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[Cosmos] 코스모스학 개론(What is Cosmos?) -개론시리즈(2) v1.0

코인논객오공 155 810 2019.03.13 22:19

안녕하세요, 코인논객 오공입니다.

이전 글에 이어 이번 글도 코스모스에 대한 것이며, 이번엔 전반적인 기술 관련 내용을 포함시켰습니다.

다만, 이번 글에서 제 개인논평은 없습니다(이전 글 후반부에 논평을 내놨고 내일 메인넷 출시에 앞서 추가 논평은 아껴두겠습니다.) 

*편의상 '~이다/하다'체로 작성하였음을 미리 양해바랍니다 



□ 코스모스 탄생배경과 사전지식

 [탄생배경]

  ㅇ 지분증명방식(PoW)의 한계

    - 환경파괴 : 비트코인 채굴에 들어가는 전기에너지 > 일부 국가가 사용하는 전기에너지

     => 보다 친환경적인 증명방식이 필요하다.

    - 성능한계 : PoW는 통제요인이 외부(채굴기)에 있기때문에, 혹시 모를 상황에 대비하여, 블록생성시 일정시간(비트코인 10분, 이더리움 15초)이후에 블록을 확정하는데, 이는 속도, 확장성에 큰 걸림돌이다.

     => 속도, 확장성, 그리고 매우 안정적인 합의 프로토콜이 필요하다.

  ㅇ 현재 블록체인의 한계

    - 고립성 : 비트코인을 포함한 모든 블록체인은 각자 고유한 메커니즘을 갖고 있기에, 상호호환되지 못하는 서로 배타적인 상태이다.

     => 블록체인간 상호호환되어 운영되는 모델이 필요하다.

    - 블록체인 제작 : 새 블록체인 개발시, 기본 네트워크, 합의프로토콜 등 처음부터 모든 작업을 해야했기에 비트코인, 이더리움 등의 레거시 체인을 포크하여 활용하였지만 결국 레거지 체인이 직면한 문제를 벗어나지 못 한다.

     => 블록체인 개발이 용이한 도구가 필요하다.

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<https://coincentral.com>


 [사전지식]

  ㅇ 블록체인의 레이어

   < 블록체인 기술의 필수요소 > -꼭 있어야하는 요소

    - 데이터 레이어(Data Layer) : 제네시스블록부터 이어진 블록체인상 데이터, 체인, 타임스탬프, 공개키 등이 포함된다.

    - 네트워크 레이어(Network Layer) : 블록체인을 유지하기 위해 각 노드들이 자유롭게 연결하여 서로 트랜잭션을 주고 받는다.

    - 컨센서스 레이어(Consensus Layer) : 서로 떨어진 노드들이 데이터의 유효성에 대한 합의가 도출된다.

     *트랜잭션(Transaction) : 각 계좌에 있는 토큰잔고를 상태(State)라고 하는데, 이를 변화시키는 것.


   < 블록체인 기술의 추가요소 > -임의선택할수 있는 요소

    - 컨트렉트 레이어(Contact Layer) : 블록체인 상에서 프로그래밍할수 있는 코드, 알고리듬, 스마트컨트렉트 등이 포함된다.

    - 어플리케이션 레이어(Application Layer) : 합의하에 검증된 트랜잭션이 처리된다.

 

  ㅇ 텐더민트(Tendermint)

    - 개념 : 다양한 컴퓨터에서 어플리케이션을 안전하고 일관성있게 복제하기위한 소프트웨어로, 코스모스 생태계에서 활용되는 비잔틴 결함 장애 컨센서스 알고리듬이다.

    - 목적 : 블록체인의 필수요소인 네트워크 레이어 및 컨센시스 레이어를 제공하여 블록체인 어플리케이션을 만들수있는 범용성 높은 엔진(텐더민트엔진)을 제시하므로 개발자들이 블록체인 만들때 오직 어플리케이션 레이어만 만들게 하여 시간, 비용 등이 절약된다. 이때 개발자들은 어플리케이션 레이어에서 어플리케이션을 만들때, ABCI(Application BlockChain Interface)라는 프로토콜 덕분에 복잡한 네트워킹 및 합의 부분을 처리하지 않고도, 다양한 언어로 고성능 수준의 어플리케이션 개발이 가능하며, 텐더민트코어와 연결을 하기도 한다.

