개인과 조직 모두에서 블록체인 기술 채택이 증가함에 따라 확장성과 관련된 문제에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 이는 암호화폐 업계에서 자주 논의되는 주제이며, 일반적으로 암호화폐 업계가 직면한 가장 중요한 과제 중 하나로 인식되고 있습니다.
본질적으로 확장성은 시스템이나 네트워크가 성능이나 기능의 저하 없이 증가하는 사용자, 트랜잭션 또는 데이터를 수용할 수 있는 능력과 관련이 있습니다. 블록체인 기술의 맥락에서 확장성은 탈중앙화 시스템이 보안, 속도, 비용 효율성을 유지하면서 대량의 트랜잭션을 처리하는 데 어려움을 겪기 때문에 특히 중요합니다. 확장성의 중요성은 다양한 산업과 애플리케이션에 걸쳐 블록체인 솔루션을 폭넓게 채택하고 광범위하게 구현할 수 있도록 하는 데 있습니다.
블록체인 확장성이란 무엇인가요?
“확장성”이라는 용어는 시스템이나 절차의 규모나 범위가 변경될 때 그 기능을 유지할 수 있는 능력을 나타냅니다. 비슷한 맥락에서 블록체인 기술과 관련된 확장성의 개념은 거래량, 데이터 처리 요구 사항 또는 사용자 수의 증가에 직면했을 때 추가 비용 없이 최적의 성능을 유지할 수 있는 특정 블록체인 프로토콜의 역량과 관련이 있습니다.
비탈릭 부테린은 [PDF]에서 블록체인 프로토콜은 탈중앙화, 보안, 확장성을 위해 노력하지만, 이 중 두 가지 속성만 달성할 수 있다고 제안합니다. 그리고 가장 일반적으로 희생되는 기능은 확장성입니다.
블록체인의 확장성이 부족하면 트랜잭션 처리 시간이 느려져 네트워크 혼잡이 증가하고 수수료가 상승할 수 있습니다. 반면 확장 가능한 블록체인은 보안, 사용자 만족도, 수수료 구조를 유지하면서 초당 많은 수의 트랜잭션을 효율적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 광범위한 피어 네트워크 간의 협업을 통해 효과적인 의사결정을 촉진할 수 있습니다.
블록체인 프로토콜의 확장은 세 가지 중요한 지표로 측정됩니다:
트랜잭션이 네트워크 전체에 전파되는 효율성과 모든 참여 노드로부터 확인을 받는 적시성은 전체 확장 가능 용량에 직접적인 영향을 미칩니다. 전송 기간의 단축은 시스템 내 확장성 수준의 향상과 동일합니다.
블록체인 프로토콜이 트랜잭션을 처리하는 효율성은 확장성에 영향을 미치는 또 다른 요소입니다. 주어진 시간 내에 처리되는 트랜잭션의 양이 많을수록 네트워크의 효율성과 확장성이 높아집니다.
블록체인 기술 운영과 관련된 리소스 요구 사항은 확장성에 직접적인 영향을 미칩니다. 계산 능력과 가용 대역폭이 증가하면 특히 시스템에 크게 기여한 사람들에게 더 큰 네트워크 보상이 돌아갈 수 있습니다. 그러나 이러한 보상이 네트워크 참여에 수반되는 비용과 비례하지 않는다면, 잠재적 참여자가 네트워크 참여를 완전히 포기할 수 있습니다.
솔라나와 같은 최신 블록체인 플랫폼은 일반적으로 비트코인을 포함한 이전 플랫폼과 비교했을 때 확장성이 뛰어납니다. 그러나 이러한 확장성 증가는 종종 이러한 시스템 내에서 보안 조치가 약화되거나 중앙 집중화가 강화되는 대가를 치른다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
상당한 거래량을 수용하기 위해 블록체인 네트워크를 확장하려면 보안과 무결성을 유지하면서 초당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있는 능력을 향상시켜야 합니다. 이는 효율적이고 비용 효율적인 솔루션을 찾는 사용자들의 광범위한 채택을 유도하기 위해 매우 중요합니다. 예를 들어, 피자를 구매할 때 비트코인과 같은 디지털 통화를 사용하는 것보다 Visa와 같은 기존 결제 수단을 사용하는 것이 더 빠르고 저렴할 수 있습니다. 따라서 블록체인 기술의 확장성을 보장하는 것은 대규모 경제 시스템 내 통합을 촉진하는 데 필수적인 요소가 되었습니다.
블록체인 확장을 위한 3가지 주요 방법
블록체인 기술은 강력한 보안 조치를 유지하고 탈중앙화된 아키텍처를 유지하면서 지연 시간, 처리량을 개선하고 비용을 절감하는 혁신적인 방법을 구현하는 다양한 프로토콜을 통해 계속 발전하고 있습니다. 이러한 발전은 전반적인 성능에 크게 기여하지만, 특히 탈중앙화 또는 보안 측면에서 특정 타협이 필요한 경우 세 가지 목표를 동시에 달성하는 것과 관련된 근본적인 절충점을 효과적으로 해결하는 단일 솔루션을 찾는 것은 여전히 어려운 과제입니다.
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블록체인 프로토콜의 확장성을 향상하기 위해 다양한 접근 방식을 활용하는 경우가 많습니다.
앞서 언급한 방법은 CNN을 사용하여 이미지 및 비디오에서 객체 감지와 관련된 문제를 해결하기 위한 세 가지 일반적인 접근 방식으로 분류할 수 있습니다.
레이어 1 솔루션
여기서 목표는 증가하는 거래량을 수용하기 위해 근본적인 블록체인 인프라를 개선하는 것입니다. 개별 블록의 크기 확장, 트랜잭션 처리 시간 단축, 응답 집계를 통한 합의 형성 프로세스 가속화와 같은 전략은 이러한 목표를 달성하기 위해 구현할 수 있는 잠재적 접근 방식 중 하나입니다.
