Pantera Capital 수석 고문: Layer2가 어떻게 다음 차세대 킬러 애플리케이션을 열 수 있을까?

저자: Emma Rose Bienvenu, Pantera Capital 비서실장

원제목: 《THE NEXT MAJOR UNLOCK》

편집: 린치, 체인캡처

2020년 DeFi의 여름 광풍 이후, 이더리움 호스팅 프로토콜에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서 가스 비용이 천정부지로 치솟고, 네트워크가 심각하게 혼잡해졌습니다. 다행히도 Optimism과 Offchain Labs의 Arbitrum과 같은 확장 솔루션의 폭발적인 출시로 인해 2021년의 "Layer2 여름"은 해결책이 될 것임을 예고했습니다.

다음으로, 우리는 왜 Layer2 기술이 그렇게 중요한지에 대해 논의했습니다. 우리는 확장의 기초부터 시작하여, 새로운 체인 외 도구가 거래 속도와 비용 문제를 해결하는 데 어떤 도움을 주는지 자세히 설명합니다. 마지막으로, 이것이 더 넓은 생태계에 의미하는 바와 왜 Layer2가 블록체인 기술 기반의 다음 킬러 앱을 여는 열쇠가 될 것인지에 대해 논의합니다.

소개

블록체인 기술의 약속이 자금 조달 경로를 민주화하는 것이라면---중개인에 의한 비용을 줄이는 것---가장 아이러니한 점은, 사용자가 대부분의 DeFi 프로토콜을 호스팅하는 이더리움에서 거래할 때 여전히 매우 비쌉니다. 이더리움과 같은 분산 네트워크에서는 각 거래가 모든 노드에 저장되고 처리되어야 합니다: 이는 사용자 수가 증가함에 따라 네트워크가 용량 제한에 직면할 수밖에 없음을 의미합니다. 이것이 바로 잘 알려진 높은 가스 비용의 원인입니다. 네트워크 혼잡은 가스 비용 상승과 처리 시간 증가를 초래하여 소액 거래가 제대로 작동하지 못하게 합니다. 이로 인해 계산 요구가 높은 DApp은 점점 혼잡해지는 블록체인에서 직접 실행하기가 거의 불가능해졌습니다.

간단히 말해, 이더리움은 자신의 성공의 희생자가 되었습니다. 지난 1년 동안 수백만 명이 DeFi 프로토콜, NFT 시장 및 이더리움에 호스팅된 기타 DApp을 수용하고 사용하기 위해 경쟁하면서 거래 처리에 대한 수요가 폭발적으로 증가했습니다. 이러한 상황에서 각 노드의 계산 능력과 단일 블록의 크기가 제한되어 있어 처리 능력은 항상 실망스러웠습니다.

더 많은 거래가 제한된 블록 공간과 계산 능력을 두고 경쟁하게 되면 가스 비용이 상승하고 거래량과 속도가 감소합니다. 2021년 이더리움의 비용은 2020년 대비 845% 상승했습니다; 평균 블록 용량은 2020년 1월 약 70%에서 현재 98%의 지속적인 수준으로 상승했습니다.

확장에서의 문제

이더리움과 같은 네트워크의 용량을 늘리는 것은 특히 도전적입니다. 블록체인의 특징을 정의하는 주요 요소는 세 가지입니다: 탈중앙화, 보안성 및 확장성. 이 세 가지 중 두 가지를 선택할 수 있지만, 가장 직접적인 방법을 고수하면 세 가지 모두를 가질 수 없습니다. 이는 블록체인의 확장성을 높이면------더 많은 거래를 처리하고, 더 빠르며, 더 저렴하게 만들 수 있지만------일반적으로 보안성이나 탈중앙화의 특성이 약화된다는 것을 의미합니다.

이 큰 난제는 일반적으로 "확장성 삼원 역설"이라고 불리며, 생태계 발전 초기부터 블록체인 기술 지지자들을 괴롭혀 왔습니다. 2014년, 비탈릭 부테린은 잊을 수 없는 약속을 했습니다: 이더리움 커뮤니티는 확장성 문제를 해결해야 "여기서 멸망하지 않을 것"이라고. 다행히도 최근의 확장성 업그레이드와 혁신적인 Layer2 확장 도구의 출시는 이 프로젝트의 성공이 가까워지고 있음을 보여줍니다.

광의로 볼 때, 확장성 삼원 역설을 극복하는 방법은 두 가지입니다. "Layer1" 또는 "체인 상" 확장의 초점은 블록체인 자체를 개선하는 것이고; "Layer2" 또는 "체인 외" 확장의 초점은 블록체인의 사용 방식을 개선하는 것입니다.

