Web3와 블록체인: Layer-1 및 Layer-2 확장 솔루션이란?

Web3와 블록체인 기술은 주요 특징들로 세상을 뒤흔들었으며, 그중 핵심 속성이 탈중앙화입니다. 탈중앙화는 시스템이나 프로세스가 분산된 네트워크로 제어되어 중앙 기관이 필요 없게 되는 능력을 뜻합니다.

블록체인이 계속 진화하면서 도입도 늘고 있으며, 수많은 프로토콜과 프로젝트가 출시되고 있습니다. 하지만 블록체인이 널리 도입되려면 반드시 넘어야 할 중요한 장애물이 있고, 바로 여기서 확장 솔루션이 등장합니다. 

이 글에서는 블록체인 확장에 대한 두 가지 주요 접근법인 레이어 1과 레이어 2 솔루션을 살펴봅니다. 블록체인 확장 솔루션은 무엇을 의미하고, 무엇을 하며, Web3를 더 안전하고 쉽게 사용할 수 있게 만든다는 목표에 어떻게 기여할까요? 지금부터 알아보겠습니다!

블록체인 확장성이란?

차들이 제한 속도로 쌩쌩 달리다가도 모든 운전자가 신호등 앞에서는 속도를 줄이고 멈추는 붐비는 고속도로를 떠올려 보세요. 자동차는 고속도로에서는 빠르게 달리지만 신호등에 가까워지면 느려진다는 뜻이며, 블록체인도 그렇게 작동합니다! 

하지만 아닙니다. 블록체인이 다루는 것은 자동차가 아니라 정보(거래)입니다. 블록체인 거래는 빠르고 안전하며 투명하지만, 네트워크에 트래픽이 너무 많아지면 속도가 급격히 느려집니다. 바로 여기서 확장성이 등장합니다.

블록체인 확장성은 늘어나는 거래를 네트워크가 효율적으로 처리하는 능력을 말합니다. 본질적으로 사용자 기반과 거래량이 늘어나도 블록체인이 빠른 거래 처리 시간과 낮은 수수료를 얼마나 잘 유지할 수 있는지를 다룹니다.

확장성이 중요한 이유는?

제한된 확장성은 블록체인 도입에 큰 걸림돌이 됩니다. 이유는 다음과 같습니다.

느린 거래

블록체인이 처리 용량 한계에 이르면 거래 확인 시간이 견디기 힘들 만큼 느려질 수 있습니다. 이는 사용자에게 답답함을 주고 실제 애플리케이션을 가로막을 수 있습니다.

높은 수수료

혼잡이 심해지면 거래 수수료가 급등할 수 있습니다. 이는 사용자가 네트워크에 참여하는 것을 단념하게 만들 수 있습니다.

제한적인 사용성

확장성이 낮은 블록체인은 높은 거래량을 요구하는 복잡한 애플리케이션을 지원하기 어렵습니다. 다행히 개발자들은 확장성 문제를 해결하기 위해 끊임없이 혁신하고 있습니다. 그래서 두 가지 주요 접근법, 즉 레이어 1과 레이어 2 솔루션이 있습니다.

레이어 1과 레이어 2 확장 솔루션이란?

이러한 확장성 문제를 해결하기 위해 다양한 확장 솔루션이 개발되었으며, 크게 레이어 1과 레이어 2 솔루션으로 나뉩니다. 이 솔루션들은 서로 다른 방식으로 블록체인 네트워크의 성능과 확장성을 높이는 것을 목표로 합니다.

레이어 1 확장 솔루션

블록체인의 확장성과 속도를 개선하기 위해 레이어 1 확장 솔루션은 원래 프로토콜의 상당한 수정을 필요로 합니다. 여기에는 블록체인의 아키텍처와 합의 메커니즘의 수정이 포함됩니다.

