PoW - 블록체인 | AI Insight Note

PoW(Proof of Work, 작업증명)는 블록체인에서 가장 먼저 도입된 합의 메커니즘이다. 채굴자가 컴퓨터 연산을 통해 수학적 문제를 풀고, 이를 증명해 새 블록을 생성할 권한을 얻는다.

블록 생성 과정

1.트랜잭션 수집 — 네트워크에서 발생한 거래들이 Mempool(메모리 풀)에 대기한다. 채굴자는 이를 하나의 블록 후보로 조합한다.
2.해시 퍼즐 풀기 — 채굴자는 트랜잭션 데이터, 이전 블록의 해시, Nonce를 조합해 SHA-256을 반복 계산한다. 목표값보다 작은 해시를 찾을 때까지 Nonce를 바꿔가며 시도한다.
3.블록 확정 — 조건을 만족하는 해시를 찾으면 네트워크에 전파한다. 다른 노드들이 검증을 완료하면 블록이 체인에 추가되고 채굴자는 보상을 받는다.

목표: SHA-256(블록 헤더 + Nonce) < 목표값(Target)
→ Nonce 값을 변경하며 반복 시도
→ 조건 만족하면 블록 생성 성공

이 과정을 채굴(Mining)이라 하며, 성공한 채굴자는 블록 보상과 트랜잭션 수수료를 받는다. PoW의 핵심 특성은 비대칭성이다 — 올바른 해시를 찾는 것은 수많은 시도가 필요하지만, 찾은 해시를 검증하는 것은 단 한 번의 연산으로 즉시 가능하다.

네트워크 전체 해시파워에 따라 약 2주마다 난이도가 자동 조정된다. Bitcoin은 10분에 한 블록이 생성되도록 난이도를 유지한다.

악의적 행위자가 네트워크 전체 해시파워의 51% 이상을 확보하면 블록을 조작할 수 있다. 단, Bitcoin 같은 대형 체인에서는 이 비용이 수백억 달러에 달해 현실적으로 불가능하다.

블록 생성 간격이 10분으로 고정되어 Bitcoin은 초당 약 7건의 트랜잭션만 처리할 수 있다. 이를 보완하기 위해 라이트닝 네트워크와 같은 Layer 2 솔루션이 개발됐다 — 체인 외부에서 거래를 처리하고 최종 결제만 온체인에 기록하는 방식이다.