블록체인의 확장성과 탈중앙화 금융의 수요

作者: Energi

编译: ChainCatcher

최근의 강세장에서 블록체인의 확장성은 사람들의 주목을 받는 초점이 되었습니다. 이더리움 네트워크에서 거래 수요가 증가함에 따라 거래 수수료도 증가했고, Uniswap에서의 단일 스왑 거래는 피크 시간에 400달러를 초과하는 비용이 발생했습니다.

초당 15건의 거래(TPS)의 최대 처리량 제한으로 인해 이더리움 블록체인은 급증하는 수요를 감당할 수 없게 되었고, 사람들은 처리해야 할 거래에 대해 점점 더 높은 가격을 제시해야 했습니다.

이로 인해 암호화 커뮤니티는 탈중앙화 금융(DeFi)의 지속적인 성장을 지원하기 위한 확장성의 필요성에 대해 진지하게 논의하기 시작했습니다. 그렇다면 확장성이란 무엇이며, TPS가 정말로 가장 중요한 부분일까요?

블록체인 기술의 관점에서 확장성은 복잡한 개념입니다. 본질적으로 이는 블록체인이 병목 현상이나 네트워크의 안정성 및 탈중앙화를 희생하지 않고 지속적으로 증가하는 거래 수요를 처리할 수 있는 능력을 의미합니다.

암호화폐의 초기에는 수요와 채택률이 낮았기 때문에 확장성이 문제가 되지 않았습니다. 그러나 암호화에 대한 관심과 투자가 증가함에 따라 거래 및 데이터 저장에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 이는 주로 DeFi의 폭발적인 성장에 의해 촉발되었으며, DeFi는 탈중앙화 애플리케이션을 위해 더 많은 거래를 제공해야 합니다.

현재까지 이더리움 네트워크는 DeFi를 크게 촉진해왔습니다. 스마트 계약을 처음 도입한 블록체인으로서 이더리움은 DeFi의 기본적인 거점이 되었습니다. 그러나 오늘날의 DeFi 수요에도 불구하고 이더리움의 15 TPS는 심각하게 부족하며, DeFi 수요는 전 세계 금융 시장의 1%에도 미치지 않습니다. 이는 거래 수수료를 상승시켜 대다수의 사용자를 배제하게 만들었습니다.

하지만 TPS만이 유일한 문제는 아닙니다. 체인에서 처리되는 거래가 증가함에 따라 체인 데이터의 크기도 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 이로 인해 이더리움 네트워크를 운영하는 전체 노드의 수가 감소하고 있습니다. 사실, 최근의 강세장 정점 이후 이더리움의 노드 수는 약 60% 감소했습니다. 이는 노드를 운영하는 것이 점점 더 어려워지고 비용이 증가하기 때문입니다. 이 문제가 악화됨에 따라 네트워크의 탈중앙성과 보안성이 시간이 지남에 따라 약화되어 전체 생태계가 위험에 처하게 됩니다.

DeFi가 수십억 사람들의 금융 수요를 충족하려면 이를 구축하는 플랫폼이 거래 처리량과 데이터 관리 측면에서 믿을 수 없을 정도로 높은 수요를 충족할 수 있도록 확장할 수 있어야 합니다. 이는 현재뿐만 아니라 예측 가능한 미래에도 해당됩니다. 이것이 바로 확장성이 중요한 이유입니다. 왜냐하면 그것이 없으면 DeFi는 글로벌 표준이 될 수 없으며, 이 과정에서 더 이상 중앙화된 은행과 대출자가 필요하지 않게 됩니다.

블록체인 확장성 문제를 해결하는 방법은 블록체인만큼이나 다양합니다. 가장 인기 있는 방법은 기존 블록체인의 처리량 능력을 확장하거나 더 빠른 새로운 블록체인을 구축하는 것입니다. 그러나 이들 모두는 어떤 형태의 트레이드오프를 포함합니다.

샤딩은 확장성 문제를 해결하기 위한 점점 더 인기 있는 방법으로, 특히 Polkadot 및 Cosmos와 같은 최신 블록체인에서 그렇습니다. 이더리움 2.0 또한 이더리움 네트워크를 샤딩 원장으로 전환할 것입니다.