이러한 변경은 블록체인의 핵심 계층에 직접 통합되어 초당 더 많은 거래(TPS)를 처리하고 전반적인 효율을 높이는 것을 목표로 합니다. 핵심 계층을 최적화함으로써 레이어 1 솔루션은 외부 시스템이나 계층에 의존하지 않고 블록체인의 용량을 늘리고자 합니다.

레이어 2 확장 솔루션

레이어 2 확장 솔루션은 기존 블록체인 위에서 작동하며, 거래 처리를 위한 추가 계층을 만듭니다. 이 솔루션들은 메인 체인에서 거래를 분담해 혼잡을 줄이고 속도를 높임으로써 블록체인의 확장성을 높이는 것을 목표로 합니다. 

레이어 2 솔루션은 거래를 오프체인에서 처리하고 주기적으로 메인 블록체인에서 정산하며, 보안과 탈중앙화가 유지되도록 합니다. 이 방식은 기반 블록체인 프로토콜을 바꾸지 않고도 거래 처리량을 늘리고 수수료를 낮출 수 있게 해 줍니다.

레이어 1 확장 솔루션은 어떻게 작동하나요?

레이어 1 확장 솔루션은 블록체인의 기본 프로토콜에 근본적인 변경을 가해 확장성과 성능을 높이는 방식입니다. 이 솔루션들은 핵심 기능과 운영을 개선해 블록체인의 용량을 늘리는 것을 목표로 합니다. 

초당 더 많은 거래(TPS)를 처리하고 전반적인 효율을 높이기 위해 블록체인의 아키텍처와 합의 메커니즘을 최적화하는 데 주로 초점을 맞춥니다.

레이어 1 확장 솔루션의 예

확대된 블록 크기

이 간단한 방식은 각 블록이 담을 수 있는 데이터 양을 늘려 블록당 더 많은 거래를 처리할 수 있게 합니다. 예를 들어 비트코인의 블록 크기 제한은 1MB이지만 Bitcoin Cash는 이를 32MB로 늘렸습니다. 다만 블록 크기를 지나치게 키우면 블록을 검증하는 데 더 강력한 컴퓨터가 필요해 중앙화로 이어질 수 있습니다.

지분 증명(PoS)

비트코인이 사용하는 합의 메커니즘인 작업 증명(PoW)에서 지분 증명으로 전환하면 확장성을 높일 수 있습니다. PoW에서는 채굴자가 복잡한 퍼즐을 풀기 위해 경쟁하며 거래를 검증하고 보상을 얻습니다. 반면 PoS는 사용자가 보유한 코인의 수(지분)를 기준으로 거래를 검증합니다. 이는 PoW에 필요한 막대한 연산 능력을 없애 거래 처리 속도를 높입니다.

샤딩

이 방식은 블록체인을 여러 샤드로 분할하고, 각 샤드가 독립적으로 거래를 처리합니다. 여러 샤드가 동시에 거래를 검증할 수 있어 거래 처리량이 크게 늘어납니다. 다만 샤드 간 통신과 조율이 필요하므로 샤딩은 복잡성과 잠재적 보안 위험을 초래할 수 있습니다.

레이어 1 확장 솔루션의 장점과 한계

레이어 1 확장 솔루션의 장점:

거래 처리량 증가

레이어 1 확장 솔루션은 블록체인이 초당 처리하는 거래 수를 크게 늘려, 네트워크를 더 효율적으로 만들고 더 높은 부하를 감당할 수 있게 합니다.

강화된 보안과 탈중앙화

핵심 프로토콜을 개선함으로써 레이어 1 솔루션은 블록체인 고유의 보안과 탈중앙화 특성을 유지하거나 강화하는 경우가 많아, 견고하고 신뢰가 필요 없는 운영을 보장합니다.

장기적 지속 가능성

블록체인 아키텍처에 대한 근본적인 개선은 지속적인 오프체인 솔루션 없이도 향후 확장성과 성능 향상을 위한 탄탄한 토대를 마련해 오래가는 이점을 제공할 수 있습니다.

