PoS 블록체인의 중앙화: 부트스트래핑 프로토콜에 대한 게임 이론적 분석

Core Concepts

PoS 블록체인의 부트스트래핑 프로토콜은 중앙화를 야기할 수 있으며, 이를 해결하기 위한 게임 이론적 분석과 새로운 중앙화 지표 C-NORM을 제안한다.

Abstract

이 논문은 PoS(Proof-of-Stake) 블록체인의 부트스트래핑 프로토콜이 중앙화를 야기할 수 있다는 점을 지적하고, 이를 해결하기 위한 게임 이론적 분석을 제시한다. 주요 내용은 다음과 같다: 부트스트래핑 프로토콜을 게임 Γbootstrap으로 모델링하고, 이상적인 부트스트래핑 프로토콜의 조건으로 개인 합리성(IR), 유인 호환성(IC), 탈중앙화(DC)를 정의한다. 중앙화를 측정하기 위한 새로운 지표 C-NORM을 제안하고, 이를 평가하기 위한 중앙화 게임 Γcent를 소개한다. C-NORM은 기존 지표들과 달리 전략적 행동을 고려하여 중앙화를 효과적으로 포착할 수 있음을 보인다. 기존 부트스트래핑 프로토콜인 Airdrop과 Proof-of-Burn을 분석하여 각각 IC와 IR을 만족하지 않음을 보이고, 새로운 PoW 기반 부트스트래핑 프로토콜 W2SB가 IR, IC, DC를 모두 만족하는 이상적인 프로토콜임을 증명한다. 시뮬레이션을 통해 W2SB 기반 PoS 시스템이 탈중앙화됨을 실증적으로 검증한다.

Stats

상위 10명의 이해관계자가 총 지분의 1/3 이상을 보유하고 있는 ICON, Tezos, Cosmos, Irisnet 등의 PoS 기반 블록체인은 높은 중앙화 수준을 보인다. 중앙화는 서비스 거부(DoS), 블랙리스팅, 이중 지출 등의 위협에 노출될 수 있다.

Quotes

"Polygon Hard fork [46]은 100개의 검증자 중 13개의 서명만으로도 가능했다는 점에서 자원의 중앙화에 대한 비판을 받았다." "Luna 붕괴 [56]는 대량의 USDT 매도로 인한 탈페그의 결과일 수 있으며, 이는 시스템의 중앙화에 기인한 것으로 추정된다."

Key Insights Distilled From

Centralization in Proof-of-Stake Blockchains: A Game-Theoretic Analysis of Bootstrapping Protocols

by Varul Srivas... at arxiv.org 04-16-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.09627.pdf

Deeper Inquiries

PoS 블록체인의 중앙화 문제를 해결하기 위한 다른 접근법은 무엇이 있을까?

PoS 블록체인의 중앙화 문제를 해결하기 위한 다른 접근법으로는 다양한 부트스트래핑 프로토콜을 개발하는 것이 있습니다. 이러한 프로토콜은 초기 스테이크 분배를 효율적으로 수행하여 시스템 내의 중앙화를 최소화하고자 합니다. 또한, 보안성을 강화하기 위해 다양한 보안 메커니즘을 도입하거나 합의 알고리즘을 개선하는 방법도 고려될 수 있습니다. 더욱 효율적인 보상 체계나 거버넌스 모델을 도입하여 중앙화를 방지하는 방법도 고려될 수 있습니다.

기존 중앙화 지표들이 전략적 행동을 고려하지 못하는 이유는 무엇일까?

기존 중앙화 지표들이 전략적 행동을 고려하지 못하는 이유는 주로 플레이어들의 전략적 조작에 취약하게 설계되어 있기 때문입니다. 이러한 지표들은 보통 시스템의 현재 상태만을 고려하고, 플레이어들의 가치 평가나 전략적 행동을 고려하지 않기 때문에 중앙화를 정확하게 측정하지 못할 수 있습니다. 또한, 플레이어들이 지표를 조작하여 시스템을 중앙화된 것보다 분산된 것으로 보이도록 할 수 있습니다.

PoW 기반 부트스트래핑이 PoS 시스템에 어떤 장단점을 가져올 수 있을까?

PoW 기반 부트스트래핑이 PoS 시스템에 도입될 경우 장단점이 있을 수 있습니다. 장점으로는 PoW의 안정성과 보안성을 PoS 시스템에 더할 수 있어서 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 또한, PoW의 분산된 채굴 생태계를 활용하여 초기 스테이크 분배를 보다 공정하게 수행할 수 있습니다. 그러나 단점으로는 PoW의 에너지 소비량이 많고 환경 부담이 크다는 점이 있을 수 있습니다. 또한, PoW와 PoS의 차이로 인해 시스템의 성능이나 확장성에 영향을 줄 수도 있습니다.