합의 메커니즘이 없다면 블록체인은 단순한 데이터베이스에 불과합니다. 합의 메커니즘은 블록체인을 신뢰가 필요 없는(trustless) 시스템으로 만드는 핵심 요소로, 일부 참여자가 악의적이거나 신뢰할 수 없는 경우에도 모든 참여자가 어떤 트랜잭션이 유효한지, 그리고 어떤 순서로 발생했는지에 대해 합의할 수 있도록 보장합니다.
전 세계 10,000대의 컴퓨터가 각각 금융 원장의 사본을 보관하고 있다고 상상해 보세요. 앨리스가 밥에게 1 BTC를 보낼 때, 10,000개의 모든 사본이 동시에 동일하게 업데이트되어야 합니다. 합의가 없으면 서로 다른 노드가 서로 다른 버전의 사실을 가질 수 있으며, 이중 지불이 매우 쉬워집니다. 합의 알고리즘은 컴퓨터 과학에서 비잔틴 장군 문제로 알려진 이 조정 문제를 해결합니다.
Proof of Work(PoW) — Bitcoin에서 사용됩니다. 채굴자들이 암호화 퍼즐을 풀기 위해 경쟁합니다. 가장 먼저 해답을 찾은 채굴자가 다음 블록을 추가하고 보상을 받습니다. PoW는 매우 안전하지만 에너지 소모가 큽니다 — Bitcoin의 연간 에너지 소비량은 중간 규모 국가에 맞먹습니다.
Proof of Stake(PoS) — 더 머지(The Merge, 2022) 이후 Ethereum에서 사용됩니다. 검증자들이 암호화폐를 담보로 잠급니다(스테이킹). 프로토콜은 스테이킹 규모에 따라 블록을 제안할 검증자를 선택합니다. PoS는 PoW보다 99.9% 적은 에너지를 사용하면서 비슷한 수준의 보안을 유지합니다.
위임 지분 증명(DPoS) — EOS, 트론에서 사용됩니다. 토큰 보유자들이 트랜잭션을 검증할 제한된 수의 대표자에게 투표합니다. PoS보다 빠르지만 더 중앙화되어 있으며, 일반적으로 PoW/PoS의 수천 명과 비교하여 21~100명의 검증자가 운영합니다.
실용적 비잔틴 장애 허용(PBFT) — 하이퍼레저 및 일부 프라이빗 블록체인에서 사용됩니다. 노드들이 직접 통신하여 합의에 도달합니다. 매우 빠른 최종성을 제공하지만 수백 개 이상의 노드로는 확장이 어렵습니다.
업계는 PoS와 그 변형 방식으로 이동하고 있습니다. Ethereum의 성공적인 전환은 대규모 네트워크도 마이그레이션할 수 있음을 증명했습니다. 역사 증명(Proof of History, 솔라나), 권위 증명(Proof of Authority), 하이브리드 메커니즘과 같은 새로운 접근 방식이 계속 등장하고 있으며, 각각 보안, 속도, 탈중앙화 간의 서로 다른 균형점을 최적화하고 있습니다.