ORPHAN 블록과 UNCLE 블록: 주요 차이점

고아 블록과 삼촌 블록의 정의

블록체인 기술의 복잡한 영역에서 "고아" 블록과 "삼촌" 블록은 분산 네트워크가 데이터 전파 및 합의를 처리하는 방식에서 중요한 역할을 합니다. 이 용어들은 때때로 혼용되기도 하지만, 특히 비트코인과 이더리움과 같은 서로 다른 블록체인 프로토콜을 고려할 때 서로 다른 개념을 나타냅니다.

고아 블록이란 무엇인가요?

고아 블록은 다른 블록과 거의 동시에 채굴되었지만 궁극적으로 블록체인 네트워크의 가장 긴 체인인 "메인 체인"에 포함되지 않은 유효한 블록입니다. 두 명의 채굴자가 동시에 블록을 해결하여 임시 포크(fork)를 생성한 결과일 수 있습니다. 네트워크는 결국 한 블록을 메인 체인(일반적으로 후속 블록의 기반이 되는 블록)에 수용하고 다른 블록을 거부함으로써 이 포크를 해결합니다. 거부된 블록은 고아 블록이 됩니다.

고아 블록의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 계산 작업 측면에서는 유효하지만 메인 체인에서는 폐기됩니다.
• 네트워크에서 사용하는 거래 내역에는 기여하지 않습니다.
• 비트코인과 같은 프로토콜에서 채굴자 블록 보상을 받지 않습니다.

엉클 블록이란 무엇인가요?

한편, 엉클 블록("옴머" 블록이라고도 함)은 이더리움과 같은 특정 네트워크에서 인식되는 부분적으로 유효한 블록입니다. 고아 블록과 마찬가지로, 엉클 블록은 두 블록이 거의 동시에 채굴되지만 메인 체인에 도달하는 블록은 하나뿐입니다. 그러나 고아 블록과 달리 엉클 블록은 완전히 무시되지는 않습니다. 이더리움에서 엉클 블록은 이후 블록에서 참조되며 보상은 감소하지만 여전히 지급됩니다.

엉클 블록의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 엉클 블록은 가장 긴 체인에 선택되지 않았지만 확인된 유효한 블록입니다.
• 이더리움은 탈중앙화를 장려하기 위해 엉클 블록 채굴자에게 보상을 제공합니다.
• 엉클 블록은 네트워크 보안 및 블록 전파 공정성에 부분적으로 기여합니다.

요약하자면, 고아 블록과 엉클 블록은 모두 동일한 상황, 즉 동시에 생성된 경쟁 블록에서 발생하지만 네트워크에서 처리되는 방식이 다릅니다. 고아 블록은 폐기되지만, 엉클 블록은 합의 과정에서 여전히 역할을 수행할 수 있습니다.

블록체인 프로토콜의 기술적 차이점

고아 블록과 엉클 블록의 차이점을 더 잘 이해하려면 다양한 블록체인 프로토콜, 특히 비트코인과 이더리움을 중심으로 블록 전파 및 합의를 처리하는 방식을 살펴봐야 합니다. 이러한 프로토콜은 블록의 구성 요소뿐만 아니라 채굴 인센티브, 보안 및 확장성 메커니즘에 미치는 영향도 정의합니다.

비트코인과 고아 블록

비트코인 블록체인에서 두 명의 채굴자가 거의 동시에 블록을 해결하면 노드는 일시적으로 서로 다른 버전의 블록체인을 수신하고 전파할 수 있습니다. 비트코인의 합의는 나카모토 합의를 사용하여 어떤 블록이 메인 체인에 포함될지 결정합니다. 누적 작업 증명이 가장 많은 체인이 유효한 체인으로 인식됩니다. 폐기된 블록은 고아 블록으로 간주됩니다.

이는 여러 가지 결과를 초래합니다.

• 고아 블록을 생성하는 채굴자는 블록 보상과 거래 수수료를 잃게 됩니다.
• 이로 인해 채굴자들은 가장 긴 체인을 빠르게 찾아 확장하려는 중앙 집중식 채굴 행위가 촉진됩니다.
• 고아 블록은 영구 원장에 저장되지 않으며 거래 검증에 사용되지 않습니다.

공식적인 삼촌 메커니즘은 비트코인에 존재하지 않습니다. 이 프로토콜은 메인 체인이 아닌 모든 블록을 완전한 고아 블록으로 처리하며, 복구 경로나 부분적인 보상은 제공되지 않습니다.

이더리움과 삼촌 블록

이더리움은 스테일 블록을 "삼촌"으로 인식하는 보다 포괄적인 메커니즘을 도입했습니다. GHOST(Greedy Heaviest Observed Subtree) 프로토콜은 이더리움이 삼촌 블록을 체인에 간접적으로 포함할 수 있도록 합니다.

• 블록은 네트워크 공정성을 유지하기 위해 이전의 스테일 블록(삼촌 블록)을 참조할 수 있습니다.
• 삼촌 보상(일반적으로 전체 블록 보상의 일부)은 삼촌 블록의 채굴자와 향후 블록에 삼촌 블록을 포함하는 채굴자에게 분배됩니다.
• 이더리움 1.0 규칙에 따라 블록당 최대 두 개의 삼촌 블록을 포함할 수 있습니다.

