암호화폐의 방향성 비순환 그래프(DAG)란 무엇인가요?

소개

암호화폐를 생각할 때 " 블록체인 " 또는 "분산 원장 기술"이라는 용어가 떠오를 것입니다. 비트코인 출시 이후 수백 개의 다른 암호화폐가 만들어졌습니다. 그들 중 대부분은 유사한 네트워크 아키텍처에 의존합니다. 데이터 구조를 통해 사용자는 가치를 전송하거나 분산 응용 프로그램과 상호 작용할 수 있습니다.

분산 원장 기술(Distributed Ledger Technology, DLT)은 블록체인과 같이 분산된 네트워크에서 데이터를 공유하고 기록하는 기술을 일컫습니다. DLT는 중앙 집중적인 시스템이 아닌, 참여자들이 네트워크를 통해 데이터를 공유하고 업데이트할 수 있는 분산 시스템입니다.

 

DLT는 각각의 노드에서 데이터를 공유하며, 이를 통해 데이터의 안정성과 신뢰성을 보장합니다. 또한, DLT에서는 이전에 기록된 데이터를 변경하기 어렵도록 암호화 기술과 합의 알고리즘 등을 사용합니다. 따라서 DLT는 데이터의 무결성과 보안을 보장하면서, 중앙화된 기관이나 제 3자의 개입 없이 블록체인과 같은 신뢰성 높은 시스템을 구현할 수 있습니다.

 

블록체인은 DLT의 하나의 형태로, 일반적으로 공개 블록체인(Public Blockchain)과 전용 블록체인(Private Blockchain)으로 나뉩니다. 공개 블록체인은 누구나 참여하여 기록에 참여할 수 있는 반면, 전용 블록체인은 특정 기업이나 단체 등이 사용하는 비공개적인 블록체인입니다. DLT는 블록체인 외에도 다양한 형태로 존재하며, 금융, 보험, 의료, 물류 등의 분야에서 활용될 수 있습니다.

 

블록체인에서는 성장하는 블록 체인에 새 블록이 주기적으로 추가됩니다. 각 블록은 일종의 암호화 링크(특히 해시 )를 통해 이전 블록에 연결됩니다. 이러한 각 블록에는 사용자가 브로드캐스트한 최근 트랜잭션이 있습니다.

 

그러나 브로드캐스팅되는 트랜잭션과 블록에 포함되는 트랜잭션 사이에는 종종 대기 기간이 있습니다. 역에서 기차를 기다리는 것과 같다고 생각하십시오. 객차의 크기(블록 크기) 및 대기 중인 다른 사람의 수(미결 트랜잭션)에 따라 다음 열차를 타지 못할 수도 있습니다. 아니면 그 이후에도. 트랜잭션이 확인 될 때까지 몇 초에서 몇 시간까지 기다릴 수 있습니다.

많은 사람들에게 이것은 적절한 절충안입니다. 결국 중앙 집중식 코디네이터에 의존하지 않고 매우 높은 수준의 보안을 제공합니다. 다른 사람들에게 블록체인 기술에는 만료일이 있습니다. 반대론자들은 장기적으로 블록체인 기술이 직면한 확장성 문제로 인해 대량 채택이 불가능할 것이라고 믿습니다.

 

일부는 암호화폐 결제 네트워크의 미래가 완전히 다른 아키텍처인 방향성 비순환 그래프(또는 DAG)에 있다고 생각합니다.

 

DAG란 무엇입니까?

DAG는 다른 종류의 데이터 구조입니다. 서로 다른 정보를 함께 연결하는 데이터베이스라고 생각하면 됩니다. "Directed acyclic graph"는 로드된 용어이므로 분해하여 시작하겠습니다.

방향성 비순환 그래프.

 

개념적으로 DAG는 위와 같습니다. 꼭짓점 (구)과 가장자리 (둘을 연결하는 선) 로 구성됩니다. 그들은 한 방향으로 향하기 때문에 지시를 받습니다(화살표로 표시된 것을 볼 수 있습니다). 꼭짓점은 자체적으로 루프백하지 않기 때문에 비주기적(즉, 주기적이 아님)입니다. 한 지점에서 시작하여 그래프를 따라가면 동일한 지점으로 돌아갈 수 없습니다. 이것은 곧 명확해질 것입니다.