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< 텐더민트 코어-ABCI어플리케이션 도식화 >


□ 키워드로 알아보는 코스모스

  ㅇ 상호운영성(Interoperability)

    - 개념 : 서로 다른 네트워크상의 통신일지라도 통합된 시스템으로 작용하여 일련의 처리과정이 정확하게 실행될 수 있는 능력으로, 네트워크, 컨센서스 등 레이어가 다른 이종체인(Heterogenous Chains)간 토큰 교환이 가능하게 하며, 다른 체인간 연결은 IBC(Inter BlockChain) 프로토콜을 통해 이뤄진다.

    - 특징 : 각 이종체인은 검증인 세트를 통제(주권 수호)*하는데, IBC는 각 이종체인 내 검증인 세트를 통제하지 않으면서도(주권을 침해하지 않으면서도) 이들을 연결한다.

     * 검증인 세트 통제 : 퍼블릭체인의 경우 PoS와 토큰 스테이킹을 통해서, 프라이빗체인은 검증인 세트를 변경하는 특정 주소 풀에 특별권한을 부여함.           

     => 코스모스는 누가 서명권한이 있는지와 유효성검증이 어떻게 이뤄지는지만 신경쓰기에 연결될 각 블록체인 내 토큰의 갯수만 파악할뿐이며, 덕분에 각 블록체인 고유의 로직을 유지함과 동시에 나머지 생태계와 호환성을 잃지 않으면서도, 스케일링 등 각자의 문제를 해결하는 메커니즘을 구현할수 있다.


  ㅇ 존(Zones)과 허브(Hub)

    - 개념 : 존이란 각각의 블록체인을 의미하며, 허브란 그 존들을 연결하는 특정 블록체인을 의미. IBC를 통해 허브와 연결된 각 존들은 상호간 토큰 교환이 가능하다.

    - 특징 : 허브는 제한된 수의 IBC와 존을 연결하며, 각 존사이의 이중지출을 방지한다.

    - 연결 : PoS같은 빠른 완결성을 가진 체인의 경우, 추가작업없이 쉽게 허브에 연결하면 되는데 문제는 PoW같은 느린 완결성을 가진 체인이다. 가령, Pow의 현재 이더리움의 경우, 빠른 완결성을 가지면서도 다른 블록체인의 상태를 추적하는 특화된 체인인 페그존(Peg-Zone)을 두어 IBC와 PoW이더리움 체인 간 브릿지 역할을 함

     => 이종체인간 연결수는 체인수가 늘수록 기하급수적으로 거미줄처럼 늘어나는데, 컨트롤타워 역할의 허브가 생기면서 연결수가 적어지면서 체인간 덜 신뢰해도 된다. 덕분에, 각 존들은 연결된 허브 그리고 교환대상인 토큰이 생성된 존만 신뢰하면 된다.

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< 텐더민트코어, 코스모스허브, IBC, 다양한 존 등 도식화 >


  ㅇ 확장성

    - 개념 : 블록체인 사용성을 높이기 위해 현재 블록체인이 직면한 확장성 문제를 해결한다.

    - 특징 : 레거시 체인을 코스모스에 얹으면 해당 체인을 최적화 하여 체인 그 자체를 확장(수직적)하며, 더 나아가 다중체인 아키텍처를 통해 동일한 어플리케이션을 실행하고 동일한 검증인 세트를 가진 여러 병렬체인을 구성하여 이론적으로 무제한 확장(수평적)을 가능케한다.


  ㅇ 코스모스 개발 도구(Cosmos SDK, Software Development Kit)

    - 개념 : 텐터민트 위에 안전한 블록체인 어플리케이션을 개발할때 사용되는 일반화된 개발도구다.

    - 특징 : Cosmos SDK는 친 개발자 모듈 프레임워크로, 간단히 새 모듈 또는 기존 모듈을 자신의 어플리케이션에 적용가능하며, 악의적인 공격, 예기치못한 장애 등의 범위를 기능조절에 따라 개발자가 보안범위 설정 가능하다.