혼잡 감소와 낮은 수수료

거래 처리가 더 효율적이면 네트워크 혼잡이 줄어들어 사용자의 거래 수수료가 낮아지고 확인 시간이 빨라집니다.

레이어 1 확장 솔루션의 한계

복잡한 구현

레이어 1 변경을 구현하는 일은 기술적으로 복잡하고 상당한 시간과 자원이 필요할 수 있습니다. 이러한 변경에는 커뮤니티와 개발자 간의 합의가 필요한 경우가 많은데, 이를 이끌어 내기는 어려울 수 있습니다.

하드 포크 위험

블록체인 프로토콜의 큰 변경은 블록체인이 두 개의 별개 네트워크로 갈라지는 하드 포크로 이어질 수 있습니다. 이는 혼란, 보안 위험, 커뮤니티 내 분열을 일으킬 수 있습니다.

확장성의 트레이드오프

일부 레이어 1 솔루션은 더 높은 확장성을 얻기 위해 탈중앙화나 보안의 일부를 희생하는 등 트레이드오프를 수반할 수 있습니다. 이러한 트레이드오프의 균형을 맞추는 것은 중요한 과제입니다.

제한적인 즉각적 효과

레이어 1 솔루션은 장기적인 이점을 제공하지만, 기존 블록체인 위에서 작동해 더 빠른 확장성 개선을 제공하는 경우가 많은 레이어 2 솔루션에 비해 즉각적인 효과는 제한적일 수 있습니다.

레이어 2 확장 솔루션은 어떻게 작동하나요?

레이어 2 확장 솔루션은 기존 블록체인 위에서 작동하며, 거래 처리를 더 효율적으로 담당하는 추가 계층을 만듭니다. 이 솔루션들은 거래를 분담해 오프체인이나 보조 네트워크에서 처리함으로써 메인 블록체인의 부하를 줄이는 것을 목표로 합니다. 

이러한 거래의 결과는 이후 주기적으로 메인 블록체인에서 정산되어 전체 시스템의 보안과 무결성이 보장됩니다. 이렇게 하면 레이어 2 솔루션은 기본 프로토콜을 근본적으로 바꾸지 않고도 블록체인 네트워크의 확장성과 속도를 크게 높일 수 있습니다.

레이어 2 확장 솔루션의 예

스테이트 채널

이 방식은 당사자 간에 여러 거래를 오프체인에서 진행할 수 있게 합니다. 거래가 끝나면 최종 상태가 메인 블록체인에 기록되어 온체인 거래량을 최소화합니다.

사이드체인

메인 체인과 병렬로 실행되며 메인 체인과 연결된 별도의 블록체인입니다. 거래를 사이드체인에서 처리한 뒤 주기적으로 메인 체인에서 정산할 수 있어 메인 체인의 작업량을 줄입니다.

롤업

이들은 여러 거래를 하나의 거래로 묶어 메인 체인에 게시합니다. Optimistic 롤업과 영지식(ZK) 롤업이 롤업의 두 가지 주요 유형입니다. 둘 다 거래를 오프체인에서 처리한 뒤 요약본을 메인 블록체인에 다시 제출합니다. 이 방식은 거래 처리량을 효율적으로 늘리는 것을 목표로 합니다.

레이어 2 확장 솔루션의 장점과 한계

레이어 2 확장 솔루션의 장점:

향상된 확장성

레이어 2 솔루션은 거래를 오프체인이나 추가 계층에서 처리해 거래 처리량을 크게 높이고 기본 블록체인의 부담을 줄입니다.

낮은 거래 수수료

메인 체인의 거래를 분담함으로써 레이어 2 솔루션은 네트워크 혼잡을 줄여 사용자의 거래 수수료를 낮춥니다.

빨라진 거래 속도

레이어 2 솔루션에서 처리되는 거래는 메인 체인보다 훨씬 빠르게 확인될 수 있어 사용자 경험이 개선됩니다.

