이더리움의 엉클 블록에 대한 설명

이더리움에서 "엉클 블록"이라는 용어는 정식 블록과 거의 동시에 채굴되었지만 메인 블록체인의 일부가 되지 않은 유효한 블록을 의미합니다. 비트코인처럼 고아가 되는 대신, 이러한 블록은 네트워크의 탈중앙화 및 보안에 기여한 대가로 부분적인 보상을 받습니다.

엉클 블록의 목적을 이해하려면 이더리움과 같은 탈중앙화 시스템이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 채굴자들은 암호화 퍼즐을 풀고 자신의 블록을 네트워크에 브로드캐스트하기 위해 경쟁합니다. 네트워크 지연 시간으로 인해 여러 채굴자가 거의 동시에 퍼즐을 풀고 서로 다른 버전의 블록을 주변 노드에 전파할 수 있습니다. 결국 네트워크는 한 블록이 체인을 이어가도록 합의하고, 다른 블록들은 엉클 블록으로 분류됩니다.

엉클 블록을 포함하는 아이디어는 블록 전파 지연으로 인한 중앙화 문제를 해결하기 위한 필요성에서 비롯되었습니다. 탈중앙화 채굴에서는 블록 생성자와 가까운 노드가 다른 노드보다 먼저 다음 블록을 추가할 확률이 더 높았습니다. 이러한 불균형은 공정성을 저해하여 저지연 허브를 중심으로 한 중앙화를 촉진했습니다. 이더리움의 해결책은 엉클 블록의 컴퓨팅 노력을 인식하고 난이도 및 보상 시스템에 통합함으로써 체인 구조에 엉클 블록을 포함하는 것이었습니다.

이더리움 프로토콜 설계(초기 작업 증명 기반)에 따라, 표준 블록은 이전 7세대의 최대 두 개의 엉클 블록을 참조할 수 있습니다. 이러한 엉클 블록을 포함함으로써 채굴자에게 소액의 추가 보상(메인 블록 보상의 최대 87.5%)을 제공할 뿐만 아니라, 네트워크 난이도 계산에 통합되는 유효 해시 파워를 높여 전반적인 체인 보안에도 기여했습니다.

보상과 공정성 외에도, 엉클 블록은 이기적 채굴에 대한 보안 역할을 합니다. 이기적인 채굴 전략에서 악의적인 행위자는 발견된 블록을 은닉하여 이득을 취하려 합니다. 이더리움은 삼촌 블록을 통합함으로써 악의 없이 블록을 브로드캐스트했지만 전파 경쟁에서 패배한 채굴자들의 정직한 아차사고를 인정함으로써 이러한 공격의 효과를 줄였습니다.

이더리움의 삼촌 블록에 대한 입장은 비트코인의 스테일 블록 처리 방식과 다릅니다. 비트코인에서 이러한 스테일 블록은 보상이나 인정 없이 고아가 되어 에너지 낭비와 중앙화 인센티브를 유발합니다. 이와 대조적으로, 이더리움의 삼촌 블록은 블록이 시스템의 보안 및 탈중앙화 목표에 부분적으로 기여했음을 인정하는 것을 의미합니다.

삼촌 블록의 사용은 작업 증명 모델과 직접적으로 연관되어 있으며, 2022년 9월 "합병"을 통해 이더리움이 지분 증명으로 전환하면서 엉클 블록은 사실상 쓸모없게 되었다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 이들의 역사적 기능은 이더리움이 초기 운영 단계에서 포용성과 네트워크 형평성을 어떻게 우선시했는지에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.

엉클 블록은 현재 이더리움에서 더 이상 생성되지 않지만, 엉클 블록의 목적을 이해하면 이더리움의 합의 진화 과정과 공평한 참여, 탈중앙화, 그리고 견고성이라는 네트워크의 목표에 대한 기본적인 지식을 얻을 수 있습니다.

