블록체인 네트워크 정체란 무엇인가요?
블록체인 네트워크 정체는 네트워크에 제출된 트랜잭션 수가 네트워크 처리 용량을 초과할 때 발생합니다. 증가된 트랜잭션 활동, 작은 블록 크기 및 느린 블록 시간은 네트워크 정체를 유발할 수 있습니다. 네트워크 정체로 인해 거래 수수료 증가, 거래 확인 속도 저하, 사용자 경험 저하 등의 결과가 발생합니다.
네트워크 정체란 무엇인가요?
네트워크 정체는 네트워크에 제출된 트랜잭션 수가 해당 트랜잭션을 처리할 수 있는 용량을 초과할 때 발생합니다. 이러한 현상에는 시장 변동성을 포함한 외부 요인과 블록 크기 및 블록 시간과 같은 내부 네트워크 특성과 같은 여러 가지 기여 요인이 있습니다.
세부 사항을 살펴보기 전에 블록이 블록체인에 추가되는 과정을 살펴보는 것이 중요합니다.
블록체인 기술은 어떻게 작동하나요?
블록 체인은 말 그대로 블록이 이어지면서 구성되는데, 각 블록에는 사용자가 생성한 거래 데이터가 포함됩니다. 체인에 추가되는 각각의 새로운 블록은 영구적이고 불변입니다.
이러한 블록은 각각 블록 체인의 복사본을 저장하는 분산형 노드 네트워크를 통해 전파됩니다 . 암호화 및 게임 이론으로 보호되는 블록 체인은 비트코인 및 이더리움과 같은 가상자산의 중추를 형성합니다.
블록체인 네트워크가 정체될 수 있는 이유를 완전히 이해하려면 네트워크의 트랜잭션 처리 능력에 영향을 미치는 핵심 개념인 멤풀, 후보 블록, 최종성 및 가장 긴 체인 원칙을 살펴봐야 합니다.
"멤풀"이란 무엇입니까?
멤풀은 다음 블록에 포함되기를 기다리는 확인되지 않은 트랜잭션 모음을 나타냅니다.
예를 들어, 비트코인 네트워크에서 거래가 브로드캐스트되면 블록체인에 즉시 추가되지 않습니다. 대신, 먼저 모든 보류 중인 트랜잭션을 위한 대기 영역인 mempool(메모리 풀의 약어)로 이동합니다. 거래가 확인되면 멤풀에서 제거됩니다.
"후보 블록"이란 무엇입니까?
"제안된 블록"이라고도 알려진 후보 블록은 채굴자 또는 검증자가 블록체인에 추가하도록 제안하는 블록입니다. 이 블록에는 네트워크에 브로드캐스트는 되었지만 블록체인에는 포함되지 않은 확인되지 않은 거래가 포함되어 있습니다.
후보 블록이 확인된 블록이 되려면 블록체인의 합의 메커니즘에 따라 채굴되거나 검증되어야 합니다. 예를 들어, 비트코인의 작업 증명(PoW) 합의 메커니즘을 통해 채굴자는 복잡한 수학적 퍼즐을 풀기 위해 경쟁할 수 있습니다. 퍼즐을 가장 먼저 풀어낸 채굴자는 자신의 후보 블록을 블록체인에 추가하고 보상을 받게 됩니다.
이더리움의 지분 증명(PoS) 합의 메커니즘 에서 검증자는 후보 블록을 제안하기 위해 무작위로 선택됩니다. 다른 검증인은 블록의 유효성을 증명합니다. 블록이 충분한 증명을 받으면 후보 블록에서 확인된 블록으로 전환됩니다.
블록체인에서 "최종성"이란 무엇입니까?
최종성 은 트랜잭션이나 작업이 더 이상 변경되거나 취소될 수 없는 경우입니다. 거래가 최종성을 달성하면 블록체인에 영구적으로 기록되며 변경하거나 제거할 수 없습니다.
비트코인 블록체인에서는 거래가 네트워크에 전파되고 멤풀에 추가됩니다. 채굴자는 이 풀에서 거래를 선택 및 확인하고 이를 블록체인에 추가할 새 블록에 포함시킵니다. 해당 블록에 포함된 거래는 확인된 것으로 간주되지만 이론적으로는 다른 채굴자가 경쟁 블록을 채굴하는 것이 여전히 가능합니다.
확인된 블록의 수에 따라 트랜잭션의 최종성이 증가합니다. 비트코인 거래는 일반적으로 해당 거래가 포함된 블록에 6개의 블록이 추가되면 "최종" 거래로 간주됩니다. 이더리움의 블록 시간이 짧기 때문에 "최종성"에 대한 비슷한 수준의 신뢰도를 얻으려면 더 많은 수의 확인이 권장됩니다.
