암호화폐 기술이 사라지기를 바라는 일부 사람들의 열렬한 바람에도 불구하고, 이 혁신이 우리 가운데 확고하게 자리 잡았으며 그 수명이 지속될 것으로 예상되는 것은 부인할 수 없는 사실입니다. 그럼에도 불구하고 암호화폐와 블록체인 기술 모두 광범위한 수용과 구현을 방해하는 근본적인 문제에 직면해 있습니다.
앞서 언급한 문제는 “확장성 트릴레마”로 불리는 확장성 개념을 포함합니다. 이는 본질적으로 블록체인 네트워크가 수요 증가를 충족하기 위해 확장될 경우 핵심 가치에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미합니다.
블록체인 기술과 관련된 확장성 문제에 대한 잠재적인 해결책은 기존 레이어 1 블록체인의 기반 위에 구축된 독립적인 블록체인인 레이어 2 블록체인을 구현하는 것입니다.
레이어 2 블록체인 기술의 활용은 이미 구현되었으며, 암호화폐의 보다 광범위한 채택을 촉진할 것으로 예상됩니다. 그러나 이러한 시스템의 작동 메커니즘을 이해하는 것은 여전히 필수적입니다.
블록체인 확장성 문제란 무엇인가요?
블록체인과 암호화폐 영역에서의 확장성은 블록체인 네트워크가 단위 시간당 더 많은 트랜잭션을 처리하여 처리량을 늘리고 사용자의 요구에 적응할 수 있는 능력을 말합니다. 확장성의 개념은 블록체인의 트랜잭션 속도와 밀접한 관련이 있습니다. 그러나 확장성을 달성하는 것은 탈중앙화되고 안전하며 확장 가능한 블록체인 시스템을 구축하기 위한 경쟁적인 요구 사항으로 인해 엄청난 도전 과제를 제시합니다.
이더리움의 공동 창립자 비탈릭 부테린이 고안한 개념인 ‘블록체인 트릴레마’는 최적의 블록체인을 달성하기 위해서는 탈중앙화, 보안, 확장성 간의 균형이 필요하지만 이 중 두 가지 속성만 완전히 실현할 수 있다는 것을 시사합니다.
블록체인 트릴레마의 개념을 좀 더 정교하게 공식화해도 될까요? 구성 요소를 명확히 하는 데 도움이 될 수 있습니다.
블록체인 트릴레마 설명
블록체인 트릴레마의 개념은 복잡하고 다면적인 특성으로 인해 도시에 비유할 수 있습니다.
지자체의 보안은 악의적인 활동을 방지하기 위해 블록체인 기술로 구현된 보호 조치에 비유할 수 있습니다. 암호화 알고리즘과 합의 메커니즘이 블록체인 네트워크 보안의 기반이 되는 것처럼, 도시 환경에서도 감시 시스템과 법 집행 기관을 통해 공공 안전을 유지하기 위해 유사한 메커니즘이 활용됩니다.
탈중앙화는 독재 시장 대신 마을 의회가 책임을 지는 것과 같이 대중에게 권한과 통제권을 분산하는 것을 수반합니다. 블록체인 기술의 프레임워크 내에서 여러 노드가 거래를 인증하여 부정 행위로부터 보호하고 시스템 안정성을 보장하며 단일 참조 지점에 대한 의존 위험을 완화합니다.
확장성은 인구 및 차량 통행량의 증가를 수용할 수 있는 지자체의 능력을 의미하며, 이는 블록체인 기술이 혼잡과 막대한 거래 수수료를 최소화하면서 거래를 신속하게 처리하는 효율성과 유사합니다.
부테린의 확장성 트릴레마에 따르면 보안, 탈중앙화, 확장성이라는 세 가지 특성을 한 번에 모두 달성하는 것은 불가능합니다. 트릴레마의 한 측면을 우선시하기 위해 다른 측면을 희생해야 할 수도 있습니다. 예를 들어 보안에 우선순위를 두면 확장성이 제한될 수 있고, 탈중앙화와 확장성에 집중하면 보안이 저하될 수 있습니다. 마찬가지로 탈중앙화와 확장성을 모두 추구하다 보면 보안이 희생될 수도 있습니다.
“블록체인 트릴레마”는 블록체인 기술의 광범위한 채택에 있어 중요한 장애물이기는 하지만, 극복할 수 없는 장애물로 간주되어서는 안 됩니다. 탈중앙화와 보안을 유지하면서 확장성을 향상시킬 수 있는 개선 사항에 대한 법적 장애물은 없습니다. 그럼에도 불구하고 블록체인 기술의 아키텍처와 기본 원칙은 확장성을 달성하는 데 있어 엄청난 도전 과제입니다. 이러한 트릴레마를 해결하기 위해서는 단순히 기술적인 개선의 문제가 아니라 확장성, 중앙화, 보안이라는 세 가지 중요한 요소 사이에서 섬세한 균형을 잡아야 합니다.