이러한 데이터 구조는 일반적으로 데이터를 모델링하는 데 사용됩니다. 과학 또는 의료 분야의 DAG를 사용하여 변수 간의 관계를 관찰하고 서로 영향을 미치는 방식을 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 영양, 수면 주기, 신체적 증상과 같은 것들을 취하여 그것들 사이에 연결 고리를 그려 그것들이 환자에게 미치는 영향을 확립할 수 있습니다.

 

우리의 목적을 위해 분산된 암호화폐 네트워크에서 합의를 달성하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지에 더 관심이 있습니다.

 

DAG는 어떻게 작동합니까?

DAG 기반 암호화폐에서 구조의 각 정점은 트랜잭션을 나타냅니다. 여기에는 블록 개념이 없으며 데이터베이스를 확장하기 위해 채굴이 필요 하지 않습니다. 따라서 트랜잭션을 블록으로 모으는 대신 각 트랜잭션이 다른 트랜잭션 위에 구축됩니다. 그래도 노드가 트랜잭션을 제출할 때 수행되는 작은 작업 증명 작업이 있습니다. 이렇게 하면 네트워크가 스팸되지 않고 이전 트랜잭션의 유효성도 검사합니다.

 

새 트랜잭션을 추가하려면 이전 트랜잭션 위에 빌드해야 합니다. Alice가 새 트랜잭션을 생성한다고 가정합니다. 승인되려면 이 트랜잭션이 이전 트랜잭션을 참조해야 합니다. 비트코인의 블록이 이전 블록을 참조하는 것과 비슷하지만 여러 트랜잭션이 참조됩니다. 

일부 시스템에서는 알고리즘이 새 트랜잭션을 구축해야 하는 트랜잭션(또는 "팁")을 선택합니다. 선택될 가능성이 더 높은 팁은 누적 가중치가 더 많은 팁입니다. 즉, 팁까지의 경로에 얼마나 많은 확인이 있는지 측정됩니다.

 

앨리스가 기반으로 삼을 거래는 미확인 거래입니다. 그러나 Alice가 참조하면 확인됩니다. Alice의 거래는 현재 확인되지 않았으므로 승인되기 전에 다른 사람이 거래를 기반으로 구축해야 합니다.

 

사용자는 시스템이 계속 성장할 수 있도록 "더 무거운" 가중치로 트랜잭션을 확인할 가능성이 더 큽니다. 그렇지 않으면 사용자가 이전 트랜잭션을 지속적으로 구축하는 것을 막을 수 없습니다.

 

블록체인을 사용하면 이중 지출 보호가 충분히 쉽습니다. 동일한 자금을 블록에 두 번 사용할 수 없습니다. 노드는 모든 시도를 쉽게 감지하고 충돌하는 트랜잭션이 포함된 블록을 거부합니다. 채굴자들이 처음부터 블록을 생산하는 데 비용이 많이 들기 때문에 공정하게 플레이하도록 장려됩니다.

 

블록체인에서 이중 지출(Double Spending)은 동일한 디지털 자산을 두 개 이상의 거래에서 사용하는 것을 의미합니다. 예를 들어, 어떤 사람이 1개의 비트코인을 가지고 있고, 이를 이용해 상품을 구매하는 거래를 진행한 후, 그 후에 동일한 비트코인을 사용하여 또 다른 상품을 구매하는 것입니다.

 

이러한 이중 지출을 방지하기 위해 블록체인에서는 분산된 데이터베이스에 거래 정보를 기록하고, 이를 모든 참여자들이 공유합니다. 이 때, 거래의 유효성을 검증하기 위해 네트워크 참여자들은 복잡한 수학적 문제를 푸는 작업을 수행하고, 이를 통해 새로운 블록을 생성합니다. 이 블록에는 이전 블록의 해시값도 포함되어 있으므로, 이전 블록에 대한 정보도 동시에 검증됩니다.

