• 블록체인 트릴레마는 블록체인 네트워크에서 보안성, 탈중앙화, 확장성을 동시에 균형 있게 달성하기 어려운 문제를 설명합니다.
• 일반적으로 한 가지 특성을 개선하면 다른 하나 또는 두 가지 특성이 약화되는 경우가 많습니다.
• 블록체인들은 트릴레마를 해결하기 위해 대체 합의 메커니즘, 레이어 2 솔루션, 샤딩 등 다양한 기술적 접근 방식을 채택하고 있습니다.
• 아직 트릴레마를 완전히 해결한 블록체인은 없지만, 이더리움의 Fusaka 업그레이드와 롤업 중심 로드맵 같은 지속적인 발전은 그 격차를 크게 줄이고 있습니다.

들어가며

블록체인은 초당 처리할 수 있는 트랜잭션 수가 제한적입니다. 따라서 많은 사람들은 블록체인 기술이 전 세계적으로 채택되기 위해서는 더 많은 데이터를 더 빠른 속도로 처리할 수 있어야 한다고 주장합니다. 그래야 더 많은 사용자가 네트워크를 이용하더라도 네트워크가 느려지거나 비용이 지나치게 비싸지지 않을 수 있습니다.

그러나 많은 탈중앙화 네트워크의 기본 설계상 확장성을 높이면 탈중앙화 또는 보안성이 약해지는 경향이 있습니다. 이를 블록체인 트릴레마라고 합니다. 개발자들은 새로운 합의 메커니즘, 샤딩, 레이어 2 네트워크 등 다양한 해결책을 연구하고 있습니다.

블록체인 트릴레마

간단히 말해 블록체인은 분산형 디지털 데이터베이스입니다. 데이터 블록은 시간순으로 정렬되고, 암호학적 증명으로 서로 연결됩니다. 이 기술은 이미 여러 산업에 적용되며 우리가 일하고 생활하는 방식을 바꾸고 있습니다.

기본 아이디어는 탈중앙화되고 안전한 블록체인을 통해 네트워크나 시장이 작동하기 위해 제3자에게 의존하지 않아도 되는 세상을 만드는 것입니다. 그러나 전문가들은 일반적으로 이 기술이 더 널리 채택되기 위해서는 블록체인 트릴레마를 해결해야 한다는 데 동의합니다.

이더리움 공동창업자 비탈릭 부테린이 널리 알린 블록체인 트릴레마는 블록체인이 세 가지 속성을 동시에 최적 수준으로 달성하기 어렵다는 개념입니다. 세 가지 속성 중 하나를 강화하면 다른 하나 또는 두 가지를 어느 정도 희생해야 하는 경우가 많습니다.

탈중앙화

퍼블릭 블록체인은 일반적으로 탈중앙화를 목표로 설계됩니다. 즉, 네트워크에 대한 일방적 통제권을 가진 단일 참여자가 없어야 합니다. 다만 실제 탈중앙화 수준은 네트워크마다 크게 다릅니다. 일반적으로 네트워크는 참여를 원하는 누구에게나 열려 있으며, 통제권은 모든 참여자에게 분산됩니다. 모든 참여자는 동일한 원장을 볼 수 있고, 누군가 기록을 자신에게 유리하게 바꾸려 한다면 나머지 네트워크가 이를 검증하고 사기성 데이터를 거부할 수 있습니다.

비트코인과 전통 은행 시스템의 차이를 생각해볼 수 있습니다. 은행은 거래 당사자 간 신뢰를 보장하고 모든 기록이 정확히 보관되도록 관리합니다. 반면 비트코인 블록체인은 해당 데이터를 네트워크의 모든 참여자와 공유합니다. 데이터베이스에 추가되기 전에 누구나 이를 확인하고 검증할 수 있도록 하기 위해서입니다. 그 결과 제3자 없이도 존재할 수 있는 시스템이 만들어집니다.

탈중앙화는 Web3라고 알려진 가능성을 제공합니다. Web2가 오늘날 인터넷의 대부분을 구성하며 웹사이트와 앱이 기업에 의해 통제되는 구조라면, Web3는 사용자에게 자신의 데이터와 정체성에 대한 통제권을 제공합니다.

