레이어 2 블록체인

레이어 2 생태계에 참여해 트랜잭션 속도를 높이고 수수료를 줄여요.

들어가며

블록체인이 지향하는 상태는 최대한 탈중앙화되고, 안전하고, 확장 가능한 거예요. 세 가지를 모두 잘 해내는 블록체인을 만드는 일은 아직 풀리지 않은 숙제예요. 이 숙제에는 이름이 있어요. 블록체인 트릴레마죠.

비트코인과 이더리움은 꽤 탈중앙화되어 있고 안전하지만 확장성은 약해요. 네트워크가 붐빌 때 트랜잭션 수수료가 치솟고 대기열이 길어지는 걸 보면 알 수 있죠. 탐험가는 이런 문제를 피하려고 트랜잭션 비용을 크게 낮추고 속도를 높이는 여러 기술을 쓸 수 있어요. 이를 묶어서 레이어 2(L2) 확장 솔루션이라고 불러요.

라이트닝 네트워크는 비트코인에서 가장 잘 알려진 확장 솔루션이고, 결제 채널이라는 기술로 당사자 사이의 결제를 확장해요. 이더리움은 여러 L2 솔루션에 트랜잭션을 맡겨 트릴레마를 완화하고, 2024년 메인넷에 추가된 저렴한 임시 저장소 블롭이 이를 뒷받침해요(한때 계획했던 “샤딩”의 가벼운 형태예요).

결제 채널

비트코인 블록체인에서 라이트닝 네트워크는 양방향 결제 채널을 써요. 덕분에 여러 사람이 메인 체인에서 트랜잭션을 일으키지 않고 BTC를 주고받을 수 있어요.

이 구조에서는 두 사용자가 서로 결제 채널을 열어요. 각 채널은 엄격히 두 명 사이지만, 연결된 채널망을 따라 결제를 전달하면 더 멀리 있는 사용자에게도 보낼 수 있어요. 채널을 열고 닫는 사이에 당사자들은 자금을 서로 옮길 수 있어요. 두 사용자가 트랜잭션에 서명하면 각자의 미니 원장 기록이 갱신되는데, 보통 양쪽 노드가 연결돼 있어야 해요. 채널은 어느 쪽이든 가장 최신 미니 원장을 블록체인에 알리면 언제든 닫을 수 있어요.

결제 채널은 고급 스마트 컨트랙트 상호작용을 지원하지 않고, 기본적인 P2P 트랜잭션만 처리해요.

이해도 확인 1

비트코인 라이트닝 네트워크로 트랜잭션을 보내려면 온라인 상태여야 해요.

[ ] 참
[ ] 거짓

이더리움 확장 솔루션

이더리움 개발자들은 네트워크가 살아 있던 기간과 거의 같은 시간 동안 이더리움 고유의 확장 솔루션을 만들어 왔어요.

이더리움 커뮤니티의 다수는 “이더리움 확장 솔루션”이라면 보안이나 탈중앙화를 희생하지 않고 이더리움의 확장성 한계를 풀어야 한다고 봐요. 사용자에게 가장 실질적인 요구는 이더리움 메인넷보다 빠른 트랜잭션과 저렴한 가스예요. 경쟁을 위해 어떤 솔루션은 트릴레마에서 더 큰 절충을 감수하기도 해요.

이더리움은 스마트 컨트랙트 기능으로 정의되니, 확장 솔루션도 이 기능을 물려받는 게 중요해요. 레이어 2에서 좋아하는 dApp을 쓸 수 없다면 빠르고 싼 트랜잭션도 소용없으니까요.

이해도 확인 2

이더리움 확장 솔루션은:

[ ] 결제 채널로 네트워크를 확장해요.
[ ] 스마트 컨트랙트 상호작용을 지원하지 못해요.
[ ] 다른 트릴레마 요소를 약화하지 않고 확장성을 높여야 해요.
[ ] 가스비가 비싸지는 대신 트랜잭션이 빨라져요.

레이어 1과 레이어 2 잇기

블록체인 기초 레슨에서 배웠듯, 블록체인은 원장이라 불리는 데이터베이스로, 암호로 보호된 트랜잭션 기록을 시간순으로 담아요. L1 블록체인과 L2 확장 솔루션은 각각 자체 주소와 데이터를 가진 독립된 블록체인이에요.

블록체인 데이터베이스 사이에 정보를 옮길 때는 브릿지라는 인프라를 써요. 예를 들어 이더리움 메인넷(또는 다른 L1 블록체인)을 하나의 섬이라 하고, 다른 블록체인이나 원하는 확장 솔루션을 또 다른 섬이라 하면, 크립토 브릿지는 두 디지털 섬을 잇는 고속도로를 가리키는 말이에요.

기술은 아주 복잡하지만, 사용자 입장에서는 목적지를 고르는 것만큼 간단해요.

