블록체인 네트워크란? 이더리움, 솔라나, 그 밖의 체인들

2021년 9월 7일, 엘살바도르는 비트코인을 법정 화폐로 만들었습니다. 비판자들은 끄는 스위치를 찾아 나섰습니다 — 분명 어느 정부나 규제기관, 혹은 화가 난 억만장자가 그냥 꺼버릴 수 있을 것이라 생각했습니다. 그럴 수 없었습니다. 압수할 서버도, 소환할 회사도, 압박할 CEO도 없었습니다. 비트코인은 2009년 이후 매일 그래왔던 것처럼, 헤드라인에 무관심하게 대략 10분마다 하나씩 블록을 계속 생산했습니다.

그 영속성은 하나의 아키텍처적 사실에서 나옵니다. 블록체인은 어디에도 호스팅되어 있지 않습니다. 그것은 네트워크 위에서 작동합니다 — 지구 전역에 흩어진 수천 개의 독립적인 컴퓨터가, 각각 원장 전체의 완전한 사본을 보유하고 각각 동일한 규칙을 강제합니다. 체인을 멈추려면 그 모두를 동시에 멈춰야 합니다. 누구도 그럴 수 없습니다.

이 강의는 그 네트워크에 대한 것입니다. 그것을 구성하는 노드, 그들이 대표 없이 어떻게 합의를 유지하는지, 그리고 하나의 네트워크(이더리움)가 “블록체인”이라는 같은 이름을 지녔음에도 왜 다른 네트워크(솔라나)와 전혀 다르게 느껴지는지에 대한 것입니다. 네트워크 구조를 이해하는 것은, 어떤 트랜잭션이 한 체인에서는 8달러이고 다른 체인에서는 0.01달러인 이유를 아는 트레이더와 그저 짐작만 하는 트레이더의 차이를 만듭니다.

노드(Node)는 블록체인 소프트웨어를 실행하고 그 P2P 네트워크에 연결된 모든 컴퓨터입니다. 그것이 전부입니다. 대부분의 노드에는 특별한 하드웨어가 필요하지 않습니다 — 노드는 데이터센터의 랙 서버일 수도, 방 안의 노트북일 수도, 옷장 안에서 웅웅거리는 35달러짜리 라즈베리 파이일 수도 있습니다. 중요한 것은 그것이 무엇을 하는지입니다. 데이터를 저장하고, 규칙에 따라 트랜잭션을 검증하고, 다른 노드에 정보를 전달합니다.

모든 노드가 같은 일을 하는 것은 아닙니다. 네트워크는 분업 체계입니다.

• 풀노드(Full node)는 척추입니다. 각각은 모든 블록과 모든 트랜잭션을 다운로드하고, 저장하고, 합의 규칙에 따라 독립적으로 검증합니다. 아무도 믿지 않습니다 — 모든 것을 스스로 확인합니다. 비트코인에는 외부에서 접근 가능한 풀노드가 10,000개 이상 있으며, 현재의 비트코인 풀노드는 대략 600GB 이상의 디스크 공간이 필요합니다.
• 검증자/채굴 노드는 새로운 블록을 만드는 노드입니다. 작업증명 체인에서는 채굴자들이 그 권리를 얻기 위해 전기를 소모하며 경쟁합니다. 이더리움 같은 지분증명 체인에서는 검증자들이 대신 자본을 걸어 둡니다 — 검증자당 32 ETH — 그리고 부정행위를 하면 슬래싱(몰수)당합니다.
• 라이트 노드(SPV 클라이언트)는 전체 체인이 아니라 블록 헤더만 다운로드합니다. 이들은 스마트폰에서 실행할 수 있는 능력을 위해 어느 정도의 독립성을 맞바꿉니다. 대부분의 모바일 지갑이 라이트 클라이언트입니다.
• 아카이벌 노드는 전체 역사적 상태 — 지금까지 존재한 모든 블록에서의 모든 잔액 — 를 보관하며, 블록 탐색기와 분석 도구가 조회하는 대상입니다.
• RPC 노드는 앱과 지갑이 데이터를 읽고 트랜잭션을 전파하기 위해 호출하는 엔드포인트를 노출합니다. 여러분의 지갑이 “체인과 통신할 때”, 보통은 RPC 노드와 통신하고 있는 것입니다.

