레이어 2 확장 솔루션 이해하기

블록체인 기술은 혁신적이지만, 확장성이라는 중대한 난관에 직면해 있습니다. 가장 큰 두 암호화폐인 비트코인과 이더리움은 대량의 트랜잭션을 빠르고 저렴하게 처리하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 한계는 블록체인의 광범위한 채택을 저해하고, 그 위에 구축될 수 있는 애플리케이션의 종류를 제한합니다. 레이어 2 확장 솔루션은 이러한 문제를 해결하기 위한 유망한 접근 방식으로 부상했습니다. 이 가이드는 레이어 2 솔루션, 그 종류, 장점, 과제 및 블록체인 생태계에 미치는 영향을 글로벌 관점에서 포괄적으로 설명합니다.

블록체인 확장성이란 무엇인가?

블록체인 확장성은 블록체인 네트워크가 보안, 탈중앙성 또는 성능을 저하시키지 않으면서 초당 많은 수의 트랜잭션(TPS)을 처리할 수 있는 능력을 의미합니다. 확장성의 핵심 과제는 종종 "블록체인 트릴레마(Blockchain Trilemma)"라고 불리며, 이는 확장성, 보안, 탈중앙화라는 세 가지 측면을 동시에 최적화하기 어렵다는 것을 의미합니다. 트랜잭션 처리량을 늘리면 종종 보안이나 탈중앙성을 희생하게 됩니다.

비트코인과 같은 전통적인 블록체인은 TPS가 제한되어 있어, 특히 네트워크 활동이 많은 기간에는 트랜잭션 처리 시간이 느려지고 수수료가 높아지는 경우가 많습니다. 예를 들어, 피크 시간대에는 이더리움 가스비(트랜잭션 비용)가 엄청나게 비싸져 간단한 트랜잭션조차 비경제적이 될 수 있습니다. 이는 전 세계 사용자, 특히 평균 소득이 낮은 지역의 사용자의 접근성을 제한합니다.

레이어 2 솔루션이 필요한 이유

레이어 2 솔루션은 메인 블록체인(레이어 1)의 보안과 탈중앙성의 이점을 누리면서 트랜잭션을 오프체인(off-chain)에서 처리하여 블록체인 확장성을 개선하는 것을 목표로 합니다. 이러한 솔루션은 메인 블록체인 "도로" 옆에 "고속도로"를 만들어 더 빠르고 저렴한 트랜잭션을 가능하게 합니다.

레이어 2 확장 솔루션의 주요 목표는 다음과 같습니다:

• 트랜잭션 처리량 증가: 초당 더 많은 트랜잭션을 처리하여 네트워크 용량을 향상시킵니다.
• 트랜잭션 수수료 절감: 트랜잭션 비용을 낮춰 블록체인 애플리케이션의 접근성을 높입니다.
• 사용자 경험 개선: 더 빠른 트랜잭션 확인 시간을 제공하여 전반적인 사용자 경험을 향상시킵니다.

레이어 2 확장 솔루션의 종류

레이어 2 솔루션은 각각의 장단점을 가진 여러 유형으로 크게 분류할 수 있습니다:

1. 상태 채널 (State Channels)

정의: 상태 채널은 둘 이상의 참여자가 메인 블록체인에는 채널을 여는 트랜잭션과 닫는 트랜잭션, 단 두 개의 트랜잭션만 제출하면서 오프체인에서 여러 트랜잭션을 수행할 수 있게 합니다. 모든 중간 트랜잭션은 오프체인에서 처리되므로 메인 블록체인의 부하를 크게 줄입니다.

작동 방식: 참여자들은 채널을 열기 위해 메인 체인의 스마트 계약에 일정량의 자금을 잠급니다. 그런 다음 오프체인에서 서로 트랜잭션을 교환하며 채널의 상태를 업데이트합니다. 작업이 끝나면 채널을 닫고 최종 상태가 메인 체인에 기록됩니다.

