Layer2가 암호 세계에 대해 무엇을 의미할까요?

저자：Rex |W3.Hitchhiker

수정：Aaron |W3.Hitchhiker

1년 전, 이더리움은 네트워크 혼잡과 가스 비용이 높은 문제에 직면했으며, 그때부터 Layer 2의 개념이 계속 언급되었습니다. 그 당시 L2는 이더리움이 다른 퍼블릭 블록체인과 경쟁하기 위한 방어 수단처럼 느껴졌습니다. 그러나 지금은 L2에 대한 논의가 점점 뜨거워지고 있으며, L2가 암호화 세계 전체에 미치는 의미는 더 이상 이더리움의 "방어 메커니즘"에 국한되지 않는 것 같습니다.

불가능한 삼각형과 단일 블록체인

먼저, 블록체인의 불가능한 삼각형 문제에 대해 이야기해 보겠습니다.

블록체인의 불가능한 삼각형 문제는 기술적 한계로 인해 블록체인의 세 가지 속성 중 두 가지를 동시에 향상시킬 수 있으며, 반드시 하나의 속성을 희생해야 한다고 지적합니다.

이 세 가지 속성(및 기술적 요점)은 다음과 같습니다:

1. 탈중앙화: 네트워크 노드 수; 중앙 노드의 존재 여부;

2. 보안성: 네트워크 공격의 난이도;

3. 확장성: 시스템의 데이터 처리량 및 TPS.

또한, 이 세 가지 속성을 실현하기 위해서는 각각의 기본 구성 요소가 필요합니다:

1. 합의: 보안을 제공하고 저장된 데이터의 진위를 정의합니다.

2. 실행: 이전 상태를 새로운 상태로 변환하는 과정으로, 이 과정은 계산을 통해 완료됩니다. (블록 N이 N+1로 업데이트됨)

3. 데이터 가용성: 메인 체인을 통해 인용된 데이터(블록 N을 구성하는 모든 데이터)의 진위를 보장합니다.

BTC는 설계 초기부터 중앙화 기관의 신뢰 위험을 인식하고 충분한 탈중앙화 수준을 선택했습니다. 동시에 금융 결제 시스템으로서 충분한 보안성을 필요로 했기 때문에 확장성을 포기해야 했습니다. 이후 모든 퍼블릭 블록체인은 대부분 POW 메커니즘(예: ETH 등)을 선택했으며, 이는 충분한 탈중앙화와 보안을 목표로 하였기 때문에 확장성이 매우 낮아졌고, 이로 인해 블록체인의 보급은 항상 어려운 과제가 되었습니다.

사실 우리는 불가능한 삼각형의 제약을 받아왔으며, 그 주요 원인은 현재 대부분의 블록체인이 L1(메인 체인)에서 합의, 실행 및 데이터 가용성 이 세 가지를 동시에 수행하려고 시도하기 때문입니다. 그래서 현재의 어려움이 발생한 것입니다.

보안성과 탈중앙화를 위해 우리는 블록 공간 공급을 줄이고 노드의 하드웨어 요구 사항을 낮추어 모든 사람이 네트워크에 참여하여 노드가 될 수 있도록 했지만, 이로 인해 거래 시간이 길어지고 확장성이 저하되었습니다.

하지만 노드 수를 줄이면, 많은 컴퓨터가 중복 계산 작업을 수행하지 않게 되지만, 이는 또한 우리가 소수의 노드만 신뢰할 수 있게 되어 탈중앙화 수준이 약화됩니다.

결론적으로, 지난 10년 동안 블록체인의 탈중앙화와 보안을 보장하기 위해 우리는 확장성의 한계에 도달했습니다.

이 세 가지 기본 구성 요소인 합의, 실행 및 데이터 가용성을 동시에 책임지는 블록체인을 우리는 단일 블록체인이라고 부르며, 단일 블록체인의 길은 이미 끝에 다다른 것 같습니다.

롤업 솔루션과 모듈화 블록체인

그렇다면 생각을 전환하여 합의를 담당하는 부분은 합의를 잘 수행하는 데 집중하고, 거래 실행은 거래 효율성을 높이는 데 전념하며, 모두가 협력하여 단일 블록체인의 "불가능한 삼각형" 문제를 해결할 수 있을까요?

우리는 이더리움 L2의 롤업 솔루션을 예로 들어 설명해 보겠습니다.

