[제안] 충분한 보상을 통한 자발적 인프라 확장 방법

이 글은 EOS 노드원의 로움이 작성한 것입니다. 이 글은 나중에 worker proposal로 제출될 것입니다.

1. 목적

우리는 BP들이 새로운 체인을 증설할 때마다 이에 해당하는 보상을 충분히 제공하여, 새로운 인프라를 제 때에 그리고 자발적으로 네트워크에 공급하도록 유도하는 방법을 제안합니다.

2. 현재의 가용 RAM 증가 방법 및 인프라 증설 방법

현재 EOS 메인넷에서 새로운 인프라를 증설하도록 BP들에게 압력을 가하는 수단은 별로 없는 상황입니다.[1] 네트워크에서 가장 중요한 컴퓨팅 자원은 RAM이기 때문에, 이 글은 램에 관해서 이야기하겠습니다.

현재 EOS 메인넷에서 RAM 사이즈는 21명의 메인 BP들이 합의하여 증가시킵니다. 구체적으로 특정 BP의 실제 장비에 설치된 RAM이 2TB일지라도 메인 BP들이 네트워크에서 사용가능한 램 사이즈를 필요할 때마다 증가시킵니다. 구체적으로 그림 1과 같이, 현재 메인넷에서 사용가능한 램 사이즈는 21명의 메인 BP들의 투표에 의해 결정합니다.

그림 1. 댄의 텔레그램 메시지. https://t.me/EOSGov/37929

참고로, 현재 EOS 메인넷의 사용가능한 RAM 사이즈는 초기 설정치인 64GB로 설정되어 있고, 이것은 EOS 뉴욕이 제공한 사이트(https://www.eosrp.io/#)에서 확인할 수 있습니다.

RAM은 현재 최대로 약 4TB 또는 16TB까지 증설할 수 있는 매우 제한된 컴퓨팅 자원입니다.[2] 따라서 이를 초과하는 RAM이 필요하다면, BP들이 새로운 체인을 제공해야 하며, 이를 위해 BP들은 기존 체인과 비슷한 성능의 서버를 새로 증설해야 합니다. 하지만, 현재 BP들이 자발적으로 새로운 체인을 추가하도록 유도할 수 있는 적절한 수단이 없습니다. 따라서 현재 새로운 인프라의 증설은 BP들의 선의에 의존하는 것으로 보입니다.

만일 RAM 가격이 투기 등에 의해 너무 높아진다면, 새로운 dApp을 운영하기 위한 비용을 크게 증가시켜 개발자들이 EOS 플랫폼을 외면하고 다른 dApp 플랫폼을 선택할 수 있습니다.

2.1 멀티체인과 인프라 확장 압력(Infrastructure Growth Needs)

암호화폐에서 컴퓨팅 자원을 사용하는 방법은 1) 이더리움과 같이 사용자가 수수료를 지급하는 수수료 방법과 2) EOS와 같이 홀더가 예치(staking)한 코인에 비례하는 컴퓨팅 자원을 제공하는 비율제한(rate-limiting) 방법이 있습니다.

하지만 수수료 방법은 공격자가 많은 수수료를 기꺼이 부담하면서 스팸공격을 한다면, 이를 방어하기가 힘든 컴퓨팅 자원 분배 방법입니다. 따라서 이를 해결하기 위해, 이더리움은 다음 블록에 포함시킬 수 있는 블록의 총 수수료, 즉 블록 당 가스제한(GasLimit)을 1/1024, 즉 약 0.098%만큼 증가시키는 방법을 사용합니다.[3] 하지만 이것은 비트코인의 1MB로 블록 사이즈를 제한하는 것과 같은 기능이며, 결국 확장성(scalability)을 제한합니다.

이와 달리, EOS의 비율제한 방법은 자신이 예치(staking)한 코인에 비례하는 컴퓨팅 자원을 사용할 수 있는 권한을 주는 소유권에 의한 자원 분배 방법이고, 이것은 스팸공격을 효과적으로 방어할 수 있는 매우 좋은 보안 방법입니다. 하지만, 이것의 가장 큰 단점은 RAM 가격이 비싸질 때 참여하는 dApp 개발자가 부담해야 하는 비용이 증가한다는 것입니다.