     => 개발자들이 어플리케이션의 모든 기능을 직접 코딩할 필요없이 모듈간 조합을 통해 블록체인을 쉽게 만들게하여 모듈의 생태계 조성에 기여케한다.


  ㅇ 아톰(Atom) 토큰

    - 개념 : 코스모스 블록체인 상 스테이킹용 토큰으로, 아톰보유자가 투표, 검증 또는 다른 검증자*들에게 위임하게 사용된다.

     * 검증자 수는 처음에는 최대 100으로 시작하여 10년후 300까지 늘어남(연13%씩 증가)

    - 특징 : 고의여부를 떠나, 동일한 높이 또는 라운드에 이중서명 등 합의프로토콜 위반시 해당 검증인은 검증인 지위 박탈 및 예치 아톰이 상당수 삭감된다. 다만, 합의프로토콜을 준수하며 검증을 하면 트랜잭션 수수료를 배당받는다.

    => 아톰토큰은 코스모스 허브의 토큰으로 이 허브와 연결된 블록체인(이더리움의 경우 이더민트)의 토큰(이더민트의 경우 포톤)과 별도 운영되며, 이렇게 이원화된 덕분에 토큰 이코노미의 유연성을 높일수 있음.


□ 코스모스란

  ㅇ 쉽게, 쉽게, 또 쉽게

    - 코스모스는 각 블록체인을 '쉽게' 연결하고, 허브와 존을 두어 '쉽게' 상호운영하며, '쉽게' 확장하고, 또한 전용 개발도구를 통해 '쉽게' 블록체인 개발이 가능하다.


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< 코스모스에서의 블록 생성 과정 >

  ㅇ 그리고 안전하게

    - 쉽게 사용되도록 설계되었지만 코스모스의 무게중심은 '안전성(Safety)'다. 블록체인 상 유효성 검증을 하기 위하여 2/3를 초과하는 검증인이 사전투표(Prevote) 및 사전결정(Precommit)해야하며, 스테이킹용 토큰과 수수료용 토큰을 따로두어 DDoS등 공격에 대비한다.

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< 코스모스 전체 실행 흐름도 >


     "제가 비트코인을 좀 더 진지하게 알아보고 있을 때가 2013년이었고, 

      지분증명 문제를 이렇게 해결하자고 마음먹은건 2014년이었어요. 

      시중에 있던 모든 소프트웨어 플랫폼들을 연구하고, 어떻게 변화시키면 

      지분증명 블록체인으로 고칠 수 있을까 등을 고민했죠. 당시에는 마땅한 플랫폼이 

      없어서 블록체인 생성을 위한 소프트웨어 프레임워크를 만들기로 했어요.(중략) 

      텐더민트는 아무런 제약 없이 블록체인의 어느 부분이든 수정할 수 있어요. 

      물론 합의 알고리즘은 건드릴 수 없지만, 모듈성이 굉장히 좋습니다. 

      코스모스 SDK에 넣은 모듈을 보시면, 스테이킹, 거버넌스, 피드 분산 외에도 

     저희가 뱅킹 모듈이라고 부르는 기능으로 다양한 자산들을 관리할 수 있습니다. 

