레이어 1과 레이어 2의 확장 솔루션 비교

가상자산과 블록체인의 인기가 증가하고 있으며 사용자 수와 거래 수도 늘어나고 있습니다. 블록체인의 혁신은 지속적으로 이어져 왔지만, 확장성(증가하는 수요를 수용하면서 성장할 수 있는 시스템 능력)은 항상 과제였습니다. 고도로 분산되고 안전한 퍼블릭 블록체인 네트워크는 높은 처리량을 달성하는 데 어려움을 겪습니다. 

이는 종종 블록체인 트릴레마(Blockchain Trilemma)로 설명되는데, 분산형 시