그러나 탈중앙화에는 트레이드오프가 따릅니다. 여러 사용자가 각 트랜잭션에 대해 합의해야 하므로, 처리 속도는 중앙화 시스템보다 느린 경우가 많습니다. 이 때문에 확장성, 즉 초당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있는 능력은 탈중앙화 네트워크의 핵심 과제가 됩니다.

블록체인 보안성

보안성은 모든 블록체인에 필수적입니다. 보안성이 없다면 공격자가 네트워크를 침해하고 트랜잭션 기록을 변경할 수 있기 때문입니다. 시스템이 중앙화되어 있든 탈중앙화되어 있든 보안은 자동으로 보장되지 않습니다. 중앙화 시스템은 더 강한 통제와 빠른 의사결정의 이점을 가질 수 있지만, 단일 장애 지점이 존재하며 보안팀의 역량에 크게 의존합니다.

탈중앙화 시스템에서는 중앙 기관에 의존하지 않고 보안을 달성해야 합니다. 예를 들어 비트코인은 암호학과 작업증명(PoW)이라는 합의 메커니즘을 결합해 사용합니다. 각 데이터 블록은 고유한 디지털 서명, 즉 해시를 통해 이전 블록과 연결됩니다. 이로 인해 데이터가 조작되면 즉시 탐지할 수 있습니다.

PoW는 또 다른 보호 계층을 제공합니다. 채굴자라고 불리는 네트워크 참여자는 트랜잭션을 검증하기 전에 방대한 해시 연산을 통해 복잡한 수학 문제를 풀어야 합니다. 이는 공격 비용을 높이고 공격을 어렵게 만듭니다. 비트코인 채굴은 의도적으로 많은 자원을 요구하도록 설계되어 있기 때문에, 다른 접근 방식보다 속도가 느립니다.

또한 네트워크 참여자, 즉 노드 수가 많을수록 네트워크는 더 안전해집니다. 네트워크가 클수록 한 악의적 행위자가 시스템을 장악하기 어려워집니다.

이론적으로 특정 개인이나 집단이 네트워크 권력의 절반 이상을 통제하면 51% 공격을 수행할 수 있습니다. 이 경우 이중지불 같은 악용이 가능해질 수 있습니다.

블록체인 확장성

확장성은 블록체인이 초당 더 많은 트랜잭션, 즉 TPS를 처리할 수 있는 능력을 의미합니다. 블록체인 기술이 대중적으로 채택되고 잠재적으로 수십억 명의 사용자를 지원하려면 트랜잭션을 빠르고 저렴하며 안정적으로 처리해야 합니다. 실제로는 블록체인 설계의 두 가지 기본 원칙인 탈중앙화와 보안성이 확장성보다 우선되는 경우가 많습니다.

예를 들어 Visa 같은 중앙화 결제 시스템은 폐쇄적이고 허가형 환경에서 운영되기 때문에 초당 수천 건의 트랜잭션을 처리할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 시스템은 수천 개의 독립 노드로부터 글로벌 합의를 받을 필요가 없기 때문에 거의 즉시 트랜잭션을 처리할 수 있습니다.

반면 퍼블릭 블록체인은 모든 트랜잭션을 여러 독립 검증자를 통해 처리해야 합니다. 이러한 분산 검증은 성능을 늦춥니다. 비트코인 기본 레이어는 평균 약 5 TPS를 처리하고, 이더리움은 약 15~20 TPS를 처리합니다.

일부 네트워크에서 작업증명(PoW)이 지분증명(PoS) 합의로 대체되었더라도, 글로벌 합의가 필요하다는 점은 여전히 제약으로 작용합니다. 효과적인 확장성 솔루션이 없다면 사용량이 급증할 때 네트워크 혼잡, 느린 트랜잭션 처리, 높은 수수료가 발생할 수 있습니다.

블록체인 트릴레마 해결 접근법

블록체인 트릴레마에 대한 가장 단순한 접근은 더 큰 규모와 속도를 얻기 위해 네트워크 검증자, 즉 노드 수를 줄이는 것입니다. 그러나 그렇게 하면 탈중앙화가 약해지고, 더 적은 참여자에게 통제권이 집중됩니다. 동시에 참여자가 줄어들면 공격 가능성이 높아져 보안성도 약화될 수 있습니다.

여기서 트릴레마가 나타납니다. 탈중앙화와 보안성은 깊게 연결되어 있으며, 블록체인의 설계 방식상 확장성을 개선하려면 이 둘 중 하나 또는 둘 모두가 약화되기 쉽습니다. 핵심 질문은 블록체인을 신뢰할 수 있게 만드는 본질적 특성을 희생하지 않으면서 어떻게 더 빠르게 만들 수 있는가입니다.