수십 년 동안 분산 컴퓨팅을 정체시켰던 문제는 이것입니다. 리더도 없고 중앙 데이터베이스도 없는 수천 명의 낯선 이들이, 그중 일부가 거짓말을 하고 있을 수도 있는 상황에서, 어떻게 같은 순서로 같은 트랜잭션 목록에 모두 동의할 수 있을까요? 이 문제를 푸는 것이 바로 블록체인 네트워크가 실제로 하는 일입니다. 이 메커니즘을 합의(consensus)라고 부릅니다.

대부분의 체인에서 흐름은 동일합니다. 여러분이 트랜잭션을 전파합니다. 그것은 멤풀(mempool)에 도착합니다 — 대기 중인 트랜잭션의 대기실로, “가십(gossip)” 방식으로 네트워크 전체에 노드에서 노드로 전파되며, 각 노드는 자신의 피어에게, 그 피어는 또 자신의 피어에게 알립니다. 블록 생산자(채굴자 또는 검증자)는 그 트랜잭션들의 배치를 모아 블록으로 묶어 다시 전파합니다. 모든 풀노드는 그 블록을 독립적으로 다시 검사합니다 — 서명이 유효한가? 보낸 사람이 그만큼의 자금을 가지고 있는가? 모든 규칙을 따르는가? — 그런 뒤에야 자신의 체인 사본에 그것을 추가합니다.

다음 블록을 누가 생성할지 선택하는 두 가지 주요 방식이 있습니다.

• 작업증명(Proof of Work, PoW) — 비트코인이 사용합니다. 채굴자들은 무차별 대입 방식의 수학 퍼즐을 풀기 위해 경주하며, 승자가 블록을 추가할 권리를 얻습니다. 보안은 순수한 에너지 소비에서 나옵니다 — 역사를 다시 쓰려면 전 세계 채굴 파워를 능가해야 합니다. 설계상 느리고 비쌉니다.
• 지분증명(Proof of Stake, PoS) — 2022년 머지(Merge) 이후 이더리움과 대부분의 신생 체인들이 사용합니다. 검증자들은 전기 대신 자본을 위험에 겁니다. 부정행위를 하면 프로토콜이 스테이크의 일부를 슬래싱(slashes) — 몰수 — 합니다. 훨씬 더 에너지 효율적이며, 파이널리티에 더 빠르게 도달합니다.

때때로 거의 동시에 두 개의 유효한 블록이 나타나면, 네트워크는 잠깐 경쟁하는 두 역사로 포크(fork)됩니다. 규칙은 이를 명확하게 해결합니다. 노드들은 가장 많은 축적된 작업(PoW)이나 가장 많은 검증된 스테이크(PoS)를 지닌 체인을 따르고, 진 블록은 고아(orphaned) 처리됩니다. 이것이 비트코인 트랜잭션이 그 위에 몇 개의 블록이 쌓이기 전까지는 진정으로 “확정”되지 않는 이유입니다 — 각 컨펌은 되돌리기를 기하급수적으로 더 어렵게 만듭니다.

비트코인은 여전히 공격하기 가장 어려운 블록체인입니다. 19,000개 이상의 접근 가능한 노드가 그 합의 규칙을 강제하며, 채굴 난이도는 600 EH/s를 넘어섭니다 — 많은 국가들이 소비하는 것보다 더 많은 연산력입니다. 처리량은 초당 대략 7건의 트랜잭션입니다. 파이널리티는 표준적인 6-컨펌 기준으로 약 60분입니다. 수수료는 평온한 상황에서 평균 1~5달러이지만, 2023년 오디널스(ordinals) 열풍 동안 60달러를 넘어 급등했습니다. 비트코인은 한 가지 일 — 가치를 저장하고 전송하는 것 — 을 하며, 이를 견줄 데 없는 보안으로 수행합니다.