메인 체인 보안 유지

레이어 2 솔루션은 궁극적으로 메인 블록체인에서 정산되므로 기반이 되는 레이어 1 프로토콜의 보안과 탈중앙화 이점을 이어받습니다.

레이어 2 솔루션의 한계 

복잡성

레이어 2 솔루션을 구현하고 관리하는 일은 기술적으로 복잡할 수 있으며, 메인 체인과의 매끄러운 통합을 보장하려면 정교한 인프라와 프로토콜이 필요합니다.

신뢰 가정

일부 레이어 2 솔루션은 추가적인 신뢰 가정을 도입해 블록체인 거래의 신뢰가 필요 없는 특성을 해칠 수 있습니다.

메인 체인 의존성

레이어 2 솔루션은 거래를 분담하면서도 최종 정산은 메인 체인에 의존하므로 메인 체인의 병목 현상을 완전히 없앨 수는 없습니다.

사용자 도입

레이어 2 솔루션이 효과를 내려면 폭넓은 사용자 도입과 더 넓은 생태계(예: 지갑, 거래소)의 지원이 필수입니다.

레이어 1과 레이어 2 확장 솔루션 비교

레이어 1과 레이어 2 확장 솔루션을 직접 비교하면 다음과 같습니다.

접근 방식

레이어 1 솔루션은 블록체인의 기본 계층을 수정합니다. 반면 레이어 2 솔루션은 기존 블록체인 위에서 작동합니다.

구현

레이어 1 솔루션은 블록체인 프로토콜과 아키텍처를 직접 변경하는 반면, 레이어 2 솔루션은 거래 처리를 위한 보조 계층이나 네트워크를 만듭니다.

확장성

레이어 1 솔루션은 블록체인의 고유 용량을 늘려 확장성을 높입니다. 반면 레이어 2 솔루션은 메인 체인의 거래를 분담해 처리량을 크게 개선합니다.

보안과 탈중앙화

레이어 1 솔루션은 이러한 특성을 대체로 유지하거나 강화하지만 트레이드오프를 수반할 수 있습니다. 한편 레이어 2 솔루션은 최종 정산을 메인 체인에 의존해 보안을 유지하지만 추가적인 신뢰 가정을 도입할 수 있습니다.

복잡성과 위험

레이어 1 솔루션은 잠재적 하드 포크와 합의 문제를 포함해 높은 복잡성과 위험을 수반합니다. 반면 레이어 2 솔루션은 기술적으로 복잡하지만 기본 프로토콜을 변경하지 않습니다. 성공 여부는 사용자 도입과 생태계 지원에 달려 있습니다.

결론

블록체인 기술을 확장 가능하고 효율적으로 만들기 위한 노력에서 레이어 1과 레이어 2 확장 솔루션은 모두 중요한 역할을 합니다. 레이어 1 솔루션은 블록체인의 핵심 프로토콜에 근본적인 변경을 가해 용량과 성능을 직접 높입니다. 

한편 레이어 2 솔루션은 기존 블록체인 위에서 작동하며, 거래를 보조 계층으로 분담해 혼잡을 해소하고 속도를 높입니다. 

각 접근 방식은 뚜렷한 장점과 한계를 갖고 있으며, 늘어나는 수요를 감당하고 매끄러운 사용자 경험을 제공할 수 있는 견고하고 확장 가능한 블록체인 네트워크를 만들려면 두 방식을 함께 쓰는 것이 필수입니다.

Zypto: 레이어 1과 레이어 2 솔루션으로 블록체인 확장성 높이기

Zypto는 첨단 확장 솔루션으로 블록체인 기술을 혁신하는 데 전념하고 있습니다. 우리는 일상에서 활용되는 블록체인의 잠재력을 믿으며, 혁신적인 도구로 이를 현실로 만듭니다. Zypto는 Web3 애플리케이션의 확장성과 효율성을 높이는 데 힘쓰고 있습니다.

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