사이드체인

사이드체인은 이더리움과 별개로 독립해서 돌아가는 블록체인이지만, 브릿지로 이더리움 메인넷과 연결돼 있어요. 토큰을 옮기려면 메인넷의 브릿지 컨트랙트에 토큰을 잠그고, 사이드체인에서 같은 양의 토큰이 발행돼요. 중요한 건 이렇게 해도 자금이 이더리움의 보안을 얻지는 못한다는 점이에요. 브릿지와 사이드체인은 사이드체인 자체 검증자에게 기대거든요. 둘 중 하나라도 뚫리면(2022년 6억 2,500만 달러 규모의 Ronin 브릿지 해킹처럼) 잠긴 자금을 도둑맞을 수 있어요.

사이드체인도 여전히 블록체인 트릴레마의 영향을 받아요. 가스비가 싸고 트랜잭션이 빠른 이유는 검증자 수가 적고 성능이 강력하기 때문인데, 탈중앙화와 보안을 일부 내주고 확장성을 얻은 셈이에요.

Polygon PoS 같은 사이드체인은 주기적으로 스냅샷(“체크포인트”)을 이더리움에 올려요. 덕분에 기록에 일종의 완결성이 생기고 브릿지에서 나갈 때 잔액을 증명할 수 있지만, 사이드체인 자금이 메인넷만큼 안전해지는 건 아니에요.

이해도 확인 3

사이드체인은:

[ ] 브릿지한 토큰을 메인넷 컨트랙트에 잠가요.
[ ] 메인넷보다 가스비가 싸요.
[ ] 메인넷보다 중앙화 위험이 커요.
[ ] 위의 모든 것.

롤업

롤업 기술을 쓰는 레이어 2 프로토콜은 이더리움 메인넷의 보안 수준에 더 가깝게 맞춰져 있어요.

사이드체인처럼 롤업도 온체인 트랜잭션을 메인넷 밖에서 실행해요. 그런 다음 이 트랜잭션을 하나로 ‘말아 올려’, 묶음 데이터를 블롭이라는 저렴한 임시 데이터 꾸러미에 담아 이더리움에 올려요. 블롭은 2024년 3월 Dencun 업그레이드에서 도입됐고, 일반적인 L2 수수료가 몇 센트 이하로 내려간 가장 큰 이유예요.

롤업이 메인넷을 대신해 트랜잭션을 처리할 만큼 안전하다는 걸 보이려면, 제출한 각 묶음의 트랜잭션이 안전하고 유효하다는 “설득력 있는 증거”를 내야 해요. 이 증거는 롤업에 함께 담겨 이더리움 메인넷의 브릿지 컨트랙트가 검증해요.

지금 이 증거를 낼 수 있는 롤업 방식은 두 가지예요. 옵티미스틱 롤업과 ZK 롤업이죠. 두 과정을 더 자세히 살펴봐요.

옵티미스틱 롤업

Optimism, Base, Arbitrum 같은 L2 프로토콜은 모두 옵티미스틱 롤업을 확장 구조로 써요. 롤업 묶음에 담긴 정보를 반증되기 전까지 유효하다고 보기 때문에, 즉 낙관적으로 가정하기 때문에 이런 이름이 붙었어요.

이 방식이 악용되지 않도록, 보통 사용자가 L2에서 메인넷으로 자금을 옮기겠다고 요청하면 며칠의 지연이 생겨요. 이 기간에 브릿지 검증자는 출금을 취소하려고 사기 증명을 올릴 수 있어요. 이 사기 증명 장치는 은행권의 청산 절차와 비슷하지만 탈중앙화되어 있어요.

참고: Across, Relay 같은 제3자 브릿지 서비스를 쓰면 며칠이 아니라 몇 분 만에 자금을 옮길 수 있어요. 이런 빠른 브릿지는 자체 자금 풀에서 돈을 먼저 내주기 때문에, 브릿지의 스마트 컨트랙트와 자금 공급자에 대한 위험을 사용자가 떠안아요. 롤업 자체 브릿지보다 신뢰 계층이 하나 더 늘어나는 셈이죠.

이해도 확인 4

옵티미스틱 롤업에서는 반증되기 전까지 트랜잭션을 유효하다고 봐요.

[ ] 참
[ ] 거짓

ZK 롤업

ZK 롤업은 영지식 기술에 기대는 롤업이에요. 옵티미스틱 롤업과 달리, 특정 사용자가 사기의 증거를 찾아 주기를 기다리지 않고 묶음 트랜잭션의 정당성을 확인해요. 대신 유효성 증명이라는 수학적 증명을 제출해서, 이더리움이 작업을 다시 하지 않고도 묶음 전체가 옳은지 확인하게 해요.

ZK 롤업의 큰 장점은 정산 시간, 즉 트랜잭션 완결성이에요. 며칠짜리 이의 제기 기간 대신, 다음 유효성 증명이 제출되는 대로 보통 몇 시간 안에 메인넷에서 자금을 쓸 수 있어요. 이름과 달리 여기서 영지식 기술은 프라이버시를 위한 게 아니에요. 주요 ZK 롤업의 트랜잭션은 이더리움 메인넷만큼 공개돼요.