블록체인 개발자들은 블록체인 시스템의 확장성, 보안, 탈중앙화 사이의 내재된 상충 관계를 의미하는 ‘블록체인 트릴레마’로 인해 제기되는 문제를 해결하기 위해 부단히 노력하고 있습니다. 블록체인 네트워크의 확장성을 향상시키기 위해 여러 가지 혁신적인 접근 방식과 기술이 개발되었으며, 이러한 기술 중 일부는 이미 기존 플랫폼에 통합되고 있습니다. 블록체인 확장성 문제를 해결하고 블록체인 트릴레마에 대한 균형 잡힌 솔루션을 달성하는 핵심에는 레이어 1과 레이어 2 아키텍처라는 아이디어가 자리 잡고 있습니다.
블록체인 레이어란 무엇인가요?
암호화폐 확장성 영역에서 블록체인 레이어의 활용은 종종 한 가지 접근법으로 간주됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 블록체인 레이어는 다른 블록체인 위에서 작동하는 블록체인으로, 보안을 위협하지 않으면서 추가 용량과 연산 기능을 제공합니다.비트코인이나 이더리움과 같은 특정 블록체인의 규모가 방대함에도 불구하고 또 다른 블록체인을 추가하는 것은 비생산적으로 보일 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 두 번째 블록체인은 시스템의 전반적인 효율성을 높여 확장성과 관련된 문제를 해결하기 위한 것입니다.
블록체인 레이어 1이란 무엇인가요?
블록체인 아키텍처의 레이어 1은 상호 연결된 P2P 네트워크와 참여 노드가 사용하는 합의 메커니즘을 포함하는 전체 시스템의 기반이 되는 탈중앙화된 원장 기술을 말합니다. 이러한 레이어 1 구현의 가장 대표적인 예는 각각 비트코인 네트워크, 이더리움 네트워크, XRP 원장으로 지정된 비트코인, 이더리움, 리플 네트워크입니다.
레이어 1 블록체인 확장 솔루션은 어떻게 작동하나요?
블록체인 확장성은 기본 블록체인 네트워크 외부의 추가 리소스 구현을 통해 해결되는 경우가 많지만, 확장 가능한 솔루션은 레이어 1 아키텍처 내에도 존재합니다. 특정 블록체인은 용량을 크게 증가시키지 않는 레이어 1 확장성 개선 사항을 성공적으로 배포했기 때문에 이러한 솔루션의 효과와 실현 가능성은 고려 중인 특정 블록체인에 따라 다릅니다.
특정 레이어 1 블록체인 확장성 솔루션이 포함됩니다:
블록 형성 속도가 빨라져 미리 정해진 시간 내에 더 많은 양의 트랜잭션을 실행할 수 있습니다.
트랜잭션 처리의 효율성을 높이기 위해 블록의 크기를 늘려 각 블록에 더 많은 수의 트랜잭션을 포함할 수 있도록 제안합니다.
이더리움 2.0 병합 과정에서 이더리움 네트워크의 합의 알고리즘을 대폭 조정하여 합의 프로토콜이 수정되었으며, 이를 통해 이전 작업증명(PoW) 시스템에서 새로운 지분증명(PoS) 메커니즘으로 전환할 수 있게 되었습니다. 이러한 변경을 통해 트랜잭션 처리 속도를 높이는 동시에 비용을 절감하고, 암호화폐 스테이킹 활성화와 같은 새로운 기능을 도입할 수 있게 되었습니다.
샤딩은 블록체인의 데이터를 여러 세그먼트 또는 “샤드”로 분할하여 트랜잭션을 병렬로 처리하는 기술입니다. 이는 블록체인 네트워크의 전반적인 용량과 효율성을 향상시킵니다. 이더리움 2.0은 향후 업그레이드의 일환으로 이 방식을 채택할 계획이며, 질리카 등 다른 블록체인에서는 이미 이 방식을 채택하고 있습니다.
잠재적인 이점에도 불구하고 레이어 1 블록체인 솔루션과 관련된 과제가 있습니다. 블록 생성 속도를 높이려면 더 많은 컴퓨팅 리소스가 필요할 수 있으며, 이는 중앙 집중화에 대한 우려로 이어질 수 있습니다.마찬가지로 블록의 크기를 늘리는 것도 이러한 위험을 초래할 수 있습니다. 또한, 채굴자가 추가적인 컴퓨팅 파워를 소비하거나 현재의 수익원을 희생해야 하는 변경 사항을 채택할 것이라는 보장은 없습니다.
블록체인 레이어 2란 무엇인가요?