이더리움은 크립토 금융 인프라의 대부분을 호스팅합니다. 2022년 9월 15일의 머지(Merge)는 에너지 집약적인 작업증명을 지분증명으로 바꾸어, 단 한 번의 업그레이드로 네트워크의 전력 소비를 99.95% 줄였습니다. 오늘날 93만 명 이상의 검증자가 이 체인을 보안하기 위해 총 3,000만 ETH가량을 스테이킹하고 있습니다. L1 처리량은 초당 15~30건이고, 블록 시간은 12초이며, 확률적 파이널리티는 약 13분입니다. 가스비는 조용한 주말에는 0.50달러부터, 바이럴한 민팅이 발생해 모두가 블록 공간을 두고 경쟁할 때는 50달러 이상까지 오릅니다. 500억 달러 이상의 DeFi TVL을 지닌 이더리움은 온체인 금융의 중력 중심입니다.

솔라나는 거의 다른 모든 것보다 순수한 속도를 우선해 최적화되었습니다. 히스토리증명(proof-of-history) 메커니즘은 트랜잭션이 합의에 들어가기 전에 타임스탬프를 찍어, 실제 운영에서 약 4,000 TPS를 달성합니다. 슬롯 시간은 0.4초입니다. 수수료는 센트의 일부입니다. (솔라나의 마케팅 페이지에 나오는 65,000 TPS 수치는 실제 환경에서 아무도 도달하지 못한 이론적 상한입니다.) 그 대가는 구체적입니다. 2022년 한 해에만 일곱 번의 네트워크 장애가 있었고, 검증자 세트는 연간 5,000달러 이상이 드는 하드웨어로 운영되는 약 1,900개의 노드로, 이더리움보다 네트워크를 더 작고 더 중앙화되게 만듭니다. 그럼에도 솔라나는 고빈도 DeFi, 소비자 앱, 그리고 1센트 미만의 수수료가 실제로 중요한 밈코인 거래에서 명확한 제품-시장 적합성을 찾았습니다.

아비트럼(Arbitrum)은 2021년 8월 31일에 메인넷을 출시했고, 몇 달 안에 TVL 기준 가장 큰 이더리움 레이어 2가 되었습니다. 트랜잭션을 압축해 옵티미스틱 롤업을 통해 이더리움에 게시함으로써, 이는 1초 미만의 확인과 0.01~0.10달러의 수수료를 제공하며 — 정산에 대해서는 이더리움의 완전한 보안 모델의 뒷받침을 받습니다. 한 가지 주의점은 L1로의 네이티브 인출에는 7일간의 이의제기 기간이 걸리지만, 서드파티 고속 브릿지는 적은 수수료로 이를 단축할 수 있다는 것입니다.

BNB 체인, 폴리곤, 아발란체가 그 아래 등급을 채웁니다. BNB 체인은 단 21개의 검증자로 운영되며 — 바이낸스가 그중 대부분을 통제합니다 — 의미 있는 탈중앙화를 대가로 수수료를 0.05~0.30달러로 유지합니다. 폴리곤은 단일 사이드체인에서 스타벅스, 나이키, 레딧 같은 주요 브랜드 파트너십을 지닌 다중 제품 스케일링 생태계로 확장했으며 수수료는 0.01달러 미만입니다. 아발란체의 서브넷 아키텍처는 누구든 특정 사용 사례에 맞춰진 맞춤형 블록체인을 출시할 수 있게 하며, 약 1초의 파이널리티와 늘어나는 기관 관심을 지니고 있습니다.

레이어 1은 기반 블록체인입니다 — 외부 의존성 없이 자체적으로 보안, 합의, 데이터 가용성을 처리하는 시스템입니다. 트랜잭션이 이더리움 L1에서 정산될 때, 그것은 모든 시간대에 분산된 93만 개 이상의 독립적으로 운영되는 노드에 의해 검증됩니다. 비트코인, 이더리움, 솔라나, 아발란체는 모두 레이어 1입니다. 이들은 스스로 독립적으로 서 있습니다.

레이어 2 네트워크는 기반 체인 밖에서 트랜잭션을 실행한 뒤, 압축된 결과를 최종 검증을 위해 L1에 다시 게시합니다. L1은 중재 계층으로 작동합니다. L2 운영자가 사기성 데이터를 제출하면, L1에 게시된 증명이 그 거짓을 드러내고 프로토콜 수준의 처벌이 그들의 스테이크를 슬래싱합니다. 사용자는 L2에서 속도와 낮은 수수료를 얻고, 보안은 L1의 검증자 세트로 거슬러 올라갑니다.

