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비트코인은 섬세하게 균형 잡힌 인센티브 게임입니다. 탈중앙화 생태계에서 참여자들의 이익을 조절하는 것은 네트워크의 장기적 생존을 위해 필수적인 것입니다. 인센티브는
노드로 하여금 네트워크를 보호하도록 하며, 정직하게 행동하면 주로 경제적 보상을 지급합니다. 속임수를 사용하려 할 경우, 잠재적인 수익을 얻지 못하게 됩니다.
이는 마이닝에서 분명히 드러납니다. 전기세와 특화된 하드웨어에 많은 자본을 들인 참여자는 블록체인에
블록을 추가하여 자신들의 투자금을 되찾고 이익을 창출하기를 희망합니다. 마이너는 이익을 극대화하기 위해 노력할 것이며, 가장 간단한 방법은 규칙을 따라 행동하는 것입니다.
한 마이너가
블록을 체인에 추가하면, 자신의 블록에 지불된 트랜잭션 수수료 전부와 새롭게 주조된 코인의 일부를 받습니다. 우리는 이를
블록 보상이라 하며, 보상으로 수령하는 코인은 매 210,000 블록(대략 4년마다)마다 반감됩니다. 이 글을 작성하는 현재 블록 보상은 12.5 BTC이며,
머잖아 6.25로 감소하게 될 것입니다.
경제적 인센티브는 마이닝을 무척 경쟁적으로 만들었으며, 이는 궁극적으로 네트워크의 보안과 탈중앙화를 끌어올렸습니다. 일부는 이러한 인센티브가 악용될 수 있다고 추측하기도 합니다. 해당 아티클에서는 이기적 마이닝 개념에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
비트코인의 인센티브에 대해 더 알아보고 싶으시다면,
초보자를 위한 암호경제학 설명을 확인해보시기 바랍니다.
이기적 마이닝에 대한 전반적인 탐구는 2013년에 발행된 연구자 Ittay Eyal와 Emin Gun Sirer의 논문
Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable에서 찾아볼 수 있습니다. 해당 논문의 논지는 일반적인 믿음과 다르게 비트코인 마이너에게 제공하는 인센티브에 결점이 있으며, 궁극적으로 네트워크를 중앙화시킬 수 있다는 것입니다.
예를 들어 이기적 마이닝에 대해 설명해보도록 하겠습니다. 4명의 마이너: 앨리스, 밥, 캐롤, 댄에게 전체 해시 레이트가 동등하게 나눠져 있다고 해보겠습니다(각 25%씩). 앨리스, 밥, 캐롤은 규칙을 따르고, 댄은 자신의 이익을 위해 시스템을 부당하게 이용하려고 합니다.
일반적인 상황에서 우리는 블록을 찾은 마이너가 이를 곧바로 체인에 추가할 것이라 기대할 것입니다. 앨리스, 밥, 캐롤은 정직한 참여자들로서 그렇게 합니다. 하지만 댄이 블록을 발견할 경우, 그는 이를 내주지 않습니다(유효한 정답을 갖고 있지만, 아직 추가되지는 않음). 댄은 운 좋게 다른 이들보다 먼저 두 개의 블록을 연속으로 발견할 수 있습니다.
100,000번째 블록이 마이닝 되었다고 해보겠습니다. 이제 앨리스, 밥, 캐롤은 100,001번째 블록을 제시하려고 시도합니다. 댄이 이를 찾았지만, 그는 이러한 사실을 숨깁니다. 이제 공개 체인과 댄의 비밀(더 긴) 체인이 존재합니다. 다른 이들이 100,001번째 블록을 찾으려 할 때, 댄은 100,002번째 블록을 찾습니다.
이제 댄의 체인은 두 블록을 앞서가게 됩니다. 댄의 운이 계속된다면, 다른 체인보다 언제나 앞서갈 수 있을 것이며 계속 이를 진행할 것입니다. 다른 이들이 한 블록 뒤까지 따라오면, 그는 자신의 체인을 공개합니다.
이제 댄의 공개 체인은 다른 참여자들이 작업하던 체인보다
더 깁니다.
가장 긴 체인 규칙(longest chain rule)이라 하는 규칙을 따라, 작업을 진행해야 할 “올바른” 체인은 가장 많은
작업 증명(PoW)이 축적된 것입니다(이러한 메트릭을
체인워크(chainwork)라고도 함). 따라서 노드가 더 많은 작업이 축적된 체인을 발견할 경우, 마이닝 파워를 더 긴 체인으로 돌려 이에 전념하게 될 것입니다.
이제 앨리스, 밥, 캐롤은 댄의 체인을 발견하고, 해당 체인을 따라야 함을 인식합니다. 이들이 다른 체인에서 얻은 보상은 해당 체인에서는 더는 존재하지 않을 것입니다. 또한 댄이 현재 체인에서 해당 블록들을 마이닝 했기 때문에, 그가 보상 전부를 가져가게 됩니다.
실제로는 정직하게 행동하는 것이 모든 참여자들에게 저렴할 것입니다. 이기적 마이닝은 상당한 낭비를 초래하지만, 이러한 일이 현실에서는 다른 네트워크 참여자들 보다 전략적 이점을 유지한다는 점을 알아둘 필요가 있습니다. 그 결과 마이너가 공격자에 가담할 수 있으며, 문제는 더욱 악화될 것입니다.
Eyal과 Sirer는 자신들의 논문에서 이를 주된 위험으로 강조했는데, 시간이 지나며 이기적 마이닝이 마이닝 풀 해시 레이트를 증가시키고, 참여 주체들이 이기적 마이닝 주체들과 팀을 구성해 자신들의 이익을 극대화할 수 있다는 것입니다. 하나의 풀이 다수의 마이닝 파워를 획득하게 될 경우,
51% 공격을 시도할 수도 있습니다.
다른 이들은 마이너들의 이념적인 요소를 인용하며 이러한 행동을 위협이라 여기지 않으며, 이러한 인센티브가 네트워크가 탈중앙화된 방식으로 계속 운영될 수 있게 한다고 생각합니다. 이러한 생태계가 붕괴될 경우, 마이너는 전기세와 기기에 투자한 금액을 되찾지 못하고, 수익을 내지 못할 것입니다.
이기적 마이닝이 마이너 집단에서 성공적으로 이뤄진다면, 이는 자신의 이익을 극대화하고자 하는 이들에게 분명 매력적인 전략일 것입니다. 최악의 시나리오는 이러한 인센티브가 정직한 마이너로 하여금 이기적 마이너가 되도록 만들 수 있으며, 비트코인의 탈중앙성을 해치게 되는 것입니다.
그러나 더 큰 관점에서는 참여 주체들이 이러한 방식을 지지하기란 어려워 보입니다. 무엇보다도 네트워크 보안을 위협하는 행동은 비트코인 가격을 하락시킬 수 있으며, 이는 자신의 마이닝 운영 수익에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다.