 

이러한 블록체인의 특성 때문에, 한 번 기록된 거래는 더 이상 변경이 불가능해지며, 이중 지출이 발생할 수 없게 됩니다. 만약 이전에 이미 같은 자산을 사용한 거래가 기록되어 있다면, 이를 새로운 거래로 사용하려고 하면 해당 거래는 검증 과정에서 거부됩니다. 따라서 블록체인은 이중 지출을 보호하기 위한 신뢰성 높은 기술적 메커니즘을 제공합니다.

DAG에는 이중 지출을 방지하는 메커니즘도 있습니다. 비슷하지만 광부가 없습니다. 노드가 이전 트랜잭션을 확인하면 DAG의 첫 번째 트랜잭션으로 돌아가는 전체 경로를 평가하여 발신자가 충분한 잔액을 가지고 있는지 확인합니다. 여러 경로가 있을 수 있지만 하나만 확인하면 됩니다.

 

사용자가 유효하지 않은 경로에 빌드하는 경우 자신의 트랜잭션이 무시될 위험이 있습니다. 그들의 것은 합법적일 수 있지만 이전 것은 그렇지 않았기 때문에 아무도 그 특정 경로를 확장하고 싶어하지 않을 것입니다.

 

처음에는 직관적이지 않은 것처럼 보입니다. 서로를 인식하지 못하는 여러 분기가 존재하는 상황에 처할 수는 없습니까? 그렇다면 사람들이 서로 다른 지점에서 동일한 자금을 사용할 수 없었습니까?

 

그것은 실제로 가능성이 있지만 누적 가중치가 더 무거운 팁을 선호하는 선택 알고리즘으로 해결됩니다. 즉, 시간이 지남에 따라 나머지 가지보다 훨씬 더 강한 가지로 끝납니다. 더 약한 것은 버려지고 네트워크는 가장 무거운 것을 계속해서 구축할 것입니다. 

 

블록체인과 마찬가지로 절대적인 완결성은 없습니다. 거래가 취소되지 않을 것이라고 100% 확신할 수는 없습니다. 그럴 가능성은 거의 없지만 이론적으로 비트코인 ​​또는 이더리움 블록을 "실행 취소"하여 내부의 모든 트랜잭션을 되돌릴 수 있습니다. 트랜잭션이 있는 블록 뒤에 더 많은 블록이 추가될수록 더 많은 블록을 가질 수 있습니다. 그렇기 때문에 자금을 사용하기 전에 6번의 확인을 기다리는 것이 좋습니다.

IOTA 의 Tangle 과 같은 DAG에는 확증 신뢰 라는 개념이 있습니다. 선택 알고리즘은 100회 실행되며 선택한 팁에서 트랜잭션이 직간접적으로 승인된 횟수를 계산합니다. 비율이 높을수록 거래가 "결산"된 상태로 유지될 것이라는 확신이 더 커집니다.

 

이것은 나쁜 사용자 경험으로 이어지는 것처럼 보일 수 있습니다. 하지만 그렇지 않습니다. Alice가 Bob에게 10개의 MagicDAGToken을 보내는 경우 그래프의 올바른 팁을 선택하는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 후드 아래에서 그녀의 지갑은 다음을 수행할 수 있습니다.

• 무거운 팁을 선택하십시오(확인이 가장 많이 축적된 팁임을 기억하십시오).
• 팁이 지출하기에 충분한 잔액을 가지고 있는지 확인하기 위해 이전 거래를 통해 되돌아가는 경로를 따르십시오.
• 만족하면 거래를 DAG에 추가하여 구축된 거래를 확인합니다.

앨리스에게 이것은 일반적인 암호화폐 작업 흐름처럼 보일 것입니다. 그녀는 Bob의 주소와 지출할 금액을 입력한 다음 보내기를 누릅니다. 위 목록은 거래를 생성할 때 모든 참가자가 실행하는 작업 증명입니다.

