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1. 개요
분산 네트워크를 사용하는 암호화폐는 해시 함수를 계산하여 블록체인에 새로운 블록을 추가하는 방식으로 조폐와 송금을 한다. 작업증명은 이 조폐와 송금에 사용되는 방법이다. 최초이자 (2017년 기준) 최대의 성공을 거둔 암호화폐 비트코인을 필두로 대다수의 암호화폐가 채택하고 있다.
PoW 외에 POS, DPOS, POI 등의 기술이 있다.
2. 상세
새로운 화폐가 생성되는 과정(조폐)에서, 생성자들(채굴자들)에게 "일을 했다는 것을 증명(proof of work)"하는 것을 강제하여 화폐의 가치와 보안을 보장하는 방식이다.분산 네트워크에서는 조폐 과정에서 누가 얼마의 새 화폐를 받을지를 결정할 중앙 권력이 없기 때문에 모든 참여자들이 자동적으로 동의할 수 있는 방법이 필요하다. 이때 일방향함수인 해시 함수가 계산(검산)하기는 쉽지만 역을 구하는 것(채굴)은 어렵다는 것에 착안하여[1], 모든 참여자가 해시 함수를 계산해서 가장 먼저 계산한 사람이 새 화폐를 받아가게 하는 것.
최초로 상업적 성공을 거둔 암호화폐 비트코인의 경우, 블록체인의 다음 블록을 캐기 위한 해시 함수의 입력값에 거래내역을 담은 블록체인의 최신값을 연동시켜서, 송금과 조폐 양 기능과 보안을 동시에 해결하였다.
2.1. 장점
- 가치의 보전: 모든 코인은 최초 발견자가 "일을 하여", 즉 자원(시간, 채굴 하드웨어, 전기)을 소모하여 찾아냈음이 네트워크 참여자 과반수에 의해 이미 "증명"된 것이므로, 그 코인은 해당 암호화폐를 사용하고자 하는 사람들에게는 최소한의 내재 가치를 지닌다.[2]
2.2. 단점
- 거래량/거래 속도 제한: 2017년 현재 비트코인 네트워크는 초당 약 3~4개의 거래를 처리하고 있다. http://www.altcointoday.com/bitcoin-ethereum-vs-visa-paypal-transactions-per-second/ 블록체인의 블록 사이즈 한계 때문이다. 계산 주기가 짧은 이더리움의 경우도 초당 20개 수준. 페이팔이 초당 200여 개의 거래를, 비자카드가 초당 2천여 개의 거래를 처리하는 것에 비하면 대단히 적은 수치이다. 아직까지는 채굴, 투자(또는 투기) 목적의 거래가 많으므로 크게 문제되지는 않고 있지만, 암호화폐가 실제로 화폐로서 사용되기 위해서는 반드시 넘어야 할 과제. 기존의 중앙집중식 시스템을 일부만 대체하려 해도 거래량 문제가 발목을 잡을 것이다. 지금도 이미 문제가 되고 있는 것으로, 비트코인을 송금하고 나서 컨펌하기까지는 수수료를 얼마나 지불하나에 따라 다르지만 보통 수분에서 수십 분씩 걸린다.
- 에너지 낭비: 비트코인 거래 1회당 들어가는 전력 소모가 미국 가정집이 1.5일 사용하는 전력량과 맞먹는다는 연구 결과가 있다. 물론 거래를 처리하는 것과 채굴이 일치되어 있으므로 아직까지는 표면상으로는 문제가 없으나, 일반 현찰이나 신용카드처럼 일상 생활에서 자잘한 물건들을 거래하는 데 사용하기는 매우 부적절한 시스템이다. 총 발행량이 미리 정해져있는 비트코인의 값어치가 미래에 크게 뛰어도 8자리 아래까지 사토시로 분리되므로 작은 거래에도 충분히 사용될 수 있다는 말은 비트코인 네트워크가 지금의 수천분의 1 사이즈 일 때의 낙관적인 추측이었을 뿐. 시스템의 설계상 채굴이 없으면 송금도 존재할 수 없는데, 채굴 난이도는 지속적으로 상승하고 있고 그에 따른 전체 네트워크의 전력소모도 꾸준히 증가 중이다. 이더리움은 채굴에 들어가는 연산량 자체를 분산 컴퓨팅에 활용할 수 있도록 프로토콜이 설계되어 있으나, 비트코인은 코인의 채굴 외에는 쓸모없는, 단순무식한 해시 계산 그 이상도 이하도 아니다.