Prime Coin
비탈릭 부테린의 지분증명이라는 책을 읽다가 프라임코인 이야기가 나왔습니다. 2017년부터 코인 투자를 했었는데, 프라임 코인은 들어본 적이 없어서 알아보고 싶어졌습니다.
https://primecoin.io/
실제로 아직 프로젝트가 존재합니다.
백서는 논문과 같은 형태로 되어있는데, 요약을 보면 다음과 같습니다.
Prime Coin Whitepaper
소수 탐색 기반의 새로운 작업증명 방식이 P2P 암호화폐 설계에 도입되었으며, 1종의 커닝햄 체인, 2종의 커닝햄 체인, 2종의 바이트윈으로 알려진 3종의 프라임 체인
체인은 작업 증명 자격이 있습니다. 프라임 체인은 나카모토의 비트코인의 보안 속성을 보존하기 위해 블록 해시와 연결되는 반면, 지속적인 난이도 평가 체계는 프라임 체인이 암호화폐와 같은 비트코인에서 조정 가능한 난이도 증명 역할을 할 수 있도록 설계되었습니다.
조금 쉽게 말을 바꾸어보겠습니다.
일반적인 블록체인 네트워크에서는 작업증명이라는 방식으로 새로운 블록을 찾아냅니다. 이것은 특정한 계산문제를 먼저 해결한 참여자가 그 블록을 채굴할 수 있는 권리를 얻는 것을 의미합니다. 근데 prime coin 프로젝트는 그 문제를 단순히 어려운 노가다와 같은 계산 문제로 보았다는 겁니다. prime coin은 그것을 특정한 형태의 소수체인을 찾아내는 것으로 변경했습니다.
그 특정한 형태의 소수체인이 뭐가 있을까요.
바로 1종 커닝햄 체인, 2종 커닝햄 체인, 그리고 바이트윈체인이라는 세가지 특정 형태의 소수체인이었습니다.
그리고 이 소수체인을 찾아내는 것 뿐만 아니라, 그 소수체인이 특정한 조건을 만족해야하도록 했습니다. 바로 소수체인의 해시값이 해당 블록의 해시 값과 일치해야 한다는 것입니다. 그러면 블록 해시와 소수 체인이 서로 연결됩니다.
이런 작업증명방식을 통해서, prime coin은 비트코인과 동일한 보안 속성을 유지하면서도, 채굴과정에서 얻어지는 결과물이 ( 다시 말해서, 찾아낸 소수체인이 ) 수학적으로 유용한 값이 되도록 하였습니다. 마지막으로 이렇게 하면 prime coin은 난이도를 조정할 수도 있게 됩니다.
결과적으로 이런 방식은 단순한 계산력 경쟁에서 벗어나서, 뭔가 그 과정 자체가 수학적으로 유용한 결과물을 생성하도록 한다는 점에서 비트코인의 작업증명과 다른 것 같습니다.
What is Prime Coin?
프라임 코인은 고유한 형태의 증명작업 (pow, proof of work) 알고리즘을 사용하는 암호화폐입니다. 이 알고리즘은 새 블록을 채굴하기 위해 커닝햄 체인 등과 같은 특정 형태의 소수 체인을 찾는 것에 기반을 두고 있습니다.
프라임 코인은 비트코인처럼 분장 원장 기술인 블록체인에 기반을 두고 있지만, 비트코인의 증명 작업이 해시 함수를 사용하는 반면에, 프라임 코인은 소수를 찾는 것에 기반을 둔 증명 작업을 사용합니다. 이것은 기존 암호화폐의 채굴과정에서 발생하는 계산량이 단순히 난이도를 높이는 것 외에는 실제적인 가치가 없는 문제를 해결하고자하는 것입니다. 프라임 코인의 채굴은 실제로 새로운 소수를 찾아내는 과정이므로, 수학과 암호학에서 유용하게 활용될 수 있다고 합니다.
프라임 코인의 다른 특징 중 하나는 빠른 블록생성속도입니다. 비트코인의 경우에는 새로운 블록이 약 10분마다 생성되지만, 프라임 코인은 약 1분마다 새로운 블록을 생성합니다. 이는 트랜잭션 확인 시간을 줄이고 더 높은 처리량을 가능하게 합니다.
Cunningham Chain이란
커닝햄 체인특정한 패턴을 따르는 소수의 시퀀스를 의미합니다. 이 시퀀스는 각 소수가 바로 다음 소수의 두배에 1을 더한 수로 이루어져 있습니다.
예를 들어보겠습니다. 2, 5, 11은 길이가 3인 첫번째 커닝햄 체인입니다. 보면 2의 2배에 1을 더하면 5이고, 5의 2배에 1을 더하면 11이죠.
커닝햄 체인은 암호학과 수학에서 흥미로운 주제로 취급된다고 합니다. 프라임 화폐에서는 이 커닝햄 체인이 채굴 알고리즘으로 사용됩니다. 수학적으로 일반적인 암호화폐의 증명작업보다 수학적으로 유익하고 유용하다고 합니다.
그렇다면 일반적인 작업 증명 방식은?
작업증명방식은 블록체인 네트워크에서 주로 사용되는 합의 알고리즘 중 하나입니다. 비트코인과 대부분의 초기 암호화폐는 작업증명방식을 사용하여 거래를 검증하고, 블록체인에 새로운 블록을 추가합니다.
핵심원리
- 트랜잭션 데이터를 포함하는 블록이 네트워크에 제시됩니다.
- 네트워크 채굴자들은 해당 블록의 해시를 계산하는
문제를 풀기위해서 경쟁합니다. 이 문제는 어려운 수학적 계산을 포함하며, 해결하기 위해서는 상당한 컴퓨팅 파워가 필요합니다. - 먼저 문제를 해결한 채굴자는 그 결과를 네트워크에 알립니다. 이를
작업증명이라고 합니다. - 네트워크의 다른 참여자들이 그 해결책을 검증하고, 문제를 정확하게 해결했음이 확인되면, 블록이 블록체인에 추가됩니다.
- 블록을 블록체인에 추가한 채굴자는 보상을 받습니다. 보상은 일반적으로 새로 생성된 암호화폐와 블록에 포함된 거래 수수료입니다.
예시
예를 들어서 비트코인네트워크에서는 채굴자들이 다음 블록의 해시 값이 특정한 조건을 만족하는지 확인하는 문제를 풀어야 합니다. 이 조건은 해시 값이 특정 수보다 작아야 한다는 것입니다. 이러한 해시함수의 특성상 이 조건을 만족하는 해시값을 찾기 위해서는 정말 단순히 반복적으로 다양한 값을 대입해보는 방법, 그러니까 무작위로 대입해보는 방법 밖에 없습니다. 그래서 이 문제를 푸는 과정은 많은 컴퓨팅 파워와 시간을 요구합니다.
작업증명방식 알고리즘은 네트워크를 안전하게 유지하며, 악의적인 참여자들이 블록체인을 조작하는 것을 방지합니다. 그러나, 이 방식은 많은 에너지를 소비하며, 그로 인해서 환경적인 문제가 대두되었습니다. 또한 채굴에 필요한 고가의 장비와 에너지 비용 때문에 채굴이 집중되는 중앙화적 문제또한 발생하고 있습니다. 이런 문제들을 해결하기 위해 다른 합의 알고리즘들, 예를 들어 이더리움의 지분증명, Proof of Stake나 위임지분증명, Delegated Proof of Stake등이 제안되고 활용되고 있다고 합니다.