이를 부분적으로 해결하기 위해, EOS는 멀티체인을 지원하고, 이를 통해 거의 무제한의 확장성을 가질 수 있습니다. 이것은 기존 체인 외에 새로운 체인을 새로 증설하여 새로운 컴퓨팅 자원을 네트워크에 제공하는 방법입니다. 그리고 다른 체인들은 블록체인간 통신(Inter-Blockchain Communication, IBC)으로 정보를 교환합니다.

하지만 새 체인을 운영하는 것은 추가적인 비용을 발생시키기 때문에, BP들은 이에 대한 아무런 보상이 없다면 당연히 이를 꺼려할 수밖에 없습니다. 이 때문에 BP들이 제 때에 컴퓨팅 자원을 네트워크에 제공하지 못할 수 있습니다. 우리는 이 문제를 인프라 확장 압력(Infrastructure Growth Needs)이라고 부릅니다. 그리고 인프라 확장 압력은 주로 새로운 체인을 증설할 때 발생합니다.

3. 충분한 보상을 통한 자발적 인프라 확장 방법(Self-motivated Infrastructure Growth, SIG)

중요한 것은 EOS는 다양한 dApp를 운영할 수 있는 분산 운영체제(Distributed Operating System)이라는 것입니다. 따라서 dApp이 활성화됨에 따라, 이에 맞추어 메인 BP들이 해당하는 컴퓨팅 자원을 제 때에 증설해야만 컴퓨팅 자원을 적정한 가격에 제공하고 이로써 EOS 플랫폼이 더욱 활성화될 수 있습니다. 이 때문에, BP들이 컴퓨팅 자원을 제때에 늘리도록 유도할 수 있는 수단이 필요합니다.

따라서 우리는 BP들이 새로운 인프라를 증설할 때마다 이들에게 충분한 보상을 제공하는 자발적 인프라 확장(Self-motivated Infrastructure Growth, SIG)을 제안합니다. 이것은 BP들은 영리를 추구하는 제3자이기 때문에, 이들이 제때에 자발적으로 새로운 체인을 증설하도록 유도하는 효과적인 수단은 경제적인 보상 밖에 없기 때문입니다.

우리의 자발적 인프라 확장 방법은 구체적인 예는 아래와 같습니다.

아래의 예1은 현재의 BP 보상에 자발적 인프라 확장을 적용한 것입니다. 이 경우 BP 보상을 위한 인플레이션은 년 1%로 가정할 때, 이것은 블록보상 0.25%와 투표보상0.75%으로 구성됩니다.

예1: 현재 BP 보상 방법에 적용

1. BP들이 새로운 체인을 증설할 때마다 추가로 지급하는 투표보상을 정합니다. 예로 이것을 0.1%로 정할 수 있습니다.
2. BP들이 새로운 체인을 실제로 증설할 때마다 투표보상은 0.1%씩 추가하여 BP보상을 지급합니다. 예로, EOS에 오직 하나의 체인이 존재할 때 새로운 체인을 추가하면, BP들은 2개의 체인을 운영하게 되므로 투표보상으로 0.85%로 증가합니다. 따라서 BP 보상을 위한 인플레이션은 1.1%가 됩니다. 이와 마찬가지로, 만일 BP들이 3개의 체인을 유지할 경우 투표보상은 0.95%를 지급합니다.
   이때 이것은 BP들이 새로운 체인을 증설할 때마다 실제로 이익을 얻을 수 있도록 충분하게 보상하여 이들의 자발성을 유도하는 것이 목표입니다.

하지만, 현재 BP 보상 체계에 우리의 제안을 적용할 경우 일부 문제가 발생할 수 있습니다. 투표를 많이 받은 상위 BP들의 경우 장비를 늘릴 수 있는 충분한 보상을 받게 되지만, 투표를 적게 받은 BP들의 경우 장비를 늘리는 기에는 늘어나는 보상이 미흡할 수 있습니다.

