MoFAS의 합의 알고리즘 : Hyper DPoS(하이퍼 디포스)

안녕하세요. 재움입니다. 그동안 바빠서 오랜만에 포스팅을 올리네요ㅎㅎ

최근에는 플랫폼 코인들의 합의 프로토콜을 공부하다가 Hyper DPoS(하이퍼 디포스)라는 것을 알게 되었습니다. 제가 공부한것들을 정리하며 같이 공유하려고 합니다.

초기 블록체인은 해시 연산을 처리하는 하드웨어(GPU, ASIC 채굴기 등)를 사용하는 작업증명(PoW, Proof of Work) 방식이었습니다. 간단히 말하면 하드웨어 장비를 사용하여 코인을 채굴 즉, 보상을 받는 것입니다.

그러나 난이도가 올라가면서 연산에 필요한 장비는 점점 고사양이 되고 있다. 또한 과도한 전력소모로 인한 에너지 낭비가 크고, 채굴하는 업자끼리의 독점 문제와 데이터의 처리 속도가 느려 실생활에서 사용하기에는 불편한 단점들이 있습니다.

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이러한 PoW의 단점을 극복하기 위해 등장한 방식이 지분증명(PoS, Proof of Stake) 방식입니다. 해시 연산에 필요한 장비가 필요하지 않아 경제적이며 친환경적이고, 데이터의 처리 속도를 향상시켜 실생활에 사용할 수 있도록 하였습니다.

그러나 PoS 방식 또한 확장성의 문제로 실생활에서 사용하기에는 한계가 있습니다. 처리해야 할 데이터가 갑자기 많아질 경우 처리 속도가 느려지는 것입니다. 쉽게 이야기하면 네트워크 성능 등이 담보되지 않아도 지분만 가지고 있으면 노드로 참여할 수 있기 때문입니다.

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이러한 문제를 해결하기 위해 나온 방식이 위임지분증명(DPoS, Delegated Proof of Stake) 방식입니다. 모든 노드들의 투표 결과로 정해진 특정된 인원에게만 PoS를 할 수 있도록 권한을 위임하는 방식입니다. 현재까지 알려진 합의 알고리즘 중에서 가장 효율적인 방식입니다.

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여기서 제가 최근에 검색 및 공부하면서 알게 된 Hyper DPoS 방식도 소개해 드리려 합니다. 일정한 시간 안에 빠르게 반응하고 응답이 가능한 노드만을 선택하여 합의 과정에 참여시키는 합의 알고리즘으로 기존의 DPoS 방식의 성능을 한 단계 업그레이드한 합의 알고리즘으로 모파스(MoFAS)라는 회사에서 개발하고 있습니다.

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Hyper DPoS(하이퍼 디포스)란 무엇인가?

앞에서 설명 드렸듯이 Hyper DPoS는 기존의 DPoS 방식과 속도가 담보되는 고성능 하드웨어의 결합입니다. MoFAS의 백서를 인용하자면 DPoS의 철학을 계승하여 가장 효율적이고 자율적 참여 모델을 설계했다고 합니다.

블록체인은 근본적으로 속도에 문제가 있었는데 이를 개선하기 위해 MoFAS에서는 Limited Public Blockchain을 개발하고 있습니다. Limited Public Blockchain은 MoFAS가 구현하고자 하는 시간 내에 반응하고 응답할 수 있어야 노드로써 참여가 가능한 모델로, 신뢰할 수 있는 노드만을 선택하여 합의를 수행할 수 있습니다.

또한 MoFAS는 노드의 신뢰성을 계산하기 위해 PRR이라는 알고리즘을 개발하고 있습니다. PRR (Peer Reliability Rate)은 수식화를 통해 제작한 신뢰 지표로써, 하드웨어&네트워크의 활용성, 응답성, 반응성, 상호운용성의 4가지 요소를 체크하여 점수를 계산합니다. 일정 점수 이상의 PRR을 받아야 노드로써 참여할 수 있다는 것입니다.

결론적으로 MoFAS의 Hyper DPoS는 신뢰할 수 있는 상위 노드들로 구성된 Limited Public에 DPoS의 지분위임 방식을 결합하고 빠른 속도와 보안성을 보장하는 효율적인 알고리즘입니다.

MoFAS에서 TPS를 1,000,000(백만)을 목표로 개발 중인것 같습니다. 비자카드가 2~3만 TPS 정도로 알고 있는데 이게 구현이 된다면 실생활의 다양한 분야에서 사용가능 할 것 같습니다.

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결론
DPoS 방식은 동시간 대비 PoW 방식이나 PoS 방식에 비해 더 많은 블록을 생성합니다. 그러나 권한이 상위 노드인 소수의 사람들에게 집중이 되기 때문에 신뢰도는 무척 중요합니다. 투표도 중요하지만 하드웨어와 네트워크를 제대로 구축한 신뢰있는 노드가 필요합니다.

MoFAS의 Hyper DPoS는 DPoS를 업그레이드한 합의 알고리즘으로 Limited Public Blockchain 및 PRR을 도입하여 신뢰도 문제를 해결할 수 있기 때문에 가치 저장에 이상적인 솔루션이라 생각합니다.