"스텔라 합의 프로토콜" | 코인 지식 | 유치원생도 이해 가능

코인의 필수 스텔라 합의 프로토콜에 대해서 아주 쉽게 설명해보도록 하겠다. 코인 중에서는 대표적으로 파이코인이 스텔라합의 프로토콜을 사용중이다.

스텔라 합의 프로토콜을 시각화한 모습

스텔라 합의 프로토콜 (SCP)

스텔라 합의 프로토콜(SCP)은 스텔라(Stellar) 네트워크에서 분산된 참여자들이 일치된 상태를 유지하도록 돕는 합의 알고리즘이다. 이 프로토콜은 모든 참여자가 동일한 데이터를 공유하고 일치된 결정을 내리도록 보장한다. 이를 통해 네트워크의 무결성과 안정성을 유지할 수 있다.

배경과 필요성

스텔라는 전 세계적으로 빠르고 저렴한 금융 거래를 가능하게 하기 위해 설계된 블록체인 네트워크다. 이를 위해서는 수많은 컴퓨터(노드)가 서로 신뢰할 수 없는 환경에서도 정확하고 일관된 정보를 공유할 수 있어야 한다. SCP는 이러한 목적을 달성하기 위해 만들어졌다. 다른 합의 알고리즘(예: 비트코인의 작업 증명, 이더리움의 지분 증명)과는 다르게, SCP는 보다 빠르고 에너지 효율적인 방식으로 합의를 이루도록 설계되었다.

작동원리 예시

SCP 작동 원리에 대해서 전문적으로 설명하면 머리아플 수 있으므로 예시를 들어보도록 하겠다.

[작동원리 예시] - 펼쳐보기 & 닫기

1. 친구 그룹: 여러 사람이 모여서 중요한 결정을 내려야 한다고 생각해보자. 예를 들어, 친구들 여러 명이 함께 모여서 어디서 저녁을 먹을지 결정한다고 하자. 이 그룹이 스텔라 네트워크의 노드들에 해당한다. 각 친구는 하나의 노드로 볼 수 있다.
2. 신뢰하는 친구들: 모든 친구가 모든 사람의 의견을 들을 필요는 없다. 각자 자신이 신뢰하는 몇몇 친구들의 의견을 듣고 결정을 내린다. 예를 들어, 당신은 철수, 영희, 민수의 의견을 중요하게 생각한다고 가정하자. 이 친구들이 당신의 쿼럼 슬라이스다.
3. 의견 나누기: 각 친구는 자신이 가고 싶은 식당에 대해 이야기한다. 그럼 다른 친구들은 자신이 신뢰하는 친구들의 의견을 듣고 어디가 좋을지 결정한다. 철수는 한식집을, 영희는 일식집을, 민수는 이탈리안 레스토랑을 가고 싶다고 말한다. 이제 당신은 이 친구들의 의견을 듣고 결정하게 된다.
4. 모두의 동의: 결국, 친구들 모두가 자신이 신뢰하는 친구들의 의견을 모아서 최종 결정을 내린다. 이렇게 해서 모두가 같은 식당에 가기로 합의한다. 각 친구는 자신이 신뢰하는 친구들의 의견을 바탕으로 최종 결정을 내리게 되고, 결국 그룹 전체가 동일한 결정을 내리게 된다.

작동 원리

이를 조금 더 전문적으로 설명하면 다음과 같이 설명할 수 있다.

[자주하는 질문] - 펼쳐보기 & 닫기

1. 초기화 단계: 각 노드는 자신이 신뢰하는 다른 노드들(쿼럼 슬라이스)을 정의한다. 이를 통해 어떤 노드들의 의견을 따를지를 결정한다. 이 단계에서는 각 노드가 자신이 신뢰할 수 있는 다른 노드들을 설정하는 것이 중요하다. 이 신뢰 관계는 네트워크 전체의 안정성을 보장한다.
2. 거래 제안: 사용자가 네트워크에 거래를 제출하면, 해당 거래는 노드들에 의해 검토된다. 거래는 예를 들어 A 사용자가 B 사용자에게 10개의 스텔라 코인을 보내는 것과 같은 단순한 형태일 수 있다.
3. 의견 수렴: 각 노드는 자신이 신뢰하는 노드들로부터 거래에 대한 정보를 받는다. 이 과정에서 각 노드는 수집한 정보를 기반으로 거래의 유효성을 판단한다. 노드들은 이 과정에서 거래의 유효성을 검증하고, 다른 신뢰할 수 있는 노드들로부터 받은 정보를 통해 거래가 올바른지 확인한다.
4. 합의 형성: 노드들이 일정 수의 신뢰할 수 있는 노드들로부터 동일한 거래 정보를 받으면, 해당 거래에 대한 합의가 형성된다. 이 과정에서 모든 노드가 동일한 거래를 확인하고 블록체인에 기록하게 된다. 합의가 형성되면, 해당 거래는 모든 노드에 의해 검증되고 확인된다. 이를 통해 거래의 무결성이 보장된다.
5. 최종 합의: 합의가 이루어지면, 해당 거래는 블록체인에 추가되고, 모든 노드가 이 변경사항을 반영한다. 이를 통해 네트워크 전체가 동일한 상태를 유지하게 된다. 최종 합의는 네트워크의 모든 노드가 동일한 데이터를 공유하고, 이 데이터를 바탕으로 동일한 상태를 유지하도록 보장한다.