Layer1

이더리움 생태계에서 선도적인 Layer1 확장 제안은 "샤딩"을 의미하며, 이는 새로운 체인 또는 "샤드"를 생성하여 거래 데이터베이스를 수평으로 분할하여 각 검증자가 처리해야 하는 데이터 양을 줄입니다. 이는 분산 네트워크가 단일 노드의 계산 능력을 초과하여 처리할 수 있는 거래 총량을 증가시킵니다. 궁극적으로 이는 분산 네트워크에 새로운 검증자가 참여하는 장벽을 낮추고, 처리량을 증가시키며, 그 위에서 거래하는 비용을 낮추게 됩니다.

그러나 Layer1의 확장 방식은 심각한 제한이 있습니다. 이러한 확장 방식은 매우 도전적인 컴퓨터 과학 및 게임 이론 문제를 포함하며, 그 중 많은 문제는 이전에 해결된 적이 없습니다. 프로토콜의 하드 포크 또한 이를 구현하는 중요한 기초입니다; 실제 문제로서, 이는 모든 이해관계자가 각 Layer1 업그레이드에 대해 강력한 합의를 형성해야 함을 의미합니다. 모든 복잡하고 분산된 시스템에서처럼, 이는 힘든 작업이며 시간이 많이 소요되는 제안입니다.

오랫동안 지연된 "ETH-2"의 이더리움 하드 포크 업그레이드 계획은 기술 및 커뮤니티 조정 측면에서 중요한 Layer1 변화를 구현하는 것이 얼마나 어려운지를 보여줍니다.

Layer2

Layer1의 솔루션은 핵심 블록체인의 성능을 개선하는 데 중점을 두는 반면, Layer2 방식은 블록체인의 사용 방식을 개선하는 데 초점을 맞춥니다. 그 지지자들은 분산 원장이 본질적으로 용량 제한을 받기 때문에, 가장 가치 있는 거래 데이터만을 수용해야 한다고 주장합니다. Layer2는 낮은 중요도의 작업을 체인 외부로 이전하지만, 자산과 암호화폐는 Layer2에 남겨둡니다. 이는 사용자가 언제든지 Layer2로 돌아가 분쟁을 해결하거나 암호 자산을 회수할 수 있도록 합니다. 이는 Layer2의 작업을 로컬 Layer2의 보안에 고정시켜, 핵심 블록체인에서 귀중한 블록 공간을 해방시킵니다. 궁극적으로, 이는 Layer2가 더 빠른 속도와 더 낮은 비용으로 더 많은 거래량을 처리할 수 있게 합니다.

Layer2의 솔루션은 주로 세 가지 유형이 있습니다: 상태 채널, 사이드 체인 및 롤업. 이 세 가지 모두 블록체인 용량에 복합적인 이점을 제공할 수 있지만, 이더리움 커뮤니티는 롤업을 확장 네트워크의 가장 유망한 방법으로 간주하고 있습니다. 다른 Layer2 솔루션은 보안성이나 탈중앙화에서 중대한 타협을 통해 확장성을 달성할 수 있지만, 롤업은 신뢰를 희생하지 않고 일부 중앙화를 수용합니다(이는 탈중앙화의 주요 우선 사항입니다).

롤업은 대부분의 계산을 체인 외부로 이전한 후, 정기적으로 배치 거래 데이터와 그로 인해 발생한 상태 루트를 Layer1 블록체인에 푸시합니다. 주 네트워크 외부에서 작업을 수행하되, Layer1에서 거래 데이터 및/또는 증명을 기록함으로써, '롤업'은 핵심 블록체인의 보안성을 활용하면서 더 큰 처리량을 달성하고 비용을 대폭 낮출 수 있습니다. 광의로 볼 때, 롤업에는 두 가지 유형이 있습니다: ZK 롤업과 옵티미스틱 롤업.

ZK 롤업은 계산을 Layer2로 이전하고, 정기적으로 메인 체인 외부에서 수행된 거래 데이터를 배치 처리 및 압축하여 그 완전성의 유효성 증명을 생성하고 이를 이더리움 메인넷에 게시합니다. 각 상태 전환의 정확성 증명을 게시함으로써, ZK 롤업은 체인 상 상태의 유효성을 보장하고 사용자가 즉시 인출할 수 있도록 합니다. 그러나 이러한 증명의 계산은 매우 복잡하고 시간이 많이 소요됩니다. 개발자가 결국 Solidity와 ZK 롤업 기술을 결합할 수 있게 되더라도, 현재 그들은 사용자 정의 프로그래밍 언어로 스마트 계약을 다시 작성해야 합니다. 현재로서는 ZK 롤업이 탈중앙화 거래소나 결제 플랫폼과 같은 직접 결제를 구현하는 데 가장 적합한 프로젝트입니다.

