[Ethereum] 두 개의 이더리움 캐스퍼, Casper FFG & CBC // Ethereum's Two Caspers, Vitalik's and Vlad's v1.2

□ 두 캐스퍼 접근방향

  ㅇ 비탈릭과 블라드
    - 이더리움 창립자인 비탈릭은 2014년 초부터 이더리움의 PoS 연구를 시작한다. 잃을게 없는 문제(Nothing at Stake)를 해결하기 위하여, 검증자들로 하여금 예치금을 걸고 악의적인 행동시 예치금이 삭감되는 방식(Slasher)을 도입하였으며, 2014년 중반 캐스퍼 개발자로 블라드(Vlad Zamfir)가 합류하면서 PoS구현에 대한 다양한 아이디어가 나왔다.
    - 이 글에서는 캐스퍼에 대한 다양한 아이디어를 좀더 유의미하게 분석하도록 크게 2가지의 접근법으로 작성하겠다.
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□ 비탈릭의 캐스퍼(Casper Friendly Finality Gadget)

  ㅇ 비탈릭이 제안한 캐스퍼 -PoW와 PoS가 결합되어 점진적으로 확정성을 높이는 방식
    - 기존에 작성한 캐스퍼 관련 글 2개를 주로 비탈릭의 캐스퍼이기 때문에 여기에서는 간단요약하여 작성하되, 캐스퍼(2014~2015년)글캐스퍼(2016~2017년)글을 먼저 읽어보시기 바란다.
    - 투표를 위해 지분을 예치하는 담보부 검증자(Bonded Validator)는 악의적인 행동시 자신의 예치금이 삭감되는데, 그 삭감조건을 고민하는 과정에서 비탈릭의 캐스퍼(이하 'FFG')가 나왔으며, 이 방식은 비단 PoS뿐만 아니라 PoW를 포함한 다른 블록체인 알고리듬에 적용되어 확정성에 도움이 된다.
    - 그 확정성에 도움이 되는 방식은, 비탈릭이 정의한 2가지 삭감조건에 해당하는 경우와 51%공격, 장거리공격(또는 뇌물공격) 등의 안정성을 훼손시키는 것을 방지하기 위하여 1에포크(100블록)마다 체크포인트를 두어 각 체크포인트마다 투표를 통해 확정시키고 그 이전시점부터는 순도높은 확정성을 각인시키고자 하였다.
    - 이더리움은 19.2월 현재 메트로폴리스의 마지막을 장식하는 콘스탄티노플 HF를 앞두고 있고, 이더리움의 PoS전환이 본격적으로 시작되는 세레너티(Serenity) 단계가 2019년 말 또는 2020년 초에 시작되어 이더리움2.0시대를 펼치는 계기가 될 것이며, 그 발판은 캐스퍼FFG가 될 가능성이 크다.

 블라드의 캐스펴(Casper Correct By Construction) 

  ㅇ 블라드가 제안한 캐스퍼 -건축하듯 개선하여 문제점을 바로잡는 방식
    - 블라드는 그의 캐스퍼(이하 'CBC')를 통해 이더리움의 Full PoS 전환하고자 하며, 그것을 달성하기 위해 예치된 지분의 활용을 핵심으로 보고 있다. 그와 동시에 확정성에도 초점을 두면서도 악의적인 행동시 예치금을 대부분 몰수하는 등의 강력한 재정페널티도 마다하지 않았다.
    - 또한, Full PoS로 가는 과정에서 현재 예상가능한 많은 문제점들이나 이슈들에 대해 대응할수 있도록 설계되어야 한다고 생각하고, 그 문제/이슈들에 대해서는 1) 독과점 카르텔의 검열 저항, 2) 탈중앙화, 3) 확정성에 초점을 둔 포크선택규칙 등으로 꼽았다. 그러면 이것들에 대해 세부적으로 논해보겠다.

   1) (소수) 독과점 카르텔의 검열 저항
    - PoW에서는 컴퓨팅(해시)파워의 51%공격시 과점의 카르텔이 형성되고 난이도 조정, 체인포크 임의선정 등을 통해 더 큰 보상을 받는 인센티브를 받으며, 그 과점의 근거는 주로 외부(채굴을 위한 하드웨어 등 물리적 조건)에서 온다.
    - 이러한 인센티브 효과와 외부요인때문에 PoW에서의 카르텔 검열은 거의 대응불가라고 판단된다.
    - 블라드는 이 무기력한 카르텔 검열 저항에 자극받아 견고한 PoS 프로토콜을 만들고자 하였고, 그것은 카르텔집단이 비 카르텔집단 검증자들을 검열하여도 인센티브가 없는 프로토콜을 만드는 것입니다.
    - 가령 네트워크 블록이 확정되지 않는게, 카르텔집단이 비 카르텔집단을 검열해서인지, 비 카르텔집단이 자의든 타의든 오프라인으로 전환해서인지 알수 없는 경우, 모든 검증자들에게 큰 페널티를 부여해야한다는 것이다.
    - 그 이유는, 우선적으로 애초에 카르텔이 형성되어 비카르텔을 검열하는 것 자체를 예방하기 위함이여, 여기서 카르텔 검열저항 비용은 일부 검증자들이 오프라인되면서 삭감되는 검증자들의 예치금이다.