진행 중인 발전

트릴레마를 해결하는 단일한 해법은 없습니다. 그러나 개발자와 연구자들은 다양한 접근 방식을 탐색해왔고, 그중 상당수는 유망한 결과를 보여주고 있습니다. 대표적인 발전은 다음과 같습니다.

샤딩

샤딩은 블록체인을 더 작은 구획, 즉 샤드로 나누는 방식입니다. 각 샤드는 자체 원장을 갖고 독립적으로 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 메인 체인은 샤드 간 상호작용을 조정하며, 이를 통해 단일 체인에 가해지는 부담을 줄이고 확장성을 높입니다.

예를 들어 NEAR 프로토콜은 Nightshade라는 샤딩 모델을 사용합니다. 이 모델은 네트워크를 여러 병렬 샤드로 나누어 동적으로 확장합니다. 정확한 샤드 수와 완결성 시간은 네트워크 업그레이드에 따라 바뀔 수 있지만, 현재 네트워크는 8개의 활성 샤드를 운영하고 있으며 약 600밀리초 안에 트랜잭션 완결성을 달성할 수 있습니다.

대체 합의 메커니즘

비트코인 네트워크에서 트릴레마가 존재하는 이유 중 하나는 보안을 확보하기 위해 PoW가 작동하는 방식 때문입니다. 합의를 안전하게 만드는 다른 방법을 찾는 것은 트릴레마를 해결하기 위한 접근법 중 하나입니다.

PoS 블록체인에서는 트랜잭션 검증에 참여하는 사람들이 자신의 토큰을 스테이킹, 즉 잠가야 합니다. 고도로 전문화된 채굴 장비는 필요하지 않습니다. 네트워크에 더 많은 검증자를 추가하는 것이 더 단순하고 접근하기 쉬운 편입니다. 다만 참여 가능성은 여전히 스테이킹 요건, 하드웨어 요건, 검증자 수 제한, 위임 또는 스테이킹 풀 지원 여부에 따라 달라집니다.

또 다른 접근법은 권위증명(PoA)입니다. PoA는 스테이킹된 코인이 아니라 검증자의 신원을 바탕으로 네트워크를 보호합니다. PoA 시스템에서는 제한된 수의 신뢰할 수 있는 참여자가 사전에 승인되어 트랜잭션을 검증하고 블록을 생성합니다. 이는 높은 확장성을 제공할 수 있지만 탈중앙화는 약화됩니다.

일부 블록체인 네트워크는 트레이드오프를 균형 있게 조정하기 위해 하이브리드 모델을 사용합니다. 예를 들어 BNB 스마트 체인은 지분권위증명(PoSA)을 사용합니다. 검증자는 블록 생성에 참여하기 위해 BNB를 스테이킹하며, 약 3초의 블록 시간을 달성합니다. Conflux 네트워크는 PoW의 요소와 방향성 비순환 그래프(DAG) 구조를 결합해 PoW의 보안 특성을 유지하면서 처리량을 개선합니다.

레이어 2 솔루션

트릴레마를 해결하는 또 다른 접근은 기존 블록체인의 기본 레이어를 변경하는 대신 그 위에 구축하는 것입니다. 레이어 2 솔루션은 메인 체인 밖에서 트랜잭션을 처리한 뒤, 그 결과를 다시 메인 체인에 정산합니다. 이를 통해 혼잡을 줄이고 수수료를 낮추며, 기본 레이어의 보안성을 유지할 수 있습니다.

롤업은 여러 트랜잭션을 오프체인에서 묶은 뒤, 압축된 단일 증명을 메인 체인에 제출해 검증받는 방식입니다. Arbitrum 같은 옵티미스틱 롤업은 이의 제기가 없는 한 트랜잭션이 유효하다고 가정합니다. 반면 Scroll 같은 영지식 롤업, 즉 ZK 롤업은 모든 트랜잭션 세부정보를 공개하지 않고도 암호학적 증명을 통해 유효성을 확인합니다. 이더리움은 점점 더 롤업 중심 구조로 이동하고 있으며, DeFi, 게임, NFT 활동의 상당 부분이 속도 개선과 비용 절감을 위해 레이어 2에서 이뤄지고 있습니다.