L2는 이더리움 L1과 독립적인 체인 외부 거래 실행 환경을 생성하고, 거래를 처리한 후 L1의 상태를 업데이트합니다. 또한 롤업은 실행 계층의 거래 속도를 두 배 향상시키고 거래 비용을 한 배 낮출 수 있으며(여전히 최적화 여지가 있음), 합의 및 데이터 가용성 유지 비용을 부담할 필요가 없습니다.

구체적으로, 롤업은 거래 배치를 압축하여 정기적으로 이더리움 메인넷에 단일 상태 루트 업데이트를 게시합니다. 이 상태 루트 업데이트는 롤업 계층에서 발생한 여러 거래의 결과를 포함합니다.

롤업의 L2는 합의와 데이터 가용성에 신경 쓸 필요가 없으며, 거래 효율성을 높이는 데만 집중하면 됩니다. 롤업 네트워크는 언제든지 극소수의 노드(또는 직접 1개의 노드)만 활성 상태여야 하므로 유지 비용이 매우 낮습니다. 그러나 보안성과 탈중앙화 문제에 대해서는 걱정할 필요가 없습니다. 왜냐하면 롤업은 암호화된 방식으로 이더리움 L1과 밀접하게 연결되어 있으며, 이더리움 L1이 보안성과 탈중앙화를 책임지기 때문입니다.

이러한 구조의 블록체인을 우리는 모듈화 블록체인이라고 부릅니다.

간단히 말해, 모듈화 블록체인은 현재 L1 메인 체인이 동시에 책임져야 하는 합의, 실행 및 데이터 가용성 이 세 가지 기본 구성 요소를 분리하여 각 레벨이 자신에게 해당하는 작업 효율성을 높이는 데만 집중하도록 하여 분업을 이루고 모듈화된 형태를 형성하는 것을 의미합니다.

사실 현실 세계에서도 유사한 운영 모델이 존재합니다. 예를 들어, 우리가 자주 사용하는 알리페이와 위챗은 플랫폼으로서 L2와 같으며, 거래 실행을 담당합니다. 반면, 우리 은행 계좌의 현금 결제 및 보안 보장은 실제로 상업 은행 시스템이 담당하며, 상업 은행은 L1과 같습니다.

모듈화된 형태는 우리의 거래 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

이더리움의 모듈화

우리는 위에서 이더리움 모듈화의 첫 번째 단계인 롤업에 대해 설명했습니다. 이제 두 번째 단계인 POS와 샤딩을 살펴보겠습니다.

PoS 메커니즘을 통해 이더리움은 네트워크 보안을 담당할 특정 컴퓨터가 필요하지 않게 되었습니다. 이제 이론적으로 모든 컴퓨터가 네트워크 보안을 담당할 수 있습니다.

현재 이더리움의 PoS 신호 체인은 검증 노드를 운영하는 경제적 비용을 32 ETH와 한 대의 컴퓨터로 낮추어 블록체인 검증자의 잠재적 총 수를 증가시켰습니다. 비록 32 ETH의 비용이 여전히 비싸지만, 이는 최소한의 POW 채굴(시작 비용이 수백만 달러에 달함)보다 한 단계 낮은 수준입니다.

또한, Lido와 Rocketpool과 같은 탈중앙화 스테이킹 풀 또는 제3자 프로젝트는 사용자가 임의의 수량의 ETH를 모아 스테이킹할 수 있도록 하여 32 ETH의 제한이 더 이상 강제 조건이 되지 않게 하여 잠재적 검증자의 수를 증가시키고 이더리움 네트워크의 탈중앙화 수준을 강화합니다.

또한, POS로 전환한 후 1000만 개의 ETH가 스테이킹되어야 안전하다는 시나리오도 실제로 실현될 가능성이 있습니다 --- --- 1000만 개의 ETH를 스테이킹하고 각 검증자가 32 ETH를 스테이킹하면, 네트워크에는 312,500명의 검증자가 존재하게 됩니다.

ETH가 POS로 전환되면, 전체 네트워크는 모듈화된 보안 자원 풀(검증자 풀)을 보유하게 되어 강력한 합의 계층(가치가 400억 달러에 이를 수 있음)을 형성하고 충분한 탈중앙화를 통해 합의 계층의 기반 시설로 발전할 수 있습니다.

샤딩(분할 기술)은 전체 시스템의 보안을 한 체인에 완전히 집중시키지 않고 더 많은 분할 체인에서 보안을 재분배할 수 있게 해줍니다. 30만 명의 검증자가 단일 블록체인을 보호하는 것은 비효율적인 자원 배분 방식입니다. 그러나 이러한 검증자들을 여러 개의 분할 체인에 배분하면(1단계에서는 64개의 분할 체인이 출시될 예정입니다).