샤딩의 작동 원리는 네트워크 노드를 여러 그룹으로 나누고 각 그룹이 개별 원장을 처리하고 저장하도록 하는 것입니다. 그런 다음 샤드 간에 상호 통신하여 합의에 도달하고 전체 원장이 정확한지 확인합니다.

이 방법은 트랜잭션을 병렬로 처리하여 네트워크의 처리량을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그러나 명백한 단점도 있습니다:

롤업은 제2층 솔루션으로, 이는 이더리움과 같은 기존 블록체인에 적용되어 처리량을 높일 수 있음을 의미합니다. 이더리움의 많은 dApp은 느린 네트워크에서의 수요를 충족하기 위해 어떤 형태의 롤업을 사용합니다.

롤업의 기능은 거래를 묶고, 체인 외부에서 이를 실행한 다음, 어떤 형태의 증명을 사용하여 데이터를 제1층 블록체인에 게시하여 정확성을 확인하는 것입니다. 이렇게 함으로써 그들은 처리 시간을 단축할 수 있으며, 여전히 기본 블록체인의 합의 메커니즘에 의존하여 검증과 보안을 유지합니다.

롤업에는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 낙관적 롤업과 제로 지식(ZK) 롤업입니다. 두 가지 모두 기존 제1층 블록체인의 처리량을 성공적으로 증가시켰지만, DeFi의 성장에 따라 확장할 수 있는 장기적인 솔루션을 제공하지는 못했습니다. 그 이유는:

마지막으로, 솔라나와 같은 일부 블록체인은 모든 활동을 단일 계층 네트워크에서 수행합니다. 이 방법은 극도로 강력한 서버가 통신하여 초당 매우 높은 수준의 트랜잭션 처리를 가능하게 합니다.

Energi는 거래를 처리하기 위해 극도로 강력한 서버로 구성된 네트워크를 갖춘 유사한 접근 방식을 가지고 있습니다. 그러나 Energi는 단순히 제1층에서 운영되는 것이 아니라, 우리의 제2층(마스터 노드)에서도 유사한 시스템을 갖추고 있습니다. 이들은 Energi가 초당 수만 건의 거래를 처리할 수 있게 해주지만, 단일 계층 블록체인과 비교하여 몇 가지 주요 이점을 가지고 있습니다. 구체적으로:

다음 섹션에서는 Energi의 접근 방식에 대해 더 깊이 탐구할 것입니다.

Energi에서는 확장성과 거래 처리량 문제를 해결하기 위해 매우 다른 접근 방식을 채택했습니다. 우리는 먼저 제3세대 업그레이드에서 이더리움과 호환되는 코드베이스 위에 제2층 솔루션을 구현했습니다. 이는 우리의 마스터 노드 제2층 네트워크가 거의 즉시 거래를 처리할 수 있도록 합니다. Energi 마스터 노드의 사양은 네트워크 수요가 증가함에 따라 증가해야 하며, 네트워크 사용량이 많은 경우에도 거의 즉각적인 거래 확인을 보장합니다. 각 블록에서 마스터 노드는 거래를 제1층 네트워크에 최종 저장하는 곳으로 덤프합니다.

이 접근 방식은 이더리움과 비교하여 처리량을 크게 향상시킵니다. 이더리움은 약 15초의 블록 생성 시간으로 인해 블록 전파 문제에 제한을 받습니다. Energi의 1분 블록 생성 시간은 우리가 제1층에서 더 많은 거래를 처리할 수 있게 하며, 검증자에게 이점을 주지 않아 네트워크의 탈중앙화가 위험에 처하지 않도록 합니다. 우리는 필요에 따라 블록 시간을 늘릴 수 있어 Energi 네트워크가 초당 수만 건의 거래를 처리하면서도 민첩하고 빠른 확인 및 높은 탈중앙화된 네트워크를 유지할 수 있습니다.

Energi는 DeFi의 지속적으로 증가하는 처리량 수요를 충족할 준비가 되어 있지만, 우리는 또한 처리량이 확장성을 추구하는 데 있어 가장 중요한 장애물이 아니라는 것을 이해하고 있습니다. 체인 규모는 긴급한 문제이며, 네트워크가 향후 몇 년 동안 원활하게 확장되기 위해서는 이 문제를 해결해야 합니다.

