과 같은 방법으로 입력 리소스 비용을 줄일 수 있습니다.

더 큰 작업에 대해 고정 비용을 상각합니다.

더 큰 기업으로 운영하여 협상력을 갖는.

이것이 기본적으로 의미하는 바는, 큰 영향력있는 광산 풀은 달러 대비 달러가 같은 금액을 소비하더라도 다른 풀보다 더 많은 해시 속도를 생성 할 수 있다는 것입니다.

이 문제는 하나의 간단한 이유 때문에 스테이크 증명에서 완전히 완화됩니다. POS에서는 지분을 투자합니다. 단순히 함께 수영하고 지분을 달러 대비 더 가치있게 만들 수는 없습니다. 하루가 끝나면 1 달러 = 1 달러. 규모의 경제는 여기서 작동하지 않습니다.

에너지 효율

작업 증명의 가장 큰 문제는 에너지 낭비입니다. 최악의 부분은 에너지 낭비 이익을 위해 에너지 낭비라는 것입니다. Bitcoin은 특히 에너지에 대한 식욕에 탐욕적입니다. 이 체크 아웃:

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이미지 제공: 디지털노미스트

더 많은 숫자 (예의 디지털) 는 어떻습니까?

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집중해야 할 두 가지 숫자가 있습니다.

비트 코인의 연간 글로벌 광업 비용은 1,423,794,674입니다.

비트 코인은 매년 28.48 TWH 상당의 전기를 소비합니다. 에콰도르의 국가는 약 21 TWH를 소비!

사실, 일부 국가와 비교할 때 비트 코인의 에너지 소비를 비교해 봅시다.

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비트코인은 아일랜드, 바레인, 슬로바키아 공화국보다 더 많은 전력을 소비합니다!

좋아, 심지어 경기장을 보자.

비트코인을 다른 결제 시스템과 비교하면 어떨까요? 말... 비자.

비자와 비교하여 비트 코인의 전력 소비량은 어떻습니까?

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그래, 좋지 않아

따라서 비트 코인은 많은 힘을 먹고 자원에 많은 돈이 소비된다는 것은 분명합니다. 그러나 외부 비용은 어떻습니까? 이러한 전력 소비량이 환경에 미치는 영향은 엄청나야 합니다.

Bitcoin과 POW가 많은 긍정적 인 사회적 변화를 가져왔다는 것은 의심의 여지가 없지만 대규모 POS 시스템이 할 수있는 작업과 많은 전력을 소비하지 않고 잘 작동하는지 확인해야합니다.

분류: 경제 안보

POS, 특히 캐스퍼가 가장 큰 장점은 경제 안전이다. 이것에 대해 생각해보십시오. 당신이 유효성 검사기이고 자신의 돈을 네트워크의 지분으로 저장한다고 가정 해보십시오. 네트워크의 최선의 이익을 위해 행동하는 것은 자신의 이익입니다. 왜 당신은 당신의 지분의 상당 부분이 있다는 것을 알고 악의적으로 행동 할 것입니다.

왜 네트워크를 공격하고 동전의 가치에 해를 끼칠 수 있습니까?

또한, 이 “슬래싱 효과”는 Vitalik이 동전으로 “산란 캠핑 공격”의 기회를 제거합니다.

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이미지 제공: 비탈릭 버테린 트위터.

POS에서 스폰 공격은 단 한 번의 공격만으로 투자한 스테이크의 파괴와 제거로 이어질 수 있다는 단순한 사실로 예방할 수 있습니다. 그리고 투자한 지분이 없다면 POS 검증에 참여할 수 없습니다.

배율 조정

POS가 확장 성을 돕는 가장 확실한 방법은 샤딩을 활성화하는 것입니다.

블라드 잠피르 (Vlad Zamfir) 가 말했듯이, POW로 샤딩하는 것은 불가능하지는 않지만 어렵습니다.

샤딩이란 무엇입니까?

샤딩은 데이터베이스 시스템에서 가져온 용어입니다. 의 데이터베이스와 관련하여 샤딩이 무엇을 의미하는지 보자. 당신이 당신의 웹 사이트에 대한 거대한 부피가 큰 데이터베이스가 가정하자. 부피가 큰 데이터베이스를 사용하면 데이터 검색 속도가 느려질 뿐만 아니라 확장 성도 방해됩니다. 그래서, 이 경우에 당신은 무엇을합니까?

데이터에 수평 파티션을 수행하고 작은 테이블로 변환하여 다른 데이터베이스 서버에 저장하면 어떻게됩니까?

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

이미지 제공: Dzone

그렇게?

자, 당신은 왜 수평 파티션이 아닌 수직 파티션입니까? 이는 테이블이 디자인되는 방식 때문입니다.

이걸 생각해 보세요. 이것이 우리의 주요 테이블이라고 가정 해보십시오.

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

이제이 테이블을 수직으로 분할하려면 다음과 같이하십시오.

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

무슨 일이 일어나는지 알아? 테이블을 수직으로 분할하면 완전히 다른 두 테이블이되는 경향이 있습니다.

그러나, 우리가 수평으로 분할한다면:

Understanding Ethereum Mining and the Need for Proof of Stake

봤어? 동일한 테이블/데이터베이스이지만 데이터가 적습니다. 이러한 작은 데이터베이스는 더 큰 데이터베이스의 샤드로 알려져있다. 각 샤드는 동일한 테이블 구조와 동일해야합니다.

그렇다면 POW 프로토콜에서 샤딩을 구현하면 어떻게됩니까?

샤딩은 상태를 다른 샤드로 분할하여 처리 속도를 높입니다. 그러나 POW를 사용하는 경우 해시 속도가 낮기 때문에 더 작은 파편이 악의적 인 광부에게 인수 될 위험이 있습니다. 사실, 이것이 POW 블록 체인이 절대로 샤딩을 구현할 수없는 가장 큰 이유입니다. 모든 작은 파편을 쉽게 인수 할 수 있습니다.

이 위험은 광업 개념이 없기 때문에 POS에서 완전히 완화됩니다.

에테 리움 마이닝 결론

보시다시피, 스테이크 증명이 구현되면 상황이 엄청나게 바뀔 것입니다. 그러나 Ethereum에서 POW 마이닝 게임에 들어가기를 원하는 사람은 여전히 충분한 시간을 가지고 있습니다.

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