예시:

• 라이트닝 네트워크 (비트코인): 빠르고 저렴한 비트코인 트랜잭션, 특히 소액 결제를 위해 설계된 상태 채널의 대표적인 예입니다. 사용자는 높은 온체인 수수료 없이 수많은 소액 결제를 할 수 있습니다.
• 라이덴 네트워크 (이더리움): 라이트닝 네트워크와 유사하게, 라이덴은 빠르고 저렴한 이더리움 트랜잭션을 용이하게 합니다.

장점:

• 고속: 트랜잭션이 오프체인에서 거의 즉시 처리됩니다.
• 저렴한 수수료: 채널 내의 각 트랜잭션에 대해 온체인 트랜잭션 수수료를 지불할 필요가 없습니다.
• 프라이버시: 채널 내의 트랜잭션은 블록체인에 공개적으로 표시되지 않습니다.

한계점:

• 온체인 상호작용 필요: 채널을 열고 닫으려면 온체인 트랜잭션이 필요하며, 네트워크 혼잡 시 비용이 많이 들 수 있습니다.
• 채널 참여자로 제한: 트랜잭션은 채널 참여자 사이에서만 수행될 수 있습니다.
• 자본 효율성: 자금이 채널에 묶여 있어야 하므로 자본 효율성이 감소합니다.

2. 사이드체인 (Sidechains)

정의: 사이드체인은 메인 체인과 병렬로 실행되며 양방향 페그(two-way peg)를 통해 연결된 독립적인 블록체인입니다. 자체적인 합의 메커니즘과 블록 매개변수를 가지며 특정 사용 사례에 맞게 최적화될 수 있습니다.

작동 방식: 사용자는 브리지를 사용하여 메인 체인에서 사이드체인으로 자산을 이동하고 다시 가져올 수 있습니다. 트랜잭션은 사이드체인에서 처리되어 잠재적으로 더 높은 처리량과 낮은 수수료의 이점을 누릴 수 있습니다. 작업이 끝나면 자산을 다시 메인 체인으로 이동할 수 있습니다.

예시:

• 리퀴드 네트워크 (비트코인): 주로 거래소와 트레이더가 사용하는 빠르고 기밀성이 보장되는 비트코인 트랜잭션을 위해 설계된 사이드체인입니다.
• 폴리곤 (구 Matic Network): DeFi 및 기타 애플리케이션을 위해 더 빠르고 저렴한 트랜잭션을 제공하는 이더리움 사이드체인입니다.
• 스케일 네트워크 (이더리움): 이더리움 애플리케이션에 탄력적인 확장성을 제공하는 모듈식 사이드체인 네트워크입니다.

장점:

• 처리량 증가: 사이드체인은 더 높은 트랜잭션 처리량을 위해 최적화될 수 있습니다.
• 맞춤화 가능: 사이드체인은 DeFi나 게임과 같은 특정 사용 사례에 맞춰 조정될 수 있습니다.
• 낮은 수수료: 사이드체인의 트랜잭션 수수료는 일반적으로 메인 체인보다 저렴합니다.

한계점:

• 보안 가정: 사이드체인은 자체 합의 메커니즘을 가지고 있어 메인 체인보다 덜 안전할 수 있습니다. 사용자는 사이드체인의 보안을 신뢰해야 합니다.
• 중앙화 위험: 일부 사이드체인은 메인 체인보다 더 중앙화될 수 있습니다.
• 브리지 취약점: 메인 체인과 사이드체인을 연결하는 브리지는 공격에 취약할 수 있습니다.

3. 롤업 (Rollups)

정의: 롤업은 트랜잭션을 오프체인에서 실행하지만 트랜잭션 데이터를 메인 체인에 게시하는 레이어 2 확장 솔루션입니다. 이를 통해 더 높은 처리량과 낮은 수수료를 달성하면서 메인 체인의 보안을 상속받을 수 있습니다.

작동 방식: 트랜잭션은 단일 트랜잭션으로 묶여(rolled up) 메인 체인에 제출되어 온체인에서 처리해야 하는 데이터의 양을 줄입니다. 롤업은 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollups)과 영지식 롤업(ZK-Rollups)의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

롤업의 종류:

a) 옵티미스틱 롤업 (Optimistic Rollups)

메커니즘: 옵티미스틱 롤업은 트랜잭션이 달리 증명되지 않는 한 유효하다고 가정합니다. 트랜잭션 데이터를 메인 체인에 게시하지만 온체인에서 트랜잭션을 실행하지는 않습니다. 대신, 누구나 트랜잭션의 유효성에 이의를 제기할 수 있는 챌린지 기간을 허용합니다. 트랜잭션이 유효하지 않은 것으로 증명되면 롤업은 롤백되고 사기성 트랜잭션은 처벌을 받습니다.