 

방향성 비순환 그래프의 장단점

DAG의 장점

속도

블록 시간에 제한을 받지 않고 누구나 언제든지 방송하고 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 이전 트랜잭션을 확인하는 경우 사용자가 제출하는 트랜잭션 수 에는 제한이 없습니다.

 

채굴 금지

DAG는 우리가 익숙한 방식으로 PoW 합의 알고리즘을 사용하지 않습니다. 따라서 그들의 탄소 발자국은 블록체인 네트워크를 보호하기 위해 채굴에 의존하는 암호화폐 의 일부입니다.

 

PoW는 "Proof of Work"의 약자로, 블록체인 기술에서 사용되는 분산 컴퓨팅 방식 중 하나입니다. 이 방식은 네트워크 참여자들이 일종의 수학적 문제를 푸는 것으로서 새로운 블록을 생성하고 기존 블록체인에 추가하는 작업을 수행합니다.

 

PoW 방식은 블록 생성에 많은 컴퓨팅 자원이 필요하다는 점에서 약점이 있을 수 있지만, 이 방식을 적용함으로써 블록체인의 안정성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다. 즉, 이 방식을 사용하면 누구든지 새로운 블록을 만들기 위해 일정한 양의 컴퓨팅 자원을 투입해야 하므로, 악의적인 참여자가 블록체인을 공격하는 것을 어렵게 만들 수 있습니다.

 

PoW 방식은 비트코인을 비롯한 많은 블록체인에서 사용되고 있으며, 이를 위해 SHA-256과 같은 해시 함수를 사용합니다. PoW 방식은 보안적인 측면에서는 강력하지만, 컴퓨팅 자원의 낭비와 환경 문제로 인해 최근에는 다른 방식인 PoS(Proof of Stake)와 같은 대안적인 방식도 등장하고 있습니다.

거래 수수료 없음

채굴자가 없기 때문에 사용자는 거래를 알리기 위해 수수료를 지불할 필요가 없습니다. 즉, 일부는 특별한 종류의 노드에 약간의 수수료를 지불하도록 요구합니다. 낮은 수수료(또는 더 나은 수수료 없음)는 상당한 네트워크 수수료로 인해 소액 결제의 목적이 무산되기 때문에 소액 결제에 매력적입니다.

 

확장성 문제 없음

블록 시간의 제약을 받지 않는 DAG는 기존 블록체인 네트워크보다 초당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 많은 지지자들은 이것이 모든 종류의 기계가 서로 상호 작용하는 사물 인터넷(IoT) 사용 사례 에서 가치가 있을 것이라고 믿습니다.

 

DAG의 단점

완전히 탈중앙화되지 않음

DAG에 의존하는 프로토콜에는 다양한 중앙화 요소가 있습니다. 일부에게는 네트워크를 부트스트랩하는 단기 솔루션일 수도 있지만 DAG가 제3자의 개입 없이 번성할 수 있는지 여부는 여전히 두고 봐야 합니다. 그렇지 않으면 결국 네트워크를 손상시킬 수 있는 공격 벡터에 스스로를 개방합니다.

 

대규모로 테스트되지 않음 

DAG 기반 암호화폐는 몇 년 동안 사용되어 왔지만 널리 사용되기까지는 갈 길이 멉니다. 따라서 사용자가 향후 시스템을 악용할 동기가 무엇인지 예측하기 어렵습니다.

 

마무리 생각

Directed Acyclic Graph는 확실히 암호화폐 네트워크를 구축하는 흥미로운 기술입니다. 지금까지 데이터 구조를 사용하는 프로젝트는 상대적으로 적고 아직 완전히 발전하지 못했습니다.

 

즉, 잠재력을 발휘할 수 있다면 대규모로 확장 가능한 생태계에 전력을 공급할 수 있습니다. DAG 기술은 사물 인터넷(IoT) 및 소액 결제 와 같이 높은 처리량이 필요하고 수수료가 없는 영역에서 무수히 많은 사용 사례를 가지고 있습니다.