우리가 이전에 투자한 StarkWare는 현재 ZK 롤업 기술의 선도적인 선구자입니다. 2020년 중반, Starkware는 StarkEx를 사용하여 이더리움에서 130만 개의 계정을 설정하고 12시간 이내에 각 계정에 초기 잔액을 설정하는 방식으로 StarkEx(탈중앙화 거래를 지원하는 ZK 롤업 확장 엔진)의 강력한 능력을 보여주었습니다. 만약 이 작업이 메인넷에서 직접 실행되었다면, 이 과정은 이더리움 네트워크의 전체 용량을 4.5일 동안 소모했을 것입니다. StarkEx는 단 12시간 만에 평균 거래 비용이 0.003달러이고 이더리움 용량의 2.5%를 차지하는 조건에서 전체 과정을 운영했습니다.

ZK 롤업과 달리, 옵티미스틱 롤업은 거래가 유효하다고 가정하고, 도전이 발생할 경우에만 사기 증명을 실행합니다. 옵티미스틱 롤업은 당사자가 Layer2에 제출된 데이터를 검증하고------잘못된 상태에 도전하여------변환의 완전성을 유지합니다. 계산 효율성이 매우 높지만, 이는 사용자가 자금을 접근하기 전에 도전 기간을 기다려야 한다는 것을 의미합니다. 그럼에도 불구하고, 옵티미스틱 롤업이 제공하는 확장성 이점은 막대하여, 이더리움의 가스 비용을 10,000% 이상 낮추고 처리량을 최대 200배 증가시킬 수 있습니다.

Arbitrum과 같은 프로젝트는 옵티미스틱 롤업 기술을 사용하여 기존 DApp을 쉽게 통합하고, 체인 외부에서 임의의 EVM 코드를 실행할 수 있도록 지원하며, 기본 스마트 계약에 최소한의 변경만을 요구합니다. 2021년 8월 출시 이후, 250개 이상의 개발 팀이 Arbitrum 위에서 개발을 시작했습니다. 이 프로젝트는 Reddit에 의해 선택되어 자체 Layer 2 롤업을 시작했으며, Aave, Balancer, Band Protocol, Coinbase Wallet, Chainlink, Curve, DAI 스테이블코인, Etherscan, Dodo, Metamask, Shapeshift, Sushiswap 및 Uniswap이 Arbitrum 기술과 통합되거나 통합될 예정입니다.

옵티미스틱과 ZK 롤업의 능력과 약속은, 거래를 로컬 Layer 1 보안에 고정시킴으로써 사용자가 자산을 회수하거나 분쟁을 해결하기 위해 Layer 1으로 복귀할 수 있는 선택권을 제공하는 것입니다. 이들은 사용자와 운영자에게 정직하게 행동하도록 유도하는 게임 이론적 인센티브를 창출합니다. 이는 사용자가 중앙 집중식 중개인이나 그 거래 상대방을 신뢰하지 않고도 거래할 수 있는 안전하고 확장 가능한 네트워크를 만드는 중요한 촉매제가 됩니다. 간단히 말해, 블록체인과 암호화폐의 약속은 분명합니다. 최근 주목받는 Layer 2 확장 프로젝트의 출시 이후, 이제 이 약속은 그 어느 때보다 쉽게 실현될 수 있습니다.

확장성 해결이 의미하는 바

블록체인 기반 프로토콜이 전통 금융의 기둥을 복제하고 궁극적으로 대체하기 위해서는, 그들은 기반 시설의 성능과 일치하거나 이를 초과해야 합니다. Layer 2의 도움 없이는 이더리움 메인넷은 초당 15-20건의 거래(TPS)만 처리할 수 있습니다. 비트코인 메인 체인은 7건만 처리할 수 있습니다. 반면, VisaNet 결제 네트워크는 평균적으로 약 1,700 TPS를 처리하고, 나스닥은 약 500-1,000 TPS를 처리합니다. Layer 2의 출현으로 이 격차는 줄어들거나 사라질 것입니다. 롤업만 사용해도 이더리움의 TPS를 1,000에서 4,000 TPS 사이로 증가시킬 것으로 예상됩니다.