예시:

• 아비트럼 (이더리움): 이더리움 스마트 계약을 위한 범용 실행 환경을 제공하는 것을 목표로 하는 옵티미스틱 롤업입니다.
• 옵티미즘 (이더리움): 이더리움 사용자에게 확장 가능하고 사용자 친화적인 경험을 제공하는 데 중점을 둔 또 다른 옵티미스틱 롤업입니다.

장점:

• 확장성: 트랜잭션 처리량을 크게 증가시킵니다.
• 보안: 메인 체인의 보안을 상속받습니다.
• EVM 호환성: 이더리움 가상 머신(EVM) 호환 스마트 계약을 지원할 수 있습니다.

한계점:

• 챌린지 기간: 챌린지 기간 때문에 출금에 상대적으로 오랜 시간(예: 7일)이 걸릴 수 있습니다.
• 사기 증명: 유효하지 않은 트랜잭션을 감지하고 수정하기 위해 사기 증명이 필요합니다.

b) 영지식 롤업 (ZK-Rollups)

메커니즘: ZK-롤업은 영지식 증명을 사용하여 트랜잭션을 메인 체인에 제출하기 전에 오프체인에서 유효성을 증명합니다. 트랜잭션 자체에 대한 정보를 공개하지 않고 트랜잭션의 정확성을 검증하는 암호학적 증명(SNARK 또는 STARK)을 생성합니다. 이 증명은 메인 체인에 게시되어 더 빠르고 안전한 트랜잭션 검증을 가능하게 합니다.

예시:

• zkSync (이더리움): 이더리움 사용자에게 빠르고 저렴한 트랜잭션을 제공하는 ZK-롤업입니다.
• 스타크웨어 (이더리움): DeFi 및 게임을 포함한 다양한 애플리케이션을 위한 확장 가능한 솔루션을 제공하는 ZK-롤업입니다.
• 루프링 (이더리움): 탈중앙화 거래소(DEX)를 위해 설계된 ZK-롤업입니다.

장점:

• 확장성: 높은 트랜잭션 처리량을 제공합니다.
• 보안: 메인 체인의 보안을 상속받습니다.
• 빠른 완결성: 영지식 증명을 사용하기 때문에 트랜잭션이 신속하게 완결됩니다.
• 프라이버시: 영지식 증명은 트랜잭션에 대한 강화된 프라이버시를 제공할 수 있습니다.

한계점:

• 복잡성: ZK-롤업은 옵티미스틱 롤업보다 구현하기가 더 복잡합니다.
• 계산 비용: 영지식 증명을 생성하는 데 계산 비용이 많이 들 수 있습니다.
• EVM 호환성: 일부 ZK-롤업의 경우 완전한 EVM 호환성은 아직 개발 중입니다.

4. 벨리디움 (Validium)

정의: 벨리디움은 영지식 증명을 사용하여 오프체인에서 트랜잭션을 검증한다는 점에서 ZK-롤업과 유사합니다. 그러나 ZK-롤업과 달리 벨리디움은 트랜잭션 데이터를 오프체인에 저장하며, 일반적으로 신뢰할 수 있는 제3자나 분산형 데이터 가용성 위원회에 보관합니다.

작동 방식: 트랜잭션은 오프체인에서 처리되고 유효성을 증명하기 위해 영지식 증명이 생성됩니다. 그런 다음 증명은 메인 체인에 제출되고 트랜잭션 데이터는 오프체인에 저장됩니다. 사용자는 오프체인 스토리지 제공업체로부터 트랜잭션 데이터를 검색할 수 있습니다.

예시:

• 스타크엑스 (이더리움): 스타크웨어에서 개발한 벨리디움 솔루션으로, 탈중앙화 파생상품 거래를 위한 dYdX를 포함한 다양한 프로젝트에서 사용되었습니다.