"가장 긴 사슬" 원리는 무엇입니까?
위에서 설명한 것처럼 여러 채굴자가 비슷한 시간에 새로운 유효한 블록을 생성할 수 있습니다. 이로 인해 블록체인에 임시 포크가 발생할 수 있습니다.
"가장 긴 체인" 원칙은 블록체인의 유효한 버전은 가장 많은 계산 작업이 투자된 버전, 즉 일반적으로 가장 긴 블록 체인이 있는 버전이라는 규칙을 나타냅니다. 결과적으로 더 짧은 체인의 "유효한" 블록(종종 고아 또는 오래된 블록이라고 함)은 폐기되고 해당 트랜잭션은 멤풀로 반환됩니다.
이더리움은 네트워크가 작업 증명(PoW)을 사용할 때 가장 긴 체인 원칙을 사용했습니다. 2022년 이더리움이 지분 증명(PoS)으로 전환된 후 네트워크는 체인의 "가중치"를 측정하는 업데이트된 포크 선택 알고리즘을 채택했습니다. 이는 검증인이 스테이킹한 이더 잔액에 따라 가중치를 부여한 검증인 투표의 누적 합계입니다.
블록체인 네트워크 정체의 원인은 무엇입니까?
블록체인 네트워크 정체는 네트워크에 제출되는 트랜잭션 수가 네트워크의 처리 용량을 초과할 때 발생합니다.
블록체인 네트워크가 정체되는 데는 여러 가지 이유가 있습니다.
수요 증가
더 많은 사람들이 블록체인에 트랜잭션을 제출함에 따라 멤풀의 확인되지 않은 트랜잭션 수가 단일 블록에 포함될 수 있는 양을 초과할 수 있습니다. 이는 블록 크기와 블록 시간에 본질적인 제한이 있는 블록체인과 특히 관련이 있습니다.
갑작스러운 가격 변동으로 인해 거래 활동이 급증하거나 대량 채택 주기가 빨라지면서 거래가 증가할 수 있습니다.
작은 블록 크기
각 블록체인에는 블록의 최대 크기를 정의하는 블록 크기가 있습니다. 이 블록 크기는 블록에 포함될 수 있는 트랜잭션 수를 제한합니다.
예를 들어, 비트코인은 처음에 블록 크기 제한이 1MB로 설계되었습니다. 2017년 비트코인은 거래 처리량을 향상시키기 위해 Segregated Witness (SegWit) 라는 업그레이드를 구현했습니다 . 이론상 블록 크기 제한이 최대 약 4MB까지 늘어납니다.
트랜잭션 수가 이 한도를 초과하면 네트워크 정체가 발생합니다.
느린 블록 시간
블록 시간은 새 블록이 블록체인에 추가되는 빈도를 나타냅니다. 비트코인은 약 10분마다 새로운 블록을 추가합니다. 훨씬 더 빠른 속도와 양으로 트랜잭션이 생성되면 트랜잭션 백로그가 발생하게 됩니다.
네트워크 정체의 결과는 무엇입니까?
블록체인 네트워크 정체는 네트워크의 원활한 기능을 방해하는 여러 가지 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다.
거래 수수료 증가
채굴자들은 더 높은 수수료를 지불하는 거래를 우선적으로 처리하도록 장려됩니다. 따라서 블록체인 네트워크가 정체되면 사용자는 채굴자가 거래 우선순위를 정하도록 장려하기 위해 더 높은 거래 수수료를 지불해야 하는 경우가 많습니다. 이로 인해 특히 소규모 거래의 경우 블록체인 사용 비용이 평소보다 더 높아질 수 있습니다.
지연된 거래 확인 시간
네트워크 정체로 인해 거래 확인 및 최종 완료를 위한 대기 시간이 길어질 수 있습니다. 극단적인 경우에는 몇 시간, 며칠 또는 그 이상 거래가 확인되지 않을 수도 있습니다. 이는 사용자에게 불만을 야기할 수 있습니다.
열악한 사용자 경험
높은 수수료와 느린 확인 시간은 사용자 경험을 저하시켜 잠재적으로 블록체인의 채택과 유용성을 감소시킬 수 있습니다.
시장 변동성
혼잡은 불확실성을 증폭시키고 시장 변동성에 기여할 수 있습니다. 가상자산를 판매하려는 사용자가 많지만 네트워크가 너무 혼잡하여 이러한 거래를 처리할 수 없는 경우 사용자는 당황하여 보유 자산을 신속하게 오프로드하려고 시도할 수 있습니다.