이더리움 L1은 각 분할 체인에 약 4,500명의 검증자를 배분하여 18개의 단일 이더리움 규모를 창출할 수 있습니다. (처음 64개의 분할 체인을 구현한다고 해서 이더리움의 용량이 64배 증가하는 것은 아니며, 우리가 보유한 이더리움 체인의 수가 64배 증가하지만, 각 체인의 용량은 현재의 1/3이므로 전체 크기는 약 18배 증가합니다.)

POS로 전환된 신호 체인은 시스템 자원의 조정자로서, 무작위 샘플링을 통해 각 검증자를 특정 분할 체인에 배정하여 해당 분할 체인에서 검증 작업을 담당하게 합니다. 또한 모든 검증자는 매 epoch(약 6분)마다 순서가 다시 무작위로 배정됩니다. 전반적으로 분할은 L1에서 사용할 수 있는 블록 공간을 극대화합니다!

모듈화 설계의 아름다움은 각 모듈의 최적화가 다른 모듈의 최적화를 확대한다는 것입니다(상호 작용 효과).

POS를 통해 네트워크의 탈중앙화가 증가하고, 이로 인해 이더리움의 분할 수가 증가합니다;

이더리움 L1에서 더 많은 분할을 추가하면 L2의 롤업 수가 한 단계 증가할 수 있습니다;

롤업 규모의 증가는 새로운 실행 가능한 체인 내 거래 유형을 가져오며, 이는 궁극적으로 롤업이 L1에 지불하는 총 비용을 증가시킵니다;

롤업에서 발생하는 순 거래 활동이 많을수록 L1 블록 공간을 구매할 때 지불하는 총 비용이 증가하며, L2 간에 가스 전쟁이 발생하고 계산 자원에 대한 수요가 증가하게 됩니다. 동시에 추가적인 인플레이션을 증가시키지 않으면서(더 많은 검증 노드가 증가하지만 ETH 가격은 소각으로 인해 상승할 것입니다) 네트워크는 더 많은 계산 자원을 증가시킵니다.

이러한 계산 자원은 더 많은 분할을 생성하는 데 사용될 수 있으며, 더 많은 분할은 더 빠른 거래 속도를 의미합니다. (이더리움의 첫 번째 단계는 64개의 분할을 구현하는 것이지만, 궁극적인 목표는 1024개의 분할로 증가하는 것입니다. 모어의 법칙에 따라 가정용 컴퓨터 CPU가 점점 강력해짐에 따라 분할의 수와 용량이 증가할 것입니다.)

분할과 롤업의 결합은 계산 자원을 네트워크의 자산으로 전환하고 부채로 만들지 않습니다.

모듈화 블록체인의 경제적 지속 가능성

모듈화된 이더리움은 기술 구조에서 실행 가능할 뿐만 아니라 경제적으로도 상식에 부합하는 실행 가능성을 갖추고 있습니다.

암호 경제 시스템은 거래 수수료와 신규 코인의 발행을 통해 네트워크의 보안 제공자(POW 채굴자 또는 POS 검증자)에게 보상을 지급합니다.

블록체인 네트워크가 수집할 수 있는 거래 수수료가 많을수록, 새로 발행해야 할 코인의 수는 줄어들고, 전체 네트워크의 인플레이션율은 낮아지며, 결국 이 코인의 가치는 더욱 높아질 것입니다.

우리는 Polygon, Solana 및 ETH의 통화 인플레이션과 수수료 소비를 비교할 수 있습니다:

Polygon의 PoS 네트워크는 매일 약 5만에서 10만 달러의 거래 수수료를 수집하며, 연간 1800만에서 3600만 달러에 해당합니다. 그러나 동시에 Polygon은 4억 달러 이상의 연간 인플레이션 보상을 분배하고 있습니다;

Solana의 POS 네트워크는 매일 약 10만 달러의 거래 수수료를 수집하며, 연간 3600만 달러에 해당합니다. 그러나 Solana는 더욱 놀라운 40억 달러의 연간 인플레이션 보상을 지급하고 있습니다;

ETH는 POW 메커니즘 하에서 매일 약 6000만 달러의 거래 수수료를 수집하며, 연간 약 220억 달러에 해당합니다. 동시에 ETH의 연간 인플레이션 보상은 약 200억 달러입니다. (현재 이더리움은 약 15초마다 블록을 생성하며, 각 블록의 보상은 2개의 ETH로, 하루에 약 1.15만 개의 ETH가 인플레이션되며, 연간 420만 개의 ETH가 됩니다.)