온체인 레이어 1 솔루션은 “포크”로 알려진 체인 분할을 통해 직접 수정함으로써 블록체인의 기본 원칙을 강화하는 것을 목표로 합니다. 이러한 조정은 추가적인 소프트웨어 계층이나 프레임워크의 개입을 필요로 하지 않습니다.
실제로 비트코인은 소프트 포크를 통해 분리된 위트니스(SegWit)를 구현하여 블록 크기 제약을 확장하고 트랜잭션 성능을 개선했습니다. 그 후 하드포크를 통해 블록 크기 확대, 거래 기간 단축, 거래 비용 감소를 대안으로 제공하는 별도의 블록체인인 비트코인 캐시(BCH)가 등장했습니다.
이더리움 블록체인은 또한 하드포크를 통해 프로토콜의 합의 알고리즘을 작업 증명에서 지분 증명으로 전환했습니다. 이는 샤딩을 도입하는 첫 단계였으며, 부테린은 가 네트워크를 더욱 확장할 것이라고 믿습니다.
레이어 1 솔루션인 샤딩은 시스템 전반을 변경하지 않고도 효율적인 트랜잭션 처리를 위해 네트워크를 “샤드”라고 하는 작은 단위로 분할하기 때문에 프로토콜 업그레이드가 필요하지 않습니다. 이더리움과 같은 다른 네트워크가 불특정 미래에 샤딩을 구현할 계획인 것과 달리, 질리카 블록체인은 현재 여러 개의 샤드를 보유하고 있어 거래 속도가 빨라지고 거래 비용이 낮아지며 고객 만족도가 높아집니다.
레이어 2 솔루션
레이어 1 솔루션은 핵심 블록체인 프로토콜과 직접 통합되는 반면, 레이어 2 솔루션은 특정 거래 또는 운영을 외부 플랫폼으로 이전하여 확장성을 향상시킵니다. 상태 채널 및 롤업과 같은 추가 레이어는 더 많은 양의 트랜잭션을 효과적으로 관리하기 위해 기본 블록체인 인프라의 토대 위에 구축됩니다.
스테이트 채널은 메인 블록체인에 기록할 필요 없이 참여자 간에 여러 트랜잭션을 수행할 수 있는 효율적인 솔루션을 제공합니다. 이러한 채널은 온체인 결제를 통해 거래의 최종성을 보장하면서도 빠른 오프체인 거래를 가능하게 합니다. 이 개념의 대표적인 예로 비트코인 블록체인 위에 레이어 역할을 하는 라이트닝 네트워크를 들 수 있는데, 라이트닝 네트워크는 비트코인 거래를 기본 체인에서 벗어나 진행할 수 있게 해줍니다. 스마트 콘트랙트를 활용하여 이러한 트랜잭션은 최종적으로 메인 블록체인에 통합될 때까지 상태 채널 내에서 안전하게 캡슐화되어 충돌 해결과 채널 종료의 기회를 제공합니다. 마찬가지로 이더리움 플랫폼을 기반으로 구축된 라이덴 네트워크는 최종성이 보장된 신속한 오프체인 거래를 촉진하는 데 스테이트 채널의 사용을 예시합니다.
롤업 기술은 낙관적 지식과 영지식 모두를 포함하며, 오프체인에서 거래를 실행하고 이후 합의 성립을 위해 거래 데이터 또는 검증 증명을 기본 블록체인 네트워크에 제출할 수 있도록 허용합니다. 주목할 만한 영지식 롤업 사례로는 루프링과 아즈텍이 있으며, 낙관적 롤업의 대표적인 사례로는 아리트리움 원과 옵티미즘이 있습니다.
앞서 언급한 차이점 외에도 레이어 1과 레이어 2 블록체인 시스템 사이에는 또 다른 차이점이 존재한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
새로운 체인
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거래 효율성을 최적화하기 위해 사이드체인, 플라즈마 체인, 밸리디움 체인 등 다양한 새로운 체인 아키텍처가 개발될 수 있습니다. 대표적인 예로 이더리움 네트워크의 기본 강점을 활용하면서 특정 요구 사항을 충족하도록 맞춤화된 특수 이더리움 사이드체인인 폴리곤이 있습니다.
레이어 2 솔루션이라고도 하지만, 이러한 기술은 기존의 레이어 1 확장과는 다른 고유한 특성을 가지고 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 레이어 2 솔루션은 일반적으로 기본 블록체인과 함께 작동하지만, 사이드체인, 플라즈마 체인, 밸리디움 체인은 레이어 1 기반과 다양한 수준의 연결을 통해 보다 자율적인 네트워크를 나타냅니다. 이러한 대체 체인은 보안, 합의 메커니즘, 블록 구성과 같은 측면을 책임지는 경우가 많으며, 일반적인 레이어 2 개선 사항과 차별화됩니다.
블록체인 확장성 없음, 대량 채택 없음
블록체인 기술의 혁신적 기능은 우리의 글로벌 지형을 재편할 잠재력을 가지고 있습니다. 그럼에도 불구하고 확장성 문제가 해결되지 않는 한 그 영향력은 제한적일 것이며, 그 결과 광범위한 채택이 부족하여 대규모로 의미 있는 변화를 일으키지 못할 것입니다.
블록체인 기술의 잠재력은 단순히 자산을 디지털화하는 것 이상으로 확장되며, 탈중앙화, 보안, 무결성이라는 핵심 원칙을 유지하면서 확장성을 달성할 수 있다면 기업이 프로세스 최적화를 위해 블록체인을 채택하는 것은 미래에 좋은 징조입니다.