이 설계는 이더리움의 중앙집중화 저항성을 향상시키고, 근접 채굴 시도에 대한 부분적인 크레딧을 부여하여 참여를 장려합니다. 또한 블록 생성 시간을 단축하여(비트코인의 10분 대비 약 13초) 블록 충돌 가능성을 높이면서도 비트코인처럼 채굴자에게 가혹한 처벌을 내리지 않습니다.

이더리움 2.0이 지분 증명(PoS)으로 전환됨에 따라 엉클 노드의 중요성은 감소할 것으로 예상되지만, 엉클 노드는 이더리움의 이전 블록 전파 모델에서 여전히 중요한 기능입니다.

네트워크 보안 및 채굴에 대한 시사점

고아 블록과 엉클 블록의 처리는 네트워크 보안, 효율성 및 채굴 전략에 지대한 영향을 미칩니다. 블록 인식에 대한 다양한 접근 방식은 채굴자의 행동, 거래 완결성 및 네트워크 전반의 탈중앙화 역학에 영향을 미칠 수 있습니다.

채굴 효율성에 미치는 영향

채굴자의 관점에서 볼 때, 메인 체인 외부(고아 블록 또는 엉클 블록)로 생성되는 블록은 자원 낭비를 의미합니다. 채굴은 경쟁적이고 자원 집약적인 프로세스이므로, 블록체인이 스테일 블록에 대한 보상 또는 무시 방식을 결정하는 방식은 운영 전략에 영향을 미칩니다.

• 비트코인 채굴자는 메인 체인에 있는 블록을 기반으로 채굴하는 것을 선호합니다. 고아 블록은 보상을 제공하지 않아 지연 시간 제약 하에서 "브로드캐스트 경쟁"을 유발합니다.
• 이더리움의 엉클 블록에 대한 부분적인 보상은 이러한 위험을 줄여 소규모 채굴자나 네트워크 허브에서 멀리 떨어진 채굴자에게 더 친화적인 생태계를 조성합니다.

이로 인해 이더리움은 엉클 블록을 통해 더 광범위한 참여와 더 균형 잡힌 채굴 행동을 장려하는 비대칭성을 초래하여 해시 파워의 통합을 줄이고 탈중앙화를 촉진할 수 있습니다.

네트워크 보안 고려 사항

블록체인 네트워크의 보안은 합의 프로세스와 밀접한 관련이 있습니다. 고아 블록과 엉클 블록 처리는 다음과 같은 영향을 미칩니다.

• 완결성: 고아 블록이 발생하기 쉬운 네트워크에서는 포크로 인해 블록이 재구성될 수 있으므로 거래가 취소될 가능성이 더 높습니다.
• 인센티브 구조: 엉클 블록에 대한 보상은 중앙 집중식 채굴 인프라와 관련된 경제적 이점을 감소시켜 프로토콜의 공정성을 향상시킵니다.

예를 들어, 비트코인이 고아 블록을 해결하면 해당 고아 블록의 모든 거래가 메모리 풀로 반환되어 후속 블록에 포함될 가능성이 있습니다. 이는 거래 지연에 영향을 미치고 드물게는 이중 지불 문제를 일으킬 수도 있습니다.

반대로, 이더리움은 엉클 블록을 포함함으로써 보안을 크게 손상시키지 않으면서 네트워크 처리량을 높이고 확인 속도를 높입니다. 또한 중앙 집중화에 대한 부담을 줄여 지연 시간이 짧은 노드(예: 개별 채굴자)가 보상 풀에서 기반을 확보할 수 있도록 합니다.

현대 블록체인 네트워크의 적응

현대 블록체인 프로토콜은 이러한 원칙을 기반으로 구축되었습니다. 예를 들어:

• 이더리움 클래식과 같은 프로토콜에도 엉클 블록이 포함되지만, 엉클 보상 계산 방식은 다를 수 있습니다.
• Horizen과 Zilliqa는 고아 블록 비율을 줄이기 위해 샤딩 및 네트워크 분할과 같은 대체 솔루션을 도입했습니다.
• 새로운 지분 증명(PoS) 네트워크는 고아 블록과 엉클 블록의 개념을 완전히 회피하고, 채굴 경쟁 대신 검증자 합의를 통한 완결성에 더 중점을 두는 경향이 있습니다.

본질적으로 고아 블록과 엉클 블록은 모두 동일한 기술적 한계, 즉 전 세계적으로 분산된 네트워크의 블록 시간 지연에서 비롯되지만, 각 블록체인은 고유한 방식으로 적응합니다. 이러한 블록을 폐기할지 통합할지에 대한 선택은 네트워크의 핵심 가치인 효율성, 공정성, 그리고 보안 우선순위를 보여줍니다.

이러한 메커니즘을 이해하는 것은 개발자와 채굴자에게 힘을 실어줄 뿐만 아니라, 특히 비트코인과 이더리움과 같은 네트워크 중에서 선택할 때 블록체인 플랫폼에서 애플리케이션을 구축하는 기업의 의사 결정에 중요한 정보를 제공합니다.