지금 두 가지 롤업 설계가 지배적입니다. 아비트럼, 옵티미즘, 베이스(Base)가 사용하는 옵티미스틱 롤업은 트랜잭션이 기본적으로 유효하다고 가정하며, 무언가 잘못된 것처럼 보이면 누구든 사기 증명을 제출할 수 있는 7일간의 이의제기 창을 제공합니다. zkSync Era, StarkNet, Scroll이 사용하는 ZK 롤업은 L1에 게시하기 전에 정확성을 수학적으로 검증하는 암호학적 유효성 증명을 생성합니다. 이의제기 창은 필요 없지만, 증명 생성은 연산량이 많고 여전히 최적화가 진행 중입니다.

여러분은 이미 의식하지 않고 L2를 사용하고 있을 가능성이 큽니다. 2023년 8월에 출시된 코인베이스의 롤업인 베이스(Base)는 이더리움 메인넷보다 더 많은 일일 트랜잭션을 정기적으로 처리합니다. 아비트럼 위의 여러분의 USDC는 이더리움 L1의 USDC와 동일합니다 — 같은 컨트랙트 표준, 같은 상환 가능성 — 여러분은 그저 8달러 대신 0.03달러를 스왑당 지불할 뿐입니다. 같은 보안의 원천, 완전히 다른 비용입니다.

비탈릭 부테린은 2017년 블로그 게시물에서 블록체인 트릴레마(trilemma)를 명확히 표현했으며, 그 이후 몇 년간의 엔지니어링도 이를 반박하지 못했습니다. 단일 블록체인은 보안(공격에 대한 저항성), 탈중앙화(독립적인 운영자의 수), 확장성(처리량과 비용)이라는 세 가지 속성 중 의미 있게 두 가지만 최적화할 수 있습니다. 세 가지를 동시에 극대화하는 것은 프로토콜 수준에서 여전히 풀리지 않은 문제로 남아 있습니다.

이더리움은 보안과 탈중앙화를 선택했습니다. 93만 개의 검증자가 모든 시간대에 흩어져 있습니다. 실질적으로 검열이 불가능합니다. 그 대가는 L1에서 초당 15~30건의 처리량과, 수요가 급증하면 50달러까지 치솟는 수수료입니다.

솔라나는 확장성과 속도를 선택했습니다. 1초 미만의 파이널리티. 4,000 TPS. 수수료는 센트의 일부입니다. 그 비용은 더 적은 수의, 더 비싼 하드웨어를 운영하는 검증자들과, 이더리움에서라면 상상할 수 없을 장애 기록 — 2022년 한 해에만 일곱 번 — 입니다.

BNB 체인은 순수한 처리량과 저렴함을 선택했습니다. 21개의 활성 검증자가 있으며, 그 대부분은 바이낸스의 영향을 받습니다. 수수료는 0.30달러 미만으로 유지됩니다. 이 보안 모델은 사용자에게 단일 기업이 합의에 대해 실질적인 통제권을 지니고 있다는 것을 믿으라고 요구합니다 — 이는 블록체인이 표방하는 목적과 정면으로 부딕치는 제안입니다.

이 트레이드오프 중 어느 것도 본질적으로 잘못된 것은 아닙니다. 서로 다른 애플리케이션은 서로 다른 속성을 필요로 합니다. 여섯 자리 숫자의 고가치 자산을 거래하려면 최대의 보안이 필요하며, 이더리움이나 이더리움 L2가 명백한 선택입니다. 한나절 만에 10,000개의 1달러 미만 게임 NFT를 민팅하려면 속도와 무시할 만한 수수료가 필요하며, 솔라나가 다른 어떤 것보다 이를 더 잘 처리합니다. 트릴레마는 승자를 정해주지 않습니다. 적합성을 정해줍니다.

업계가 찾아가는 답은 계층화된 아키텍처입니다. 최대로 보안이 강한 L1이 정산을 처리하고, 목적에 맞게 만들어진 L2들이 처리량을 처리합니다. 이더리움과 그 롤업 생태계는 이미 단 하나의 검증자도 희생하지 않고 솔라나보다 더 많은 합산 초당 트랜잭션을 처리합니다. 트릴레마가 사라지는 것이 아닙니다 — 그저 하나의 체인에 억지로 몰아넣는 대신 여러 계층에 걸쳐 관리될 뿐입니다.