수요가 증가하고 더 많은 거래가 체인에서 처리됨에 따라 체인 상의 데이터도 증가하고 있습니다. 이더리움의 아카이브 체인 데이터는 현재 8TB를 초과하며, 동기화하는 것이 매우 번거롭고 노드가 막대한 저장 용량을 제공해야 합니다.

이더리움의 체인 규모는 아직 임계점에 도달하지 않았지만, 곧 임계점에 도달할 것입니다. 채택률이 증가함에 따라 체인 상의 데이터는 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 많은 프로젝트가 증가하는 수요를 처리하기 위해 필요한 처리량을 제공하는 데 집중하고 있지만, 체인 상의 거래 전체 기록을 유지하는 데 필요한 방대한 아카이브 데이터 처리에 대한 솔루션을 논의하는 프로젝트는 없습니다.

대규모 체인 데이터는 작은 노드가 네트워크를 운영할 수 없게 만듭니다. 이는 탈중앙화에서 멀어지는 경향을 초래하여 네트워크를 덜 안전하게 만들고 공격에 더 취약하게 만듭니다. 그래서 우리는 먼저 체인 크기 문제를 해결하는 데 집중하고 있습니다. 더 작은 활동 체인을 사용하면 더 많은 노드가 이를 운영할 수 있어 더 큰 처리량과 더 강력하고 탈중앙화된 네트워크를 생성할 수 있습니다.

이 문제를 해결하기 위해 우리는 독특한 아카이브 방법을 구현하고 있으며, 이를 통해 우리의 활동 체인이 관리 가능한 크기를 유지하면서 아카이브 데이터가 적절하게 유지되고 접근 가능하도록 합니다. 이 방법은 "스냅샷"으로, Energi 2.0에서 3.0으로 전환하는 과정에 기반합니다.

우리의 메인 체인이 약 5-10TB의 최대 크기에 도달할 때마다 우리는 그 시점에서 체인의 스냅샷을 생성합니다. 이 스냅샷은 별도의 아카이브 체인이 되며, 스냅샷의 실행 해시 기록이 활동 체인에 연결됩니다. 이러한 아카이브 체인은 더 작은 검증자 집합에 의해 유지되며, 그들이 그렇게 할 가치가 있도록 보상을 통해 동기를 부여받습니다. 아카이브 노드의 접근성 요구 사항은 낮아져, 그들이 AWS의 Glacier 제품과 같은 더 저렴한 저장 솔루션을 사용할 수 있도록 합니다.

수요와 처리량이 증가함에 따라 체인이 이러한 한계에 도달하는 데 필요한 시간은 수년에서 수개월, 심지어 수일로 단축될 것입니다. 아카이브 체인은 정기적으로 분리되어 활동 체인이 항상 관리 가능한 규모를 유지하도록 보장합니다. 이는 체인이 네트워크에 대해 불균형한 통제권을 가진 몇몇 대형 검증자에게 집중되는 것을 방지할 것입니다.

DeFi 산업이 발전함에 따라 이를 운영하는 네트워크에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 최근의 강세장은 더 큰 확장성에 대한 수요를 강조했으며, 이더리움 네트워크는 이러한 수요를 충족할 수 없고, 이 과정에서 수수료를 터무니없는 수준으로 끌어올렸습니다. 확장성 문제를 해결하는 방법은 많지만, 체인 크기라는 핵심 문제와 그에 따른 중앙화 위험을 해결하는 방법은 거의 없습니다.

Energi는 확장성 문제를 해결하기 위해 전체적인 접근 방식을 취하고 있습니다. 우리는 제2층 솔루션을 구현하여 이더리움보다 훨씬 더 많은 거래를 초당 처리할 수 있도록 하면서도 오늘날 대부분의 제1층 블록체인이 부족한 높은 탈중앙화를 유지하고 있습니다.

마찬가지로, 우리는 대체로 간과된 체인 크기 문제를 해결하기 위한 청사진을 설계하고, Energi가 가능한 한 많은 거래를 초당 처리할 수 있도록 하며, 아카이브 블록체인이 매일 분리되도록 하는 시스템을 설계했습니다. 우리는 Energi가 빠르고 확장 가능성을 유지하여 미래에 적응할 수 있도록 하는 독특한 아카이브 체인 데이터 접근 방식에 자부심을 가지고 있습니다.