   2) 진정한 탈중앙화
    - 노드가 하나라도 남아도 그 노드로부터 전체 블록체인을 복구할수 있어야 진정한 탈중앙화다.
    - 확정성에 초점을 두는 블라드지만 경쟁적인 PoW와 다른 PoS의 특성상 생존성을 마냥 무시할수 없었다.
    - 이에 블라드는 검증자들이 블록에 서명할때마다 어느 블록에 누가 서명했는지 DAG*방식으로 기록해두면, 어떤 블록의 서명 가중치가 가장 높은지 알수 있어 확정성에 도움이 될뿐만 아니라, 하나의 노드만 살아남더라도 시간 순으로 모든 트랜잭션을 다시 만들어 생존성에 도움이 된다.
      * DAG(Directed Acyclic Graph, 방향성 비순환 그래프) : 하나의 트랜잭션은 다음 트랜잭션을 검증하고 승인하며, 블록의 수준을 트랜잭션 수준으로 쪼개고, 이러한 검증이 동시 다발적으로 이루어지는 방식. 보통 직렬이 아닌 병렬로 구성된다.

   3) 확정성에 초점을 둔 포크선택규칙
    - GHOST(the Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree)방식 즉, 블록에서 트리현상이 발생했을때 가장 많은 하위트리들이 메인체인으로 선택되는 방식을 차용하여, 블록체인상 가장 말단에 있는 블록들 중에서 가장 많은 투표를 받은 받은 블록을 메인체인에 추가하는 방식을 구상하였다.
    - 이를 통해 설령 51%공격으로 가장 긴체인이 메인체인으로 간주되려는 상황에도, 가장 길지 않지만 최신메세지기반 GHOST를 통해 안전하게 블록을 확정할수 있게 된다.

□ 두 캐스퍼에 거는 기대

  ㅇ 어쨌든 우리는 PoS로 간다
    - 비탈릭이 주장한대로 그의 'FFG'가 포크선택규칙이 확정성에 따라 맞춰진다면, 캐스퍼  'CBC'는 확정성이 포크선택규칙에 따라 맞춰진다.
    - 즉, 비탈릭은 PoW를 통해 블록들이 생성되면 각 체크포인트마다 투표를 통해 확정지어 메인체인을 구축하는 방식을 선호하고, 블라드는 Full PoS를 통해 여러 포크선택규칙에서 최신메세지기반GHOST라는 방식을 선택하여 확정성을 확보한다.

  ㅇ 이더리움의 미래, '캐스퍼'
    - 현재까지의 진행상황으로 볼때, 이더리움 개발 마지막 단계인 세레너티(Serenity)가 오면 초기에는 비탈릭의 캐스퍼 'FFG'가 가동되고 점차 안정화가 되면 이후 블라드의 캐스퍼 'CBC'가 가동되어 안전성, 확정성, 탈중앙화를 지향할 것이다.
    - 비탈릭과 블라드를 포함한 캐스퍼 관련 개발진들은 지난 수년간 2번 이상의 계획을 대폭 수정하는 일을 감수하면서까지 이더리움의 정체성과 철학을 유지하기 위한 자기만의 방식으로 캐스퍼에 대한 연구와 개발을 지속하고 있다.
    - 가끔은 필자도 너무 답답하고 미련하다는 생각이 들었지만 이더리움 히스토리를 몇주간 다시 들여다본후, 급등한 시세에 떠밀려 너무 큰 기대를 한 자신을 반성하게 되었다. 그럼에도 이더리움에 계속 기대를 하게되는 것은, 이전에 없던 혁신이라는 무대위에서 그들이 뭘 잘 할수 있고 뭘 해야하는지는 알기 때문이다. 아무쪼록, 그간 우직하게 걸어온 이더리움의 행보가 이더리안(Ethereans)들에게 실망이 아닌 기대를 충족해주는 프로젝트가 되길 바란다.



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<References>
1) https://medium.com/@Vlad_Zamfir/the-history-of-casper-chapter-5-8652959cef58
2) https://medium.com/hashed-kr/vitalik-twits-on-casper-2-kr-5c1d3ad092d5

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