보안 위험 및 네트워크 중앙 집중화 위험을 포함한 다른 결과도 있습니다. 특히, 확인 시간이 길어질수록 이중 지출 공격의 위험이 증가할 수 있으며, 높은 수수료로 인해 채굴력이 중앙 집중화될 수 있습니다.
네트워크 정체의 예시
비트코인과 이더리움 네트워크 모두 심각한 네트워크 정체를 경험했습니다.
비트코인 네트워크 정체
2017년 말부터 2018년 초 사이에 비트코인의 눈에 띄는 가격 인상은 현재까지 가장 눈에 띄는 네트워크 정체 사건 중 하나로 이어졌습니다. 비트코인의 인기 급등으로 인해 수요와 거래가 엄청나게 증가하여 상당한 지연과 눈에 띄는 거래 수수료 인상이 발생했습니다. 한때 평균 거래 수수료는 50달러를 넘었습니다.
2023년 봄, BRC-20 토큰 과 관련된 거래 활동 증가로 인해 보류 중인 거래와 수수료가 급증하면서 비트코인 네트워크가 정체되었습니다. 한때 거의 400,000건에 달하는 확인되지 않은 거래가 기록되어 멤풀에 병목 현상이 발생했습니다. 몇 주 만에 거래 수수료가 300% 이상 증가했습니다.
이더리움 네트워크 정체
이더리움 네트워크 정체의 주목할 만한 사례 중 하나는 2017년에 "CryptoKitties" 프로젝트가 입소문을 타고 네트워크 속도를 크게 저하시킨 사건입니다. 또한 DeFi 붐 으로 인해 네트워크 정체가 발생하여 가스 가격이 상승했습니다.
모든 블록체인 네트워크는 정체될 수 있습니다. 그러나 비트코인과 이더리움 네트워크의 네트워크 정체 사례는 인기가 많은 가상자산이라는 점으로 인해 더 많은 사람들에게 영향을 미쳤기 때문에 큰 많은 관심을 끌었습니다.
네트워크 정체를 완화하는 솔루션
블록체인 네트워크 정체를 해결하는 것은 쉽지 않습니다. 여러 가지 접근 방식이 있으며 각 접근 방식에는 장점과 단점이 있습니다.
블록 크기 증가
블록 크기를 늘리면 블록당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있어 네트워크 처리량이 효과적으로 늘어납니다. 그러나 더 큰 블록은 네트워크를 통해 전파되는 데 더 오랜 시간이 걸리므로 임시 포크의 위험이 높아집니다. 또한 더 많은 저장 공간이 필요하므로 중앙 집중화가 증가할 수 있습니다.
블록 시간 감소
블록 시간을 줄이면 네트워크가 트랜잭션을 더 빠르게 처리할 수 있습니다. 그러나 블록 시간이 짧을수록 분리된 블록 수가 늘어나고 잠재적으로 보안이 손상될 수 있습니다.
레이어 2 솔루션
이러한 오프체인 솔루션은 메인 블록체인 외부에서 거래를 처리하고 최종 상태를 온체인에 기록합니다. 비트코인의 라이트닝 네트워크 와 이더리움의 플라즈마가 이러한 솔루션의 예입니다. 이러한 솔루션은 확장성을 높일 수 있지만 구현이 복잡하고 추가적인 보안 문제가 발생할 수 있습니다.
샤딩
샤딩은 블록체인을 여러 개의 작은 샤드로 분할하여 각각 트랜잭션과 스마트 컨트랙트를 처리할 수 있는 기술입니다. 이렇게 하면 네트워크 용량이 크게 늘어날 수 있습니다. 그러나 레이어 2 솔루션과 마찬가지로 샤딩은 복잡성을 증가시키고 추가적인 보안 위험을 초래할 수도 있습니다.
네트워크 정체에 대한 다른 잠재적인 솔루션에는 낙관적 및 영지식 롤업을 포함한 수수료 조정 및 확장 솔루션이 포함됩니다. 지분 증명(PoS) 합의 메커니즘은 일반적으로 작업 증명(PoW)보다 빠릅니다.
마치며
앞으로 더 많은 분야에서 블록체인 기술을 채택할 것으로 예상되면서 네트워크 정체 문제가 더욱 부각되고 있습니다. 대량의 트랜잭션을 효율적으로 처리하는 네트워크의 능력은 광범위한 채택과 유용성을 위해 매우 중요합니다. 이는 특히 실시간 일상 거래를 촉진하려는 블록체인 시스템과 관련이 있습니다.
블록체인 네트워크 정체는 심각한 문제를 야기하지만 커뮤니티는 이러한 문제를 완화하는 데 도움이 되는 솔루션을 계속 개발하고 있습니다. 이것이 바로 블록체인 확장성 향상에 대한 연구가 업계에서 가장 주목받는 이유입니다.