블록체인 간에 자산을 이동시키려면 브릿지가 필요합니다 — 소스 체인에서 토큰을 잠그고 목적지에 동등한 표현물을 발행하는 스마트 컨트랙트 집합입니다. 개념적으로는 단순합니다. 역사적으로는 파국적이었습니다.

2022년 3월 23일, 북한 국가 지원 해커들은 로닌(Ronin) 브릿지의 9개 검증자 키 중 5개를 탈취해 6억 2,400만 달러를 빼내갔습니다. 그보다 11일 앞선 2월 2일에는 웜홀(Wormhole) 브릿지가 솔라나 측 서명 검증의 익스플로잇으로 3억 2,000만 달러를 잃었습니다. 둘 다 우연한 사고가 아니었습니다. 브릿지 컨트랙트는 잠긴 자산의 거대한 풀을 보유하며 막대한 공격 표면을 제공합니다 — 입력 검증이나 키 관리의 단 하나의 취약점이 몇 분 안에 수억 달러를 빼낼 수 있습니다.

그 획기적인 익스플로잇 이후 브릿지 보안은 개선되었습니다. 다자간 연산(MPC) 검증은 신뢰를 독립적인 서명자들에게 분산시켜, 단 하나의 유출된 키가 치명적이지 않게 만듭니다. 탈중앙화된 릴레이어 네트워크는 단일 장애 지점을 제거합니다. 정형 검증과 더 긴 이의제기 기간은 가장 명백한 공격 경로를 막았습니다. 그러나 브릿지는 여전히 멀티체인 스택에서 가장 약한 구조적 연결 고리입니다. 여러분이 1만 달러를 브릿지를 통해 보낼 때, 여러분은 컨트랙트 코드, 검증자 세트, 그리고 여러분의 지갑과 목적지 체인 사이의 모든 상위 의존성을 신뢰하고 있는 것입니다.

실용적으로는 검증된 브릿지(아비트럼의 정식 브릿지, Across Protocol, Stargate)를 사용하고, 감사받지 않은 컨트랙트를 지닌 신생 프로토콜은 피하십시오. 더 나은 방법은, 가능하다면 브릿징을 건너뛰는 것입니다. GaiaEx 같은 플랫폼은 여러 네트워크로부터의 예치를 직접 받아들입니다 — 자산이 이미 존재하는 체인에서 그대로 보내면 플랫폼이 내부적으로 라우팅을 처리합니다.

자본은 더 이상 하나의 체인에만 머물지 않습니다. ETH는 이더리움 메인넷에 있습니다. USDC는 더 저렴한 DeFi를 위해 아비트럼으로 이동합니다. SOL은 솔라나에 남아 있습니다. 트레이더의 포트폴리오는 기본적으로 여러 네트워크에 분산되어 있고, 진지한 플랫폼이라면 사용자의 자산이 어디에 있든 그곳에서 만나야 합니다.

GaiaEx는 이더리움, 아비트럼, 솔라나, 그리고 기타 지원 네트워크로부터의 예치를 통합된 거래 잔고로 받아들여 이를 처리합니다. 그 순간 수수료가 가장 낮은 네트워크를 고르십시오 — 수동 브릿징도, 서드파티 라우터도 필요 없습니다. 자금이 도착하면 소스 체인은 무의미해집니다. 여러분은 단일 계정에서 현물과 무기한 선물 시장을 거래합니다. 여러분의 USDC는 이더리움 L1 전송을 통해 도착했든 솔라나 SPL 트랜잭션을 통해 도착했든 동일한 구매력을 지닙니다.

인출도 반대 방향으로 같은 방식으로 작동합니다. 자금이 어디로 가야 하는지, 그리고 가스비로 얼마를 지불할 의향이 있는지에 따라 목적지 네트워크를 선택하십시오. 특정 DeFi 프로토콜을 위해 이더리움 L1에 자산이 필요하신가요? 그곳으로 인출하십시오. 가장 저렴한 탈출을 원하시나요? 아비트럼으로 옮기고 센트의 일부만 지불하십시오. 크로스체인 거래량은 2021년 이후 매 분기 성장했으며, GaiaEx의 인프라는 정확히 그 궤적을 위해 구축되었습니다 — 깊은 유동성과 전문가급 실행이, 여러분의 자산이 어느 체인에서 시작되었는지와 무관하게 제공됩니다.