     - JaeKwon(Founder of Cosmos), 해시드와의 인터뷰 중에서



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Comments

peterpapa 19-03-15 05:09 1   0
오늘도 정독하고 갑니다.
유익한 정보 감사합니다^^
래핀 19-03-15 11:45 1   0
좋은글 추천합니다!
혹 괜찮으시다면 이더리움을 통해 블록체인 서비스를 만드는 것 (DAPP) 과 코스모스 SDK를 통해 블록체인 서비스를 만드는 것의 차이도 설명해주실 수 있나요?
자오장펑이 결국 텐더민트가 이더리움이나 이오스를 대체할 것이라고 한적이 있는데 어떻게 발전할지.. 상상이 안되네요
코인논객오공 19-03-15 13:53 0   0
래핀님 늘 응원해주시고 좋은 의견 고맙습니다. 그럼 질문에 답변해드리겠습니다. 기존에 존재하는 블록체인 상에서, 가령 EVM(이더리움 가상 머신)을 통해 디앱(탈중앙화 어플리케이션)을 만들면, 개발이 쉽지만 해당 블록체인의 성능, 생태계 등에 종속되어 주체적인 개발활동에 장애물이 될수도 있습니다. 반면, 자체 블록체인을 구축하거나 디앱 개발은 너무 어렵운 문제가 존재하는데, 코스모스는 그 문제해결을 위하여 텐더민트 기반의 개발자도구를 제공하여, 블록체인 겸 디앱(코스모스에서는 개발된 모든 디앱이 고유의 블록체인을 가지므로 따로 구분 안함)을 쉽고 또 안전하게 개발할수 있도록 해줍니다. 그런데 굳이 이더리움 블록체인 상에서 디앱을 개발하고자 한다면, 나중에 이더민트(코스모스에 얹어진 즉, 하드스푼된 또다른 이더리움 버전) 블록체인 상에서 개발하면 됩니다. 자오장펑 말대로 텐더민트가 이더리움이나 이오스를 대체할 것이라고 한 부분은, 아마 그러한 기존 블록체인이 하드스푼되어 코스모스에 얹어지면 더 나은 성능을 보일수 있기 때문이라고 저는 보는데, 이건 좀 더 시간을 두고 봐야할 일입니다. 그렇다면 코스모스가 이더리움이나 이오스와 경쟁하는 건지에 대해서는 창립자인 Jaekwon의 말을 빌리겠습니다. "우리는 (다른 프로젝트와) 경쟁하지 않는다, 연결할뿐이다(We don't compete. We connect."
래핀 19-03-15 17:37 0   0
와... 의문이 완전 해결이 됐습니다. 결국 나중에 미래에 소비자들은 어떤 블록체인을 이용한 서비스를 '선택' 할지 서비스가 '선택'한 블록체인을 그대로 이용하게 될지... 미래가 궁금하네요.. 감사합니다!!
코인논객오공 19-03-15 17:40 0   0
의문이 해소됐다니 다행입니다. 날카로운 질문을 해주신 덕분에 다른 분들도 덩달아 학습이 되었을겁니다. 관심가져주셔서 고맙습니다~^^
코인논객오공 19-03-16 02:26 0   0
가즈아미시마님 영상 잘 보고 있습니다. 영상 영역은 가즈아미시마님이 잘 맡아주십시오~^^ㅋ
민이 19-03-16 10:36 1   0
감사합니다

축하합니다! 행운의 1 HUB가 적립되었습니다 ^.^

Passionlala 19-03-16 15:38 1   0
잘 보고 갑니다~~!!
감사합니다

축하합니다! 행운의 2 HUB가 적립되었습니다 ^.^

분신투자 19-03-21 12:40 1   0
오 좋은글 감사합니다 계속 공부하게 되네요~~

축하합니다! 행운의 1 HUB가 적립되었습니다 ^.^

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안녕하세요, 코인논객 오공입니다.이번글은 재미는 없지만 중요한 기본사항을 다루었습니다.쉽게 이해시키기에 부족하지만 한번 읽어보시기 바랍니다.*편의상 '~이다/하다'체로 작성하였음을 미리 양해바랍니다.Proof of Work & Nakamoto Consensus< 서 론 >□분석에 앞서ㅇ...
695 | 34 | 2019.02.17

[Ethereum] '제55차 이더리움 개발자 회의' 총정리 및 논평 59

안녕하세요, 오공입니다.2.15(금) 오후11시(한국시간)에 열린 '제55차 이더리움 개발자 회의' 총정리 및 논평을 공유합니다.*편의상 '~이다/하다'체로 작성한 점을 미리 양해 바랍니다.<제55차 이더리움 개발자 회의 안건>- 관련 링크 : https://github.com/ethereum...
856 | 64 | 2019.02.16

[Character] 사라진 전설 - Artforz(Another Satoshi Nakamoto??) v1.3 26

안녕하세요, 코인논객 오공입니다.아직은 포럼운영 초반이니 가급적 쉬운내용을 먼저 공유해드립니다.이번 글은 간단하게 써본 한 인물에 대한 내용이오니 쓰윽 한번 봐주세요.사라진 전설,Artforz(Another Satoshi Nakamoto??)암호화폐의 기축통화격인 비트코인 조차 초창기였던 시절(2010년...
783 | 25 | 2019.02.14


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