업비트에서 이더리움을 처음 샀을 때는 솔직히 PoW가 뭔지, PoS가 뭔지 전혀 몰랐습니다. 그저 코인 가격이 오르고 내리는 것만 체크했었습니다. 그러다 2022년 이더리움 머지 업그레이드 뉴스를 보고서야 처음으로 합의 알고리즘이라는 개념에 관심을 갖게 됐습니다. 그때 채굴하던 분들이 채굴기를 어떻게 활용할지 고민하며 이더클래식으로 옮겨간다는 얘기를 들었는데, 제 후배가 겪은 일을 들으니 합의 방식의 차이가 단순히 기술적인 문제만은 아니라는 걸 실감했습니다.
1. 암호화폐 합의 알고리즘 PoW의 전력 소비 문제
여기서 PoW(Proof of Work, 작업증명)란 채굴자들이 복잡한 수학 문제를 컴퓨터로 풀어 블록을 생성하고 보상을 받는 방식입니다. 문제를 가장 먼저 푼 사람이 새로운 블록을 만들 권한을 얻는 구조입니다.
제 후배는 부동산업을 하다가 코인 채굴로 업종을 완전히 바꿨었습니다. 코인가격이 비쌀 때는 괜찮았다고 합니다. 서로 투자해서 채굴하겠다고 나서기도 할 정도로 말입니다. 그런데 코인 가격이 떨어지면서 문제가 생겼습니다. 사무실 월세와 전기세를 합쳐 매달 1,000만 원 이상 나가는데, 채굴로 벌어들이는 수익이 턱없이 부족해진 겁니다. 전기세가 이렇게 많이 나올 줄 몰랐다는 게 후배의 말이었습니다.
비트코인 네트워크 전체의 연간 전력 소비량이 일부 국가의 전력 소비량과 맞먹는다는 연구 결과도 있는 걸로 알고 있습니다. 이게 개인 채굴자에게는 직접적인 비용 부담으로 다가오는 겁니다. 또 하나 이것도 단점에 해당될 수 있을 것 같습니다.
비트코인의 경우지만 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)이라는 전문 채굴 장비를 보유한 대형 업체에 권력이 집중되는 문제도 있습니다.
PoW 방식의 가장 큰 장점은 보안성입니다. 네트워크를 공격하려면 전체 해시파워(Hash Power)의 51% 이상을 확보해야 하는데, 여기서 해시파워란 채굴에 투입되는 컴퓨팅 연산 능력의 총합을 의미합니다. 비트코인 같은 대형 네트워크에서는 해킹등은 사실상 불가능에 가깝습니다.
또한 PoW에서는 채굴 보상으로 계속 새로운 코인이 발행되지만, 비트코인 같은 경우는 발행량에 한계가 존재해 공급이 줄어드니 가격에 긍정적인 영향을 줄 수밖에 없는 구조가 아니겠는가 하는 것입니다.
2. PoS로의 전환과 그 의미
2022년 9월, 이더리움은 머지(Merge) 업그레이드를 통해 PoW에서 PoS(Proof of Stake, 지분증명)로 완전히 전환했습니다. PoS란 코인을 예치(스테이킹)한 검증자들이 블록을 생성하는 방식으로, 많은 코인을 스테이킹할수록 블록 생성 확률이 높아집니다. 채굴 대신 보유한 지분으로 네트워크를 유지하는 구조죠.
이더리움이 PoS로 전환하면서 에너지 소비를 약 99.95% 줄였다고 합니다. 제가 볼 때 이건 단순히 환경 문제만이 아닙니다. 전력 비용 부담이 사라지면서 네트워크 운영 효율이 크게 올라간 겁니다.
검증자가 되려면 32 ETH를 스테이킹해야 하는데, 악의적인 행동을 하면 스테이킹한 코인이 삭감되는 슬래싱(Slashing) 페널티가 있습니다. 여기서 슬래싱이란 네트워크 규칙을 위반한 검증자의 예치금 일부를 강제로 소각하는 처벌 방식입니다.
또한 개인적으로 이더리움이 PoS로 전환하면서 코인 발행량을 줄일 수 있게 된 점도 가격 면에서 긍정적이었다고 생각합니다. 가스비로 사용된 비용을 소각을 실시하게 되었다는 점에서 그렇게 생각해 보았습니다.
다만 PoS의 단점도 분명합니다. 많은 코인을 보유한 사람일수록 더 많은 보상을 받는 구조라는 점에서 부익부 빈익빈 현상이 심화될 수 있습니다. 저도 이 부분은 장기적으로 큰 리스크가 될 수 있다고 봅니다.
3. 투자의 관점
앞에서 언급했듯이 PoW와 PoS의 핵심 차이를 정리하면 다음과 같습니다. PoW는 컴퓨팅 파워 경쟁이 큰 특징이며, PoS는 자본 경쟁 구조가 특징입니다. PoW는 51% 이상의 공격에, PoS는 지분 집중 공격에 각각 취약하다는 점입니다. PoW는 전력 소비가 막대하지만 보안성이 검증되었고, PoS는 에너지 효율적이지만 자본 집중 우려 존재한다는 것입니다.
탄소 배출 문제로 인해 최근 업계의 흐름은 PoS로 빠르게 이동하고 있습니다. 솔라나, 카르다노, 폴카닷 등 대부분의 신규 레이어1 블록체인은 PoS 기반으로 설계되어 있습니다. 여기서 레이어 1이란 독립적인 블록체인 기반 네트워크를 의미하며, 비트코인과 이더리움이 대표적인 레이어 1 블록체인입니다.
반면 비트코인은 보안성과 탈중앙화를 이유로 PoW를 유지하겠다는 입장이 확고합니다. 제가 보기에 이건 비트코인의 강점입니다. 해킹에 대한 안전성을 계속 유지할 수 있다는 점은 장기 투자자 입장에서 큰 메리트라고 생각합니다.
위임지분증명(DPoS, Delegated Proof of Stake), 권위증명(PoA, Proof of Authority) 등 PoS를 변형한 다양한 합의 방식도 등장하고 있는데, 여기서 DPoS란 코인 보유자가 자신의 지분을 특정 검증자에게 위임하는 방식으로, 소수의 대표 검증자가 블록을 생성하여 처리 속도를 높인 구조입니다.
PoS가 친환경적이고 효율적이라고 하지만, 결국 돈 많은 사람이 더 많은 보상을 받는 구조라는 점에서 탈중앙화 정신과 모순된다는 생각이 듭니다. PoW의 전력 낭비 문제도 심각하지만, PoS의 자본 집중 문제도 장기적으로 리스크가 될 수 있을 것이라고 앞에서 말씀드리기도 했습니다.
한편으로 투자자 입장에서 생각해 보면, 이더리움처럼 PoS로 전환하면서 발행량이 줄어드는 코인은 가격 면에서 기회가 될 수 있고, 비트코인처럼 PoW를 유지하며 보안성을 강조하는 코인은 안정성 면에서 장기 보유 가치가 있다고 봅니다. 합의 알고리즘이 단순히 기술적인 선택과 차이만이 아니라 투자 판단에도 영향을 준다는 걸 이번에 확실히 느꼈습니다.
출처: https://ethereum.org/ko/developers/docs/consensus-mechanisms/
https://ccaf.io/cbnsi/cbeci
◇ 본 글은 개인의 경험과 생각을 바탕으로 작성되었으며. 투자를 권유하는것이 아닙니다. 디지털자산은 원금손실의 위험이 있으니 신중히 판단하시기 바랍니다.