장점:

• 확장성: 매우 높은 트랜잭션 처리량을 제공합니다.
• 보안: 트랜잭션 검증을 위해 영지식 증명에 의존합니다.
• 낮은 온체인 비용: 트랜잭션 데이터를 오프체인에 저장하여 온체인 비용을 절감합니다.

한계점:

• 데이터 가용성: 오프체인 데이터 스토리지의 가용성에 의존합니다. 데이터가 사용 불가능할 경우 사용자는 자금에 접근하지 못할 수 있습니다.
• 신뢰 가정: 오프체인 데이터 스토리지 제공업체와 관련된 신뢰 가정을 도입합니다.

올바른 레이어 2 솔루션 선택하기

최고의 레이어 2 확장 솔루션 선택은 특정 사용 사례, 원하는 보안 수준, 필요한 트랜잭션 처리량, 수용 가능한 복잡성 수준 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 다음 질문을 고려해보세요:

• 주요 사용 사례는 무엇인가요? (예: DeFi, 게임, 결제)
• 필요한 보안 수준은 어느 정도인가요?
• 원하는 트랜잭션 처리량은 얼마인가요?
• 구현 및 유지 관리를 위한 예산은 얼마인가요?
• EVM 호환성이 필요한가요?

높은 보안과 빠른 완결성이 필요한 애플리케이션의 경우 ZK-롤업이나 벨리디움이 최상의 선택일 수 있습니다. EVM 호환성을 우선시하고 더 긴 출금 시간을 수용할 의향이 있는 애플리케이션의 경우 옵티미스틱 롤업이 더 적합할 수 있습니다. 간단한 결제 애플리케이션의 경우 상태 채널로 충분할 수 있습니다. 사이드체인은 유연성을 제공하지만 보안 및 중앙화 위험을 신중하게 고려해야 합니다.

레이어 2 생태계와 상호운용성

레이어 2 생태계가 계속 성장함에 따라 서로 다른 레이어 2 솔루션 간의 상호운용성이 점점 더 중요해지고 있습니다. 사용자는 큰 마찰 없이 서로 다른 레이어 2 네트워크 간에 자산을 원활하게 이동하고 애플리케이션과 상호작용할 수 있어야 합니다. 레이어 2 상호운용성을 개선하기 위한 여러 이니셔티브가 진행 중입니다:

• 크로스체인 브리지: 서로 다른 레이어 2 네트워크 간의 자산 전송을 가능하게 합니다.
• 아토믹 스왑: 신뢰할 수 있는 중개자 없이 서로 다른 레이어 2 네트워크 간의 자산 교환을 허용합니다.
• 표준화된 메시징 프로토콜: 서로 다른 레이어 2 네트워크 간의 통신 및 데이터 공유를 용이하게 합니다.

레이어 2 확장 솔루션의 미래

레이어 2 확장 솔루션은 블록체인 기술의 미래에 중요한 역할을 할 것입니다. 블록체인 채택이 계속 증가함에 따라 확장 가능하고 효율적인 솔루션에 대한 필요성은 더욱 절실해질 것입니다. 레이어 2 솔루션은 DeFi 및 게임에서 결제 및 공급망 관리에 이르기까지 광범위한 애플리케이션을 지원하는 데 필요한 확장성을 달성하기 위한 유망한 경로를 제공합니다. 레이어 2 기술이 성숙하고 상호운용성이 개선됨에 따라 레이어 2 솔루션의 채택과 더 넓은 블록체인 생태계로의 통합이 크게 증가할 것으로 예상됩니다.

레이어 2 확장 솔루션의 개발과 채택은 블록체인 기술의 잠재력을 최대한 실현하고 그 혜택을 전 세계 대중에게 제공하는 데 필수적입니다. 더 빠른 트랜잭션 시간부터 더 낮은 수수료에 이르기까지, 레이어 2 솔루션은 전 세계 사용자에게 더 접근하기 쉽고 사용자 친화적인 경험을 제공합니다. 기술이 발전함에 따라, 레이어 2 솔루션이 효과적이고 안전하게 구현되도록 최신 개발 동향과 모범 사례에 대한 정보를 계속 파악하는 것이 중요할 것입니다.