상태 채널과 사이드 체인과 같은 다른 Layer 2 솔루션은 생태계의 용량을 증가시키며, Polkadot과 같은 고도로 확장 가능한 이더리움 대안도 증가할 것입니다. 종합적으로 볼 때, 이러한 도구들은 블록체인 기반의 즉시 송금 및 빠른 결제를 보장하는 판매점 결제 시스템을 만드는 것을 가능하게 하며, 그 처리량은 Visa 네트워크와 견줄 수 있습니다.

단기적으로, 더 높은 거래 속도와 더 낮은 비용이 가져오는 이점은 DeFi 분야에서 가장 강하게 느껴질 것입니다. Layer 2로 이전된 애플리케이션은 더 낮은 거래 수수료와 더 낮은 최소 거래 규모를 제공하며, 그들의 상당한 비용 절감 효과를 사용자에게 전달할 것입니다. 이는 DeFi의 전체 거래량을 증가시키고, 이전에 이더리움에서 직접 거래하기를 꺼렸던 중앙 집중식 거래소를 선호하는 소매 사용자나 Binance Smart Chain과 같은 덜 안전한 대안을 사용하는 사용자들을 끌어들일 것입니다.

예를 들어, dYdX의 Starkware 통합을 통해 사용자에게 더 높은 최대 레버리지 한도를 제공하고, 청산의 벌금을 줄이며, 교차 마진 거래 기능을 제공합니다.

DeFi 프로토콜 자체도 개선될 것입니다. Perpetual Protocol 및 dYdX와 같은 애플리케이션은 사용자가 마진 및 레버리지를 사용하여 암호화폐 자산을 매수하거나 매도할 수 있도록 허용합니다; 발행된 담보의 가치가 지정된 임계값 이하로 떨어지면 담보가 자동으로 청산됩니다. 거래 처리에 몇 분이 걸릴 때, 이 청산 메커니즘의 기능은 최적이 아니지만, 거의 즉각적인 거래 규모의 생태계에서는 더 효율적이고 정확하게 작동합니다. 이는 DeFi 프로토콜의 자본 효율성을 크게 향상시킵니다. 예를 들어, dYdX의 Starkware 통합은 사용자에게 더 높은 최대 레버리지 한도, 더 낮은 청산 벌금 및 교차 마진 거래 기능을 제공합니다.

더 넓게 보면, 높은 처리량, 거의 무료 및 즉각적인 거래의 출현은 블록체인 기반 프로토콜이 전통적인 웹 브라우저의 사용자 경험과 경쟁하거나 이를 초과할 수 있게 할 것입니다. 역사적으로, 탈중앙화된 Facebook, 월드 오브 워크래프트, Visa 또는 SecondLife를 구축하려는 시도가 기본적으로 정체된 이유 중 하나는 공공 블록체인이 초당 수백 또는 수천 번의 계산을 처리할 수 있는 능력이 부족했기 때문입니다.

처리량을 50-1,000배 증가시키는 확장 도구 덕분에, 과거에 속도가 너무 느리거나 계산 집약적이어서 핵심 블록체인에서 실행할 수 없었던 애플리케이션이 가능해질 것입니다. 이는 블록체인 기반 프로젝트의 접근 가능한 시장 규모와 범위의 전례 없는 확장을 의미하며, 다음 세대의 탈중앙화 소셜 미디어, 가상 세계, 소액 결제 플랫폼, 게임 생태계 등을 열 것입니다.

결론

블록체인 기반 시스템이 투명하고 안전하며 검열에 저항하고 개인 정보를 보호하는 금융 인프라의 비전을 실현하기 위해서는 생태계의 능력을 확장하는 것이 반복적이고 지속적인 프로젝트가 되어야 합니다. 현재 Layer 2 솔루션은 강력하고 유연하며 복합적인 도구를 제공할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 Layer 1을 확장하는 최선의 방법은 아마도 데이터 가용성 엔진으로서의 효율성을 높여 Layer 1의 능력을 최적화하여 Layer 2가 그 위에서 실행될 수 있도록 하는 것입니다. 진정한 탈중앙화의 물결 속에서, 확장성 문제는 다양한 상호 보완적인 솔루션에 의해 다루어지고 있습니다.

현재로서는 Layer 2가 확장 가능하고 적층 가능한 블록체인 생태계로 나아가는 방향을 이끌고 있으며, 우리는 그들이 방출할 혁신의 물결을 간절히 기다리고 있습니다.