작업증명(PoW, Proof of Work)은 블록체인 상의 대표적 알고리즘입니다. 목표값 이하의 해시를 찾는 과정을 무수히 반복하면서 해당 작업에 참여했음을 증명하는 방식의 합의 알고리즘을 말합니다.
PoW 과정은 보통 마이닝(채굴)을 통해 이뤄집니다. 암호화폐 2대 대장주인 비트코인과 이더리움이 PoW 방식을 사용하고 있습니다. 비트코인 계열의 라이트코인, 비트코인캐시, 비트코인골드, 시아코인 등도 PoW의 대표 암호화폐며 익명성을 보장받는 다크코인 계열인 모네로, 지캐시 등도 PoW 방식입니다.
PoW 개념은 지난 1993년 신시아 더크(Cynthia Dwork)와 모니 나노어(Moni Naor)가 처음으로 고안했습니다. 이후 마커스 제이콥슨(Markus_Jakobsson)과 아리 쥬엘스(Ari Juels)가 1999년 Proof of Work라는 명칭을 사용하면서 널리 알려지게 됩니다.
앞서 1997년 아담 백(Adam Back)이 개발한 해시캐시가 PoW를 적용한 사례이지만 큰 성과를 보진 못했습니다. 해시캐시는 대량 발송의 스팸메일을 차단하기 위해 만들어진 일종의 암호화폐입니다.
이메일을 보낼 때 우표 대신 해시캐시를 지불하게 한 것입니다. 이는 스팸메일을 대량으로 보내기 위해선 해시캐시를 모두 지불해야 하기 때문에 시간과 비용에 큰 부담이 들 수밖에 없고 결국 스팸메일 발송을 포기하게 된다는 아이디어입니다.
해시캐시를 받기 위해선 컴퓨터 연산 과정을 통한 일정한 해시(hash)를 찾는 PoW 과정을 거쳐야만 합니다. PoW의 특징은 수많은 반복 연산을 수행해 특정 해시값을 찾도록 하면서 대량 메일 발송 자체를 어렵게 하고 있습니다.
해시캐시는 상업적으로 크게 성공하지 못했지만 결국 2009년 사토시 나카모토가 개발한 비트코인의 결정적 아이디어로 작용하는 역사의 한 페이지를 장식하게 됩니다.
PoW는 암호화폐 시장성 측면에서 최소 가격대 형성을 이룰 수 있게 하고 보안성이 매우 높다는 장점을 가지고 있습니다. 일명 ‘51% 공격’을 손쉽게 방어할 수 있는 뛰어난 보안성을 자랑합니다.
51% 공격이란 공격자가 위변조 등 악의를 가진 행위를 벌이더라도 51% 이상의 컴퓨팅 파워를 확보해야만 성공할 수 있다는 의미입니다. 현실적으로 PoW 방식에서 51% 이상을 획득하는 것은 천문학적 비용이 발생할뿐더러 매우 많은 시간을 필요로 하기 때문에 현실적으로 불가능합니다.
그러나 높은 마이닝 난이도에 개인 채굴자는 채굴을 전혀 할 수 없는 수준까지 이르자 이를 위해 연산에 필요한 고사양 장비를 도입하게 되는 문제점을 일으키고 있습니다. 과도한 전력소모로 에너지 낭비가 심각한 사회문제까지 대두되고 있습니다.
비트코인 채굴에 소모되는 전력량은 연간 페루와 홍콩, 싱가포르의 연간 전력 소비율과 비슷한 수치입니다. 전력 소비량이 갈수록 늘어난다면 국가 인프라 문제를 뛰어 넘어 환경 문제에도 악영향을 끼칠 것이란 주장도 나오고 있습니다.
더불어 기업형 채굴자들의 등장에 따른 채굴권 중앙화 문제도 PoW의 문제입니다. 블록체인의 본질인 탈중앙화와 어긋나고 있는 것입니다.
중앙화의 집중은 결국 소수의 권력 집중을 야기할 수 있습니다. 이러한 단점을 극복하고자 최근에는 지분증명(PoS) 방식이 주목받고 있습니다. PoS를 적용한 블록체인 플랫폼과 암호화폐가 속속 등장하는 중입니다. 이더리움도 PoS 전환에 나서는 중입니다.