핵심 개념

• 네트워크의 구성: 스텔라 네트워크는 여러 노드(컴퓨터)로 구성되어 있다. 각 노드는 다른 노드들과 연결되어 정보를 주고받는다. 네트워크에 참여하는 모든 노드는 서로 연결되어 있고, 모든 거래와 정보를 검토하고 확인할 수 있다. 이는 네트워크의 분산성을 보장한다.
• 쿼럼 슬라이스(Quorum Slice): 각 노드는 자신이 신뢰하는 다른 노드들의 부분 집합인 쿼럼 슬라이스를 정의한다. 이는 해당 노드가 합의에 도달하기 위해 필요한 최소한의 신뢰할 수 있는 노드들의 집합이다. 예를 들어, A 노드는 B, C, D 노드를 신뢰할 수 있다고 설정할 수 있다. A 노드는 이 신뢰할 수 있는 노드들의 의견을 바탕으로 자신의 결정을 내리게 된다.
• 쿼럼(Quorum): 쿼럼은 네트워크에서 합의를 이루기 위해 필요한 노드들의 집합이다. 여러 쿼럼 슬라이스가 겹치는 부분으로 구성된다. 이는 전체 네트워크가 합의에 도달하는 데 필요한 충분한 신뢰를 제공한다. 쿼럼이 형성되면, 네트워크는 해당 쿼럼 내의 노드들이 일치된 결정을 내렸다는 것을 확인할 수 있다. 이는 네트워크의 무결성을 유지하는 데 중요하다.

SCP의 장점

• 안전성: SCP는 네트워크의 일부 노드가 악의적이거나 잘못된 정보를 제공하더라도 전체 네트워크가 안전하게 작동할 수 있도록 한다. 이는 비잔틴 장애 허용(Byzantine Fault Tolerance, BFT) 모델을 통해 이루어진다. BFT는 시스템의 일부 노드가 고장나거나 악의적으로 행동하더라도 시스템 전체가 안정적으로 작동할 수 있게 한다.
• 확장성: 많은 수의 노드가 참여하는 대규모 네트워크에서도 효율적으로 작동할 수 있다. SCP는 수많은 노드가 동시에 참여하는 경우에도 신속하게 합의를 이룰 수 있는 구조를 가지고 있다. 이는 스텔라 네트워크가 전 세계적으로 빠르고 저렴한 금융 거래를 지원할 수 있게 한다.
• 최종성: 한 번 합의된 거래는 번복될 수 없으며, 네트워크의 모든 노드가 이를 받아들인다. 이는 블록체인 기술의 핵심 특징 중 하나로, 모든 거래가 투명하고 변조 불가능한 상태로 유지되도록 보장한다.
• 에너지 효율성: SCP는 작업 증명(PoW) 방식과 비교하여 에너지 소모가 훨씬 적다. 이는 환경에 미치는 영향을 줄이고, 보다 지속 가능한 블록체인 운영을 가능하게 한다.

SCP의 단점

• 신뢰 문제: SCP는 각 노드가 신뢰할 수 있는 다른 노드를 정의해야 하기 때문에, 초기 설정 시 신뢰 관계를 잘못 설정하면 문제가 발생할 수 있다. 신뢰할 수 없는 노드를 신뢰하게 되면 네트워크의 무결성이 위험해질 수 있다.
• 합의 형성 지연: 네트워크가 매우 큰 경우, 합의 형성이 지연될 수 있다. 이는 많은 수의 노드가 동시에 참여하는 상황에서 발생할 수 있는 문제로, 거래 속도에 영향을 미칠 수 있다.
• 복잡성: SCP의 구조와 작동 방식은 이해하기 쉽지 않다. 이는 새로운 참여자나 개발자들이 SCP를 이해하고 사용하는 데 어려움을 겪을 수 있음을 의미한다.

SCP 기술의 전망

스텔라 합의 프로토콜(SCP)은 빠르고 저렴한 금융 거래를 가능하게 하는 중요한 기술로, 앞으로도 많은 주목을 받을 것으로 예상된다. SCP는 특히 국제 송금, 소액 결제, 그리고 금융 포용성 확대에 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, 에너지 효율성이 높아 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있다는 점에서 지속 가능한 블록체인 기술로서의 가능성을 가지고 있다.

 

앞으로 SCP는 더 많은 응용 분야에서 활용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 공급망 관리, 디지털 자산 거래, 스마트 계약 등 다양한 분야에서 SCP의 장점을 살려 효율적이고 안전한 거래 시스템을 구축할 수 있다. 또한, SCP의 확장성을 활용하여 대규모 네트워크에서도 안정적으로 작동할 수 있는 블록체인 솔루션을 개발할 수 있을 것이다.

 

결론적으로, 스텔라 합의 프로토콜은 그 기술적 우수성과 다양한 응용 가능성 덕분에 앞으로도 계속해서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.