글로벌 영향과 채택

레이어 2 솔루션의 영향은 단순한 기술적 개선을 훨씬 뛰어넘습니다. 이는 블록체인 기술을 더 넓은 글로벌 대중이 접근할 수 있도록 하는 열쇠입니다. 다음은 이들이 글로벌 환경을 어떻게 형성하고 있는지에 대한 몇 가지 예입니다:

• 금융 포용: 낮은 트랜잭션 수수료는 소액 결제 및 국경 간 결제를 더욱 실행 가능하게 만들며, 특히 전통적인 은행 서비스에 접근할 수 없는 개발도상국의 개인에게 유용합니다. 동남아시아의 농부가 유럽의 구매자로부터 엄청난 수수료 없이 직접 결제를 받을 수 있다고 상상해 보십시오.
• 탈중앙화 금융(DeFi) 접근성: 확장성 솔루션은 일반 사용자가 DeFi에 더 쉽게 접근할 수 있도록 합니다. 레이어 1 이더리움의 높은 가스비는 많은 잠재적 사용자를 배제했습니다. 레이어 2 솔루션은 전 세계적으로 더 많은 사람들이 대출, 차입 및 거래에 참여할 수 있게 합니다.
• 게임 및 NFT: 레이어 2는 블록체인 기반 게임 및 대체 불가능 토큰(NFT)을 가능하게 하는 데 매우 중요합니다. 게임 내 거래를 빠르고 저렴하게 수행할 수 있는 능력은 사용자 경험을 향상시키고 디지털 소유권에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다. 남아메리카의 게이머가 북미의 플레이어와 원활하게 게임 내 자산을 거래하는 것을 생각해 보십시오.
• 기업 채택: 기업들은 공급망 관리, 데이터 관리 및 기타 애플리케이션을 위해 블록체인을 점점 더 탐색하고 있습니다. 레이어 2 솔루션은 이러한 애플리케이션을 더 실용적이고 비용 효율적으로 만들어 여러 지역에 걸쳐 더 넓은 기업 채택을 장려합니다.

과제와 고려 사항

레이어 2 솔루션은 수많은 이점을 제공하지만, 잠재적인 과제를 인식하는 것이 중요합니다:

• 보안 위험: 대부분의 레이어 2 솔루션은 레이어 1의 보안을 활용하지만, 브리지 프로토콜 및 오프체인 구성 요소와 관련된 잠재적 위험은 항상 존재합니다.
• 복잡성: 레이어 2를 구현하고 이해하는 것은 복잡할 수 있으며, 개발자와 사용자는 새로운 기술과 개념을 배워야 합니다.
• 파편화된 유동성: 유동성이 여러 레이어 2 네트워크에 걸쳐 파편화되어 자산 거래가 더 어려워질 수 있습니다.
• 중앙화 우려: 일부 레이어 2 솔루션은 다른 솔루션보다 더 중앙화될 수 있어 검열 저항성에 대한 우려를 제기합니다.

결론

레이어 2 확장 솔루션은 블록체인 기술의 미래에 필수적입니다. 레이어 1 블록체인의 확장성 문제를 해결함으로써, 이들은 블록체인을 전 세계 대중이 더 접근하기 쉽고, 저렴하며, 사용자 친화적으로 만듭니다. 과제는 남아 있지만, 지속적인 개발과 연구는 이러한 솔루션의 성능, 보안 및 상호운용성을 지속적으로 개선하고 있습니다. 블록체인 기술이 계속 발전함에 따라, 레이어 2 확장 솔루션은 의심할 여지 없이 그 변혁적 잠재력을 실현하는 데 핵심적인 역할을 할 것입니다.

개발자, 투자자 또는 단순히 블록체인 애호가이든, 레이어 2 확장 솔루션을 이해하는 것은 끊임없이 진화하는 블록체인 기술의 세계를 탐색하는 데 매우 중요합니다. 최신 개발 동향과 모범 사례에 대한 정보를 계속 파악함으로써 글로벌 규모의 블록체인 성장과 채택에 기여할 수 있습니다.