이더리움은 채굴 기반 네트워크의 비효율성을 해결하기 위해 합의 및 블록 보상 시스템의 일환으로 엉클 블록을 공식적으로 도입했습니다. 엉클 블록의 포함은 이더리움 초창기, 특히 2022년 이전의 작업 증명(PoW) 모델에서 필수적이었습니다. 엉클 블록이 이더리움 아키텍처에 기술적으로 어떻게 통합되었는지 살펴보겠습니다.

엉클 블록은 GHOST(Greedy Heaviest Observed SubTree) 프로토콜에서 지침을 도출합니다. 비트코인의 선형 체인 선택 규칙과 달리, GHOST는 메인 체인이 되지 않는 브랜치도 부분적으로 고려하도록 허용하여 네트워크 전체의 노력을 더욱 공정하게 반영합니다. 이더리움은 삼촌 블록이 메인 체인의 보안에 기여하고 총 난이도 계산에 참여할 수 있도록 하는 간소화된 버전을 채택했습니다.

주요 요구 사항 및 조건

• 엉클 블록은 유효해야 하며 부모 블록과 동시에 또는 직전에 채굴되어야 합니다.
• 엉클 블록은 참조 블록의 6세대 이내에 있어야 합니다.
• 엉클 블록은 두 번 이상 참조될 수 없으며, 정규 체인당 한 번만 포함될 수 있습니다.
• 블록당 최대 두 개의 엉클 블록이 허용되었습니다.

지분 증명으로 전환하기 전 이더리움 규칙에 따르면, 채굴자가 엉클 블록을 포함하면 추가 보상을 받았습니다. 이 보상은 삼촌 블록과 정식 블록 사이의 거리에 따라 1/32 ETH에서 7/8 ETH까지였습니다. 더욱이, 삼촌 채굴자 스스로도 보상을 받았고, 이는 전파 지연으로 인해 블록이 보류될 위험이 있더라도 블록을 게시하도록 유도했습니다.

기술적으로, 삼촌 블록은 블록 헤더의 'unclesHash' 필드 내에서 참조되었습니다. 삼촌(들)을 포함하는 블록은 정식 체인을 확장하지는 않지만 공식 상태 기록의 일부가 되는 목록을 유지했습니다.

커뮤니티와 개발자들은 이 시스템에 상당한 지원을 제공했으며, 특히 중앙 집중화 완화에 큰 도움이 되었습니다. 비탈릭 부테린과 같은 네트워크 설계자들은 이더리움의 목표인 더욱 공정하고 탈중앙화된 자원 분배를 강조했습니다. 즉, 지리적 또는 하드웨어적 이점이 불공정한 전파를 통해 부당하게 보상받지 않도록 하는 것입니다.

통계적 관련성

이더리움의 PoW 시대에는 엉클 포함(uncertain inclusion)이 비교적 빈번하게 발생했으며, 특히 네트워크 혼잡이 심하거나 클라이언트가 오래되었을 때 더욱 그러했습니다. 실제로, 오래된 채굴 클라이언트나 네트워크 연결 상태가 좋지 않은 클라이언트는 엉클 블록 생성률이 더 높은 경향이 있었습니다. Etherscan과 같은 지표 플랫폼은 엉클 블록 생성률을 실시간으로 추적할 수 있도록 제공했는데, 엉클 블록 생성률은 일반적으로 네트워크 상태와 해시레이트 분포에 따라 5%에서 20%까지 다양했습니다.

또한, 채굴자들은 참여자 전체의 보상을 극대화하기 위해 풀 역학에서 엉클 채굴 전략을 자주 사용했습니다. 이러한 전략은 무해하고 프로토콜 표준을 준수하며, 이더리움의 포괄적인 생태계 설계에 대한 적응력을 반영합니다.

일부 기술적 복잡성에도 불구하고, 이더리움의 엉클 블록 정책은 네트워크 전체의 참여를 촉진하고 기존 PoW 구조에서 흔히 발생하는 고아 발생률을 최소화하는 데 있어 미래 지향적인 입장을 보여주었습니다.