블록체인 레이어 2는 기본 블록체인 위에서 작동하는 확장성 솔루션으로, 추가 레이어 역할을 합니다. 예를 들어 비트코인용 라이트닝 네트워크, 이더리움용 폴리곤, 이더리움용 아비트럼과 같은 프로토콜은 자체 토큰을 보유하고 자체 블록체인 생태계를 개발하고 있습니다.
레이어 2 블록체인 확장 솔루션은 어떻게 작동하나요?
레이어 2 솔루션은 확장성을 탐구할 수 있는 흥미로운 기회를 제공합니다. 이러한 솔루션은 기본 블록체인과 동시에 또는 병렬로 작동하므로 메인 체인의 표준 프로토콜에 비해 유연성과 상상력을 높일 수 있습니다.
특정 레이어 2블록체인 확장성 솔루션은 다음을 통합합니다:
상태 채널은 여러 트랜잭션이 오프체인에서 수행되는 동시에 온체인에서 상태를 정산하는 기능을 유지할 수 있는 메커니즘을 제공합니다. 이 기능의 예시적인 사례는 비트코인 라이트닝 네트워크에서 찾을 수 있으며, 당사자들은 전용 채널 내에서 트랜잭션을 설정하고 수행할 수 있습니다. 채널의 설정과 최종 상태는 모두 비트코인 블록체인에 기록되므로 용량을 늘리고 더 빠른 거래를 촉진할 수 있습니다.
사이드체인은 메인체인으로 알려진 프라이머리 체인과 함께 작동하는 보조 블록체인입니다. 이 두 체인은 서로 연결되어 있어 두 체인 간에 디지털 자산을 전송할 수 있으므로 효율성이 향상되고 거래 비용이 절감됩니다. 예를 들어 비트코인 리퀴드 사이드체인은 거래 속도를 높여 주 비트코인 블록체인의 워크로드를 줄여줍니다. 스테이트 채널과 마찬가지로 사이드체인은 새로운 기능을 도입하고, 보안을 강화하며, 거래 중 사용자 개인 정보를 보호할 수도 있습니다.
옵티미스틱 롤업과 ZK-롤업. 서로 다른 운영 방식에도 불구하고, 두 가지 유형의 롤업은 최종 트랜잭션을 메인 이더리움 블록체인으로 전달하기 전에 번들 트랜잭션을 메인 이더리움 블록체인에서 분리하여 검증함으로써 최적의 검증 결과를 달성합니다. zk 롤업 기반 레이어 2 솔루션의 예시적인 구현은 루프링이며, 옵티미즘에 대한 자세한 내용은 아티스트리움과 옵티미즘을 자세히 다룬 아티클에서 확인하실 수 있습니다.
레이어 2 솔루션이라고도 알려진 중첩 네트워크는 블록체인 시스템 분야에서 널리 활용되는 기술입니다. 이러한 네트워크는 여러 블록체인 플랫폼의 계층 구조 내에서 작동하며, 이를 통해 플랫폼 간에 명확한 질서를 확립합니다.예를 들어 이더리움은 기본 또는 기본 체인 역할을 하고, 폴리곤(MATIC)과 같은 다른 체인은 네스트 내에서 보조 또는 하위 체인으로 기능합니다.
레이어 2 확장 솔루션에는 해결해야 할 고유한 과제가 있습니다. 이러한 과제 중 하나는 시스템에 레이어를 추가하는 것과 관련된 보안 위험 증가입니다. 사용자 기반이 확장되고 코드가 많아지며 취약점이 발생할 가능성이 커지면 사이버 공격에 대한 새로운 기회가 생길 수 있기 때문입니다.
블록체인 생태계에 특정 레이어 2 솔루션이 포함되는 것은 경험의 전반적인 복잡성을 높일 수 있다는 점에서 비판을 받아왔습니다. 특히 시스템 내 여러 계층 간의 상호 작용으로 인한 복잡성 증가에 대한 우려가 제기되었습니다. 이는 초보 사용자뿐만 아니라 노련한 암호화폐 애호가들에게도 당혹스러울 수 있습니다.
블록체인 내 중앙화. 레이어 2 솔루션이 충분한 탈중앙화를 달성하지 못하거나 소수의 노드만이 네트워크를 제어하는 경우, 전혀 다른 문제가 발생할 수 있습니다.
레이어 1과 레이어 2: 블록체인 확장성 해결
블록체인 기술과 암호화폐의 발전에 걸림돌이 되는 블록체인 트릴레마로 인한 문제에도 불구하고, 이 문제를 해결하기 위한 수많은 제안이 암호화폐 커뮤니티 내에서 이루어지고 있습니다.
블록체인 트릴레마가 레이어 1 솔루션에 제한을 두는 경우, 개발자들은 레이어 2 수준에서 제공되는 오프체인 솔루션이 효율적인 대안을 제공한다는 사실을 입증했습니다.