또한, ETH가 POS로 전환된 후 인플레이션율이 더 낮아지고, 예상되는 연간 인플레이션은 약 57만에서 100만 ETH 정도입니다. 비교해 보면, 장기적으로 이더리움은 모듈화 이후 경제적 지속 가능성이 강화되고 시장 경쟁력이 더욱 높아질 것입니다.

Layer 2의 미래 예측

롤업은 거래 실행 환경을 메인넷에서 분리하는 작업으로, ETH를 합의 모듈(온체인)과 거래 모듈(오프체인)로 나누어 시장에 거대한 상상 공간을 창출했습니다. 따라서 우리는 현재 롤업이 가장 이상적인 네트워크 솔루션이라는 전제 하에 미래 시장 상황에 대한 예측을 하고 있습니다:

2022년은 L2의 원년이 될 것이며, 많은 팀들이 시장 규모를 확장하기 위해 자신의 L2를 만들기 시작할 것입니다. L2 네트워크는 합의/보안 계층의 막대한 유지 비용에 대해 걱정할 필요가 없으며, 그들이 해야 할 일은 이더리움 L1에 저장 증명(proofs) 및 데이터의 가스 비용을 지불하여 보안 보장을 받는 것입니다. 이렇게 하면 그들은 모든 주의를 자신들의 실행/계산 과정 개선에 집중할 수 있습니다.

또한, 오프체인 환경은 롤업을 통해 빠른 반복 업데이트가 가능하며, 이러한 구조는 새로운 기술과 비용 효율 최적화 기능을 더 빠르게 배포할 수 있게 해줍니다. 또한 롤업 형태의 L2는 많은 ETH 사이드체인 프로젝트보다 정통성을 가지고 있으며, 많은 EVM 퍼블릭 블록체인보다 이더리움이 제공하는 보안성과 탈중앙화 수준을 갖추고 있어 L2 시장은 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

시장이 더욱 발전함에 따라 일부 L1 사이드체인이나 오래된 퍼블릭 블록체인들은 경쟁력이 부족하다는 것을 깨닫고, 비용이 많이 드는 합의 계층과 데이터 가용성 계층을 포기하고 이더리움의 L2로 전환하여 가벼운 발걸음으로 자신의 생태계를 운영하게 될 것입니다. 이로 인해 코인 가격이 회복될 것입니다(이더리움의 L2 네트워크로 전환됨으로써).

그들은 자신의 네이티브 토큰, 커뮤니티, 애플리케이션 등을 계속 보유할 수 있을 뿐만 아니라, 전체 이더리움 생태계에서 혜택을 받을 수 있으며, 합의/보안 계층에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

계속해서, 웹2의 인터넷 대기업들이 입주할 것이며, 롤업의 이러한 운영 방식은 웹2 시대의 그들에게는 매우 익숙한 방식입니다. 그들은 이러한 방식으로 빠르게 웹3 시대에 진입하고, 자신의 뛰어난 애플리케이션을 만드는 데 집중할 것이며, 더 이상 보안성과 탈중앙화 수준에 대해 걱정하지 않을 것입니다.

앞으로 4년, 다음 주기에는 "퍼블릭 블록체인" 전쟁이 다시 벌어질 것이며, 기술, 자본, 사용자, 문화 등의 주제가 반복적으로 논의될 것입니다. 그러나 이때의 주인공은 더 이상 L1이 아니라 L2가 될 것입니다. 반드시 최고의 롤업 L2 생태계가 번영하여 평가가 1000억 달러 수준으로 상승할 것이며, 이후 자본은 모든 L2의 평가를 100억 달러 수준으로 끌어올릴 것입니다.

마지막으로, 이더리움은 점차 클라우드 기반 블록체인 기본 인프라로 진화하여 이 세상에 오랜 시간 동안 검증된(두 번의 상승과 하락을 겪은) 강력한 합의 계층을 제공하고, 보안과 탈중앙화를 제공할 것입니다. 모든 롤업은 비싼 블록 패키징 비용을 지불하여 온체인 결제를 완료하게 되며, 이로 인해 사람들은 점차 이더리움이 미래 역사상 최초의 공용 중립 글로벌 결제 네트워크가 되는 것을 받아들이게 될 것입니다.