2022년 9월, 이더리움이 지분증명(PoS)으로 전환한 이후, 이 전환은 널리 "병합(The Merge)"으로 알려진 사건으로, 블록 생성을 관장하는 기본 메커니즘에 엄청난 변화가 있었습니다. 더 이상 에너지 집약적인 채굴에 의존하지 않게 된 이더리움은 채굴자를 검증자로 대체하고 엉클 블록의 필요성을 완전히 없앴습니다. 그러나 엉클 블록의 유산은 이더리움 개발 역사에 깊이 새겨져 있습니다.

PoS에서는 블록의 지명 및 검증이 무차별 대입 연산이 아닌 결정론적 알고리즘을 따릅니다. 따라서 해시 충돌이나 네트워크 전파 지연으로 인한 "승산에 근접한" 상황이 동시에 발생하지 않습니다. 따라서 블록 확정 프로세스는 더 이상 삼촌 블록을 위한 여지를 남기지 않습니다. 이 프로세스는 선형적이고 최종적인 성격을 띠며, 이더리움 비컨 체인 내의 증명 및 슬롯 타이밍과 같은 방법을 통해 조정됩니다.

그럼에도 불구하고, 삼촌 블록은 체인 보안, 공정성, 그리고 네트워크 참여에 대한 중요한 교훈을 주었습니다. 이더리움은 비트코인 ​​구조로 인해 발생하는 고아 블록 문제에 대한 해결책을 제시했으며, 네트워크 노력에 대한 부분적인 기여는 마땅히 인정받아야 한다는 원칙을 강화했습니다. 더욱이, 삼촌 블록과 관련된 인센티브는 비트코인의 고도로 중앙화된 채굴 분지 역학과 비교했을 때 이더리움 채굴의 탈중앙화를 더 오랫동안 유지하는 데 기여했을 수 있습니다.

이더리움 코어 개발자들 간의 회고적 논의에서는 보상 정책 및 네트워크 포용성에 대한 논의에서 삼촌 블록을 자주 언급합니다. 예를 들어, EIP(이더리움 개선 제안) 정책의 발전은 엉클 블록 처리에 내재된 윤리적 근거를 새로운 검증자 인센티브 모델로 확장하여 PoS 설계 프레임워크에서도 인정의 정신이 유지되도록 했습니다.

교육적 및 역사적 의의

이더리움의 발전을 연구하는 교육자, 학생, 개발자에게 엉클 블록은 탈중앙화 이론과 프로토콜 적용에 대한 실제 사례 연구를 제공합니다. 이는 초기 블록체인 프레임워크를 저해했던 지연 시간과 탈중앙화 편향을 해결하여 평등한 네트워크 정책을 촉진하려는 이더리움의 고유한 열망을 잘 보여줍니다.

또한, 네트워크 분석가나 블록체인 역사가에게 엉클 블록은 시간 경과에 따른 이더리움 네트워크 상태의 지표 역할을 합니다. 예를 들어, 엉클 블록 비율의 상승은 혼잡 증가, 불균등한 전파 또는 소프트웨어 버전 차이를 나타낼 수 있습니다. 이러한 지표는 Merge 이전 시대의 네트워크 행동에 대한 회고적 분석에 계속 사용되고 있습니다.

마지막으로, 엉클 블록은 운영 측면에서는 더 이상 사용되지 않지만, 다른 블록체인 설계에 영향을 미쳤습니다. 일부 이더리움 기반 프로젝트 또는 이더리움에서 영감을 받은 프로젝트들은 탈중앙화와 공정성 측면에서 이점을 언급하며, 스테일 블록에 대해서도 유사한 포함 전략을 유지해 왔습니다. 따라서 이더리움의 엉클 모델을 통해 처음 구현된 아이디어는 전 세계적으로 더 광범위한 합의 설계 및 블록체인 아키텍처 논의에 지속적으로 영향을 미치고 있습니다.

결론적으로, 엉클 블록은 단순히 해결된 기술적 세부 사항이 아니라, 이더리움의 적극적인 거버넌스와 무허가 시스템 내에서의 공평한 참여에 대한 헌신을 상징적이고 기능적으로 보여주는 증거입니다.