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포크 해결이 중요한 이유

두 채굴자가 동시에 유효한 블록을 찾을 때, 전통적인 블록체인은 딜레마에 직면합니다: 네트워크가 어떤 블록을 수락해야 할까요? 이는 네트워크가 경쟁하는 체인으로 분할되는 일시적인 “포크”를 만듭니다. 사용자에게 미치는 영향:
  • 거래 불확실성: 패배한 포크에 있다면 거래가 되돌려질 수 있습니다
  • 지연된 확인: 최종성을 보장하기 위해 추가 블록을 기다려야 합니다
  • 높은 수수료: 제한된 블록 공간을 위한 경쟁으로 인한 네트워크 혼잡
채굴자에게 미치는 영향:
  • 에너지 낭비: 채굴 능력이 경쟁하는 체인 간에 분할됩니다
  • 보상 감소: 승리한 포크의 채굴자만 지급받습니다
  • 전략적 불확실성: 어떤 체인에서 채굴할지 불분명합니다

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전통적인 접근법: 기다리고 보기

비트코인과 같은 작업 증명 시스템에서 두 개의 유효한 블록이 동시에 나타날 때, 그들 사이에서 즉시 선택할 방법이 없습니다. 두 블록 모두 난이도 요구사항을 충족하므로 네트워크는 기다려야 합니다:
  1. 분할 발생: 채굴자들이 무작위로 어떤 블록을 기반으로 구축할지 선택합니다
  2. 네트워크 분할: 채굴 능력이 경쟁하는 체인 간에 분할됩니다
  3. 해결 대기: 누군가 다음 블록을 찾을 때까지만 네트워크가 어떤 체인을 따를지 알 수 있습니다
  4. 시간 비용: 비트코인에서 이것은 10분 이상 걸릴 수 있습니다

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PoEM의 해결책: 진정한 작업 측정

여기에 핵심 통찰이 있습니다: 모든 유효한 블록이 실제로 동등하지는 않습니다. 두 블록이 모두 난이도 요구사항을 충족하더라도, 하나는 항상 다른 것보다 약간 더 많은 작업을 필요로 했습니다. 전통적인 작업 증명은 이 차이를 무시하고 “충분히 좋은” 블록을 동일한 것으로 취급합니다. PoEM은 각 블록에 대한 정확한 작업량(제거된 엔트로피)을 측정하여 즉시 객관적인 결정을 가능하게 합니다. PoEM이 포크를 즉시 해결하는 방법:
  1. 두 블록 등장: 둘 다 최소 난이도 요구사항을 충족
  2. 정확한 작업 측정: PoEM이 각각에 의해 제거된 정확한 엔트로피를 계산
  3. 명확한 승자: 더 많은 엔트로피를 제거한 블록이 객관적으로 더 좋음
  4. 즉시 합의: 모든 노드가 즉시 어떤 블록을 따를지 알게 됨

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기술적 구현

PoEM은 고유 블록 가중치를 사용하여 각 블록에 대한 정확한 작업을 측정합니다. 단순히 “이 블록이 최소 요구사항을 충족했는가?”를 확인하는 대신, PoEM은 “이 블록에 정확히 얼마나 많은 작업이 들어갔는가?”를 묻습니다. 이 정밀도는 여러 가지 주요 장점을 가능하게 합니다: 네트워크 효율성:
  • 단일 증명 전파: 합의를 달성하기 위해 하나의 블록만 공유하면 됩니다
  • 채굴 낭비 없음: 모든 계산 작업이 네트워크 보안에 기여합니다
  • 지속적 합의: 노드가 항상 현재 체인 끝에 동의합니다
확장성 이점:
  • 즉시 조정: 무제한 병렬 체인을 관리할 수 있습니다
  • 지연 시간 영향 없음: 네트워크 지연이 합의 결정에 영향을 미치지 않습니다
  • 결정론적 결과: 동일한 정보가 주어지면 모든 노드가 동일한 선택을 합니다

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지속적 합의

“충분히 좋은” 임계값 대신 정확한 작업을 측정함으로써 PoEM은 합의가 작동하는 방식을 근본적으로 변화시킵니다. 주기적인 합의 달성 시도 대신, PoEM은 지속적 합의를 달성합니다 - 모든 노드가 항상 현재 상태에 동의합니다. 이는 전례 없는 기능을 가능하게 합니다:
  • 포크 불확실성 없음: 사용자가 거래가 즉시 최종적임을 알 수 있습니다
  • 무한 확장성: 무제한 병렬 체인을 조정할 수 있습니다
  • 최대 효율성: 모든 채굴 능력이 전체 네트워크를 보호합니다
  • 지연 시간 면역: 네트워크 지연이 합의 충돌을 만들지 않습니다

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실제 예시

두 채굴자가 동시에 경쟁하는 블록을 찾는다고 상상해보세요: 설정:
  • 두 블록 모두 최소 난이도 요구사항을 충족 (16개의 선행 0)
  • 블록 A 해시: 0x0000b9c86d37...
  • 블록 B 해시: 0x0000b9c86d30...

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전통적인 PoW가 이를 처리하는 방법:

  1. 두 블록 모두 유효 - 각각 16개의 선행 0을 가져 요구사항을 충족
  2. 네트워크 분할 - 절반의 채굴자는 블록 A에서, 절반은 블록 B에서 작업
  3. 해결 대기 - 누군가 블록 3을 찾기까지 10분 이상 기다려야 함
  4. 승자 결정 - 어떤 체인이 먼저 블록 3을 얻는지에 따라 정식화됨
  5. 작업 낭비 - 패배한 체인의 모든 채굴이 버려짐
결과: 불확실성, 에너지 낭비, 지연된 최종성

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PoEM이 이를 처리하는 방법:

  1. 정확한 작업 측정 - 블록 A가 16.462525964비트의 엔트로피를 제거
  2. 블록 B가 더 많이 제거 - 블록 B가 16.462525967비트의 엔트로피를 제거
  3. 즉시 결정 - 모든 노드가 즉시 블록 B가 더 좋다고 인식
  4. 통합 채굴 - 모든 채굴자가 블록 B를 기반으로 구축하도록 전환
  5. 낭비 없음 - 모든 계산 작업이 네트워크 보안에 기여
결과: 즉시 합의, 최대 효율성, 즉시 최종성
엔트로피의 차이는 미미하지만(0.000000003비트) 수학적으로 결정적입니다. 이 정밀도는 모든 노드가 어떤 모호함도 없이 동일한 선택을 하도록 보장합니다.