이 예에서 두번째 체인을 증설할 경우, 모든 BP들의 투표 보상은 약 13.3% 증가하고, 결국 최하위 BP의 보상은 약 113 EOS가 되고, 추가 보상은 390 EOS/월이 됩니다. 하지만 EOS의 가격이 싸져서 그가 이 보상으로 이익을 얻지 못하면, 그는 새로운 체인을 자발적으로 증설하지 않을려고 할 것입니다. 이와 달리 상위의 BP들은 충분한 보상을 받을 수 있습니다. 따라서 이 방법은 모든 대기자 BP들의 자발성을 유도하려면, 최소 보상을 높여서 보상 받는 대기자 BP의 수를 줄여야 하는 문제가 발생합니다.

아래의 예2는 우리 팀이 제안한 BP 보상 방법에 자발적 인프라 확장을 적용한 한 것입니다. BP 보상을 위한 인플레이션을 년 1%로 가정할 때 이것은 블록보상 0.25%, 투표보상 0.5%과 장비보상 0.25%로 구성됩니다. 우리가 제안한 BP 보상의 구체적인 내용은 아래 링크에서 확인할 수 있다. 링크

예2: 우리가 제안한 BP 보상 방법에 적용

1. BP들이 새로운 체인을 증설할 때마다 추가로 지급하는 자금은 워커 프로포잘에 예치된 자금 또는 위의 장비 보상을 높여서 BP들에게 지급할 수 있습니다.
2. 이 경우, 모든 BP들은 장비를 추가하는데 동일한 금액을 받게 됩니다. 예로, 이를 장비보상에서 지급할 경우 장비보상에 0.1%를 추가로 지급하고, 따라서 체인이 두개인 경우 장비보상은 0.25%에서 0.35%로 증가시킵니다.
   이와 달리 예1과 같이, 이 자금을 투표보상으로 지급할 수 있습니다. 만일 체인이 두개이라면, 투표보상은0.6%가 되고, BP들은 받은 투표에 비례하는 자금을 지급받습니다.

우리의 자발적 인프라 확장의 효과는 다음과 같습니다.

1. BP들이 새로운 체인을 증설하는 것을 꺼려할 이유가 전혀 없습니다. 새로운 체인을 증설할 경우, BP들이 비용보다 더 많은 이익을 얻는다면 이들은 새 체인을 더욱 빨리 증설하려고 노력할 것입니다.
2. 새로운 체인이 증설되면, 그에 따라 플랫폼이 사용할 수 있는 컴퓨팅 자원이 증가하여 램 마켓에서 램 가격을 하락시켜서 새로운 dApp이 EOS 플랫폼에 참여하는 비용을 감소시킬 수 있습니다. 이것은 dApp 플랫폼으로서의 EOS의 활용성을 크게 증가시킬 것입니다.

단, 위 예들에서 새로운 체인을 증설할 때 주어지는 추가 보상이 0.1%인 것은 단지 하나의 예에 불과하므로, 이를 실제로 적용하기 위해서는 더 자세한 분석이 필요합니다.

4. 결론

우리는 BP들이 새로운 체인을 자발적으로 증설하도록 체인이 증가할 때마다 보상하는 BP보상 방법을 제안했습니다. 이것은 제 때에 네트워크에 적절한 컴퓨팅 자원을 제공하고 나중에 참여하는 dApp 개발자들이 적은 비용으로 EOS 플랫폼을 이용하도록 도울 수 있습니다.

Reference

[1] EOS는 초기 홀더들의 투표를 통해서 메인 BP들에게 컴퓨팅 자원을 늘리도록 압력을 가할 수 있도록 이들이 구비한 컴퓨팅 자원의 가격을 공시하는 방법을 제시했었습니다.
참조 링크: https://steemit.com/eos/@eosio/storage-costs-on-blockchains-using-eos-io-software
[2] see the telegram messages of JEM: https://t.me/EOSGov/36841, https://t.me/EOSGov/36846
[3] GAVIN WOOD, “ETHEREUM: A SECURE DECENTRALISED GENERALISED TRANSACTION LEDGER”, http://gavwood.com/paper.pdf, See Equation 45-46 on page 6.