작업 증명 구현하기(PoW)

• 컴퓨터가 풀기는 어렵지만 검증하기는 쉬운 방법
• n개의 0으로 시작하는hash를 찾도록 하자
  • n개는 Difficulty에 의해 결정된다.
• 네트워크가 Client의 해시의 시작이 n개의 0으로 되어있는지 검증한다.
• 시간의 흐름에 따라 Difficulty 값을 바뀌도록 한다.
• Ex

  package main
  
  import (
  	"crypto/sha256"
  	"fmt"
  )
  
  func main() {
  	hash := sha256.Sum256([]byte("hello"))
  	fmt.Printf("%x\n", hash)
  }

  해당 문자열로 만든 해시값은 앞에 0이 하나도 없다. → 해시는 결정론적 함수이기에 입력값으로 수정으로 출력값을 바꿔줘야한다.
  
• 블록체인에서는 블록의 정보를 수정할 수 없다.
  • 해시값을 수정하면 해당 블록을 사용하지 못한다.
  • Data는 유저가 보내주는 것이라 수정할 수 없다.
• Nonce 값은 채굴자가 변경할 수 있는 유일한 값이다.
  • Nonce값을 변경해가며 해시값을 조건에 맞게 찾아내야한다.

    func main() {
    	hash := sha256.Sum256([]byte("hello1"))
    	fmt.Printf("%x\n", hash)
    }

    func main() {
    	hash := sha256.Sum256([]byte("hello2"))
    	fmt.Printf("%x\n", hash)
    }

    func main() {
    	hash := sha256.Sum256([]byte("hello3"))
    	fmt.Printf("%x\n", hash)
    }

    func main() {
    	hash := sha256.Sum256([]byte("hello4"))
    	fmt.Printf("%x\n", hash)
    }

    • 못찾았다.

구현

네트워크 : difficulty의 값만큼 0의 개수를 증가시켜 난이도를 어렵게 만든다

채굴자 : nonce 값을 변경해가며 0의 개수가 맞는 것을 찾아낸다.

• 소스 코드
  • main.go

    package main
    
    import (
    	"crypto/sha256"
    	"fmt"
    	"strings"
    )
    
    func main() {
    	difficulty := 2
    	// target := "0" * 2
    	// 첫번째 인자값을 두번째 인자값 만큼 연결해서 출력해준다.
    	target := strings.Repeat("0", difficulty)
    	nonce := 1
    	for {
    		// 16진수 string으로 변환
    		hash := fmt.Sprintf("%x", sha256.Sum256([]byte("hello"+fmt.Sprint(nonce))))
    		fmt.Printf("Hash:%s\nTarget:%s\nNonce:%d\n\n", hash, target, nonce)
    		if strings.HasPrefix(hash, target) {
    			return
    		} else {
    			nonce++
    		}
    	}
    
    }

• 실행 결과
  • difficulty가 2일 때

    Hash:001b92541ed0a22b0cb89018b561d895503206c0082c0ecf2d0b7e5182191eed
    Target:00
    Nonce:227

    • 227번만에 찾았다.
  • difficulty가 3일 때

    Hash:0006bc9ad4253c42e32b546dc17e5ea3fedaecdabef371b09906cea9387e8695
    Target:000
    Nonce:10284

    • 10284번 걸렸다.
  • difficulty가 4일 때

    Hash:0000e49eab06aa7a6b3aef7708991b91a7e01451fd67f520b832b89b18f4e7de
    Target:0000
    Nonce:60067

    • 60067번
• 난이도가 조금만 올라가도 엄청나게 연산이 많이 필요한 것을 느낄 수 있다.
• 실제 비트코인은 좀 더 복잡하다