2025년 12월 활성화된 이더리움의 Fusaka 업그레이드는 PeerDAS라는 메커니즘을 통해 롤업의 데이터 가용성을 더욱 개선했습니다. 이를 통해 모든 노드가 모든 데이터를 저장하지 않아도 네트워크가 검증 규모를 확장할 수 있습니다.

상태 채널은 참여자들이 오프체인에서 트랜잭션을 수행하고, 블록체인에는 개시 상태와 종료 상태만 기록하는 방식입니다. 비트코인 라이트닝 네트워크는 상태 채널을 사용하는 잘 알려진 사례입니다. 대부분의 활동을 오프체인에 두면서도 최종 정산은 비트코인 기본 레이어에 의존함으로써 빠르고 저렴한 트랜잭션을 가능하게 합니다.

자주 묻는 질문

블록체인 트릴레마란 무엇인가요?

블록체인 트릴레마는 블록체인 네트워크의 세 가지 핵심 속성인 보안성, 탈중앙화, 확장성을 동시에 최적화하기 어려운 문제를 의미합니다. 이 용어는 이더리움 공동창업자 비탈릭 부테린이 널리 알렸습니다. 대부분의 설계는 트레이드오프를 요구하며, 한 가지 속성을 개선하면 다른 하나 또는 두 가지 속성이 약화되는 경향이 있습니다.

블록체인 트릴레마는 해결되었나요?

2026년 기준 트릴레마를 완전히 해결한 블록체인은 없습니다. 그러나 레이어 2 솔루션, 대체 합의 메커니즘, 샤딩은 상당한 진전을 만들었습니다. 예를 들어 이더리움의 롤업 생태계는 기본 레이어를 넘어 처리량을 크게 확장하도록 설계되어 있으며, 로드맵 목표와 데이터 가용성 업그레이드를 통해 매우 높은 통합 처리 역량을 지향하고 있습니다.

어떤 블록체인이 트릴레마를 가장 잘 해결하고 있나요?

각 블록체인은 설계 목표에 따라 트릴레마의 우선순위를 다르게 둡니다. 이더리움은 보안성과 탈중앙화를 중시하며 확장성을 위해 레이어 2 네트워크에 의존합니다. 솔라나는 처리량과 속도를 우선시하지만 탈중앙화 측면에서 트레이드오프가 있습니다. NEAR 프로토콜은 기본 레이어에서 동적 샤딩을 사용해 세 가지 속성의 균형을 맞추려 합니다. 단일한 정답은 없으며, 적절한 균형은 사용 사례에 따라 달라집니다.

트릴레마 관점에서 레이어 1과 레이어 2의 차이는 무엇인가요?

레이어 1은 비트코인이나 이더리움 같은 기본 블록체인입니다. 보안성과 탈중앙화를 담당합니다. 레이어 2 네트워크는 확장성을 개선하기 위해 레이어 1 위에 구축됩니다. 트랜잭션은 오프체인에서 처리되고 주기적으로 레이어 1에 정산됩니다. 이러한 분리는 기본 레이어가 보안 속성을 유지하면서도 레이어 2가 처리량 수요를 흡수할 수 있게 합니다.

샤딩이란 무엇이며 어떻게 도움이 되나요?

샤딩은 블록체인을 더 작은 구간, 즉 샤드로 나누는 방식입니다. 각 샤드는 자체 트랜잭션을 독립적으로 처리할 수 있습니다. 이를 통해 단일 노드에 가해지는 부담을 줄이고 전체 네트워크 처리량을 늘릴 수 있습니다. 이더리움은 장기 로드맵의 일환으로 풀 댕크샤딩을 개발하고 있으며, NEAR 프로토콜은 이미 기본 레이어에서 동적 샤딩 모델을 사용하고 있습니다.

마치며

블록체인 트릴레마는 블록체인 기술이 잠재력을 완전히 실현하는 데 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다. 그러나 이더리움의 롤업 중심 로드맵, Fusaka 업그레이드, 고성능 모듈러 블록체인의 부상과 같은 지속적인 노력은 유망한 방향을 보여주고 있습니다. 이러한 혁신은 보안성과 탈중앙화를 훼손하지 않으면서 확장성을 높이는 것을 목표로 하며, 블록체인이 글로벌 규모의 애플리케이션을 지원할 수 있는 미래에 산업을 더 가까이 데려가고 있습니다.