ZKsync, Starknet, Linea처럼 ZK 롤업 기술로 이더리움 확장 솔루션을 만드는 큰 프로토콜이 여럿 있어요. 개발은 아직 초기지만 앞으로의 잠재력이 커요.

이해도 확인 5

옵티미스틱 롤업과 비교하면 ZK 롤업은:

[ ] 메인넷에서 사용자 트랜잭션을 비공개로 지켜요.
[ ] 유효성 증명을 써서 며칠짜리 이의 제기 기간을 피해요.
[ ] 감시자가 이의 제기 기간에 사기 증명을 내주길 기다려요.

체인 간 dApp 호환성

옵티미스틱 롤업과 ZK 롤업을 비교할 때 대부분의 사용자가 주로 보는 건 출금 시간이에요. 하지만 이 출금 지연은 제3자 브릿지로 해결할 수 있어서, 어떤 확장 솔루션을 살펴볼지 정할 때 크게 따질 문제는 아니에요.

많은 옵티미스틱 롤업은 “EVM 동등”이에요. 이더리움 가상 머신(EVM)에서 돌아가는 dApp이라면 L2가 그대로 지원한다는 뜻이죠. EVM 동등성 덕분에 메인넷에 배포했던 스마트 컨트랙트를 그대로 배포할 수 있고, L2 사용자도 좋아하는 dApp을 쓸 수 있어요.

Polygon PoS 같은 사이드체인도 EVM을 그대로 돌리고, ZKsync, Linea, Scroll 같은 요즘 ZK 롤업도 EVM 동등이거나 그에 아주 가까워요. 그래서 좋아하는 이더리움 dApp을 대부분의 L2 생태계에서 쓸 수 있어요.

이해도 확인 6

EVM 동등 확장 솔루션은 메인넷에 배포된 스마트 컨트랙트를 쉽게 재사용할 수 있어요.

[ ] 참
[ ] 거짓

레슨 정리

비트코인과 이더리움 같은 L1 블록체인은 지금 블록체인 트릴레마에 묶여 있어요. 비트코인의 결제 채널, 이더리움의 사이드체인과 롤업이 이 네트워크의 확장을 돕고 트릴레마를 완화해요.

브릿지는 L1 블록체인을 사이드체인, 롤업과 이어 주고, 브릿지 컨트랙트가 어떻게 작동하느냐가 연결된 네트워크의 성격을 좌우해요.

사이드체인의 자금은 이더리움의 보안을 물려받지 않아요. 브릿지한 토큰은 메인넷 컨트랙트에 잠기지만, 안전은 사이드체인 자체 검증자와 브릿지 컨트랙트에 달려 있죠. 이 체인들은 작지만 강력한 검증자 집합으로 트랜잭션 속도를 높이고 가스비를 낮추는 대신, 탈중앙화와 보안을 내줘요.

롤업도 사이드체인처럼 자체 트랜잭션을 검증하고 처리하지만, 브릿지 컨트랙트가 데이터를 유효하다고 인정하기 전에 트랜잭션이 유효하다는 “설득력 있는 증거”를 요구해요. 덕분에 이더리움의 가치에 맞는 보안과 탈중앙화 수준을 지킬 수 있어요. 이 증거를 내는 방법은 두 가지예요. 옵티미스틱 롤업은 메인넷에서 롤업을 정산하기까지 며칠의 지연을 두고, 그동안 브릿지 검증자가 사기를 찾아 알려요. ZK 롤업은 영지식 기술로 트랜잭션의 정당성을 수학적으로 보장해요.

지금은 옵티미스틱 롤업과 요즘 ZK 롤업 모두 이더리움 메인넷과 스마트 컨트랙트 호환성이 높아서, 메인넷의 dApp이 이들 네트워크에 쉽게 배포돼요. 빠른 완결성과 강력한 유효성 보장 덕분에 많은 사람이 ZK 롤업을 미래의 확장 솔루션으로 봐요.

Optimism 또는 Base에서 레이어 2 여정을 시작해요 🙂

Optimism과 Base는 모두 EVM 동등 옵티미스틱 롤업이라, 탐험가가 시작하기에 아주 좋은 L2예요. 어느 체인에서든 dApp을 쓰는 느낌은 L1과 비슷한데 더 싸고 빠르며, 둘 다 가스로 ETH를 써요. 곧 시작할 퀘스트가 Optimism 또는 Base 여정의 첫걸음이에요!

두 생태계 모두 이더리움의 가치에 깊이 영향을 받았고, 특히 Optimism은 Bankless Academy의 무료 교육처럼 생태계에 가치를 더하는 공공재 지원으로 잘 알려져 있어요.

Optimism과 Base는 옵티미스틱 롤업에 기대는 플랫폼에 그치지 않아요. 블록체인이 실제 문제를 풀고, 함께 거래하고 협력하는 새로운 길을 열 수 있다는 걸 보여 주죠. 그래서 우리 모두 낙관적(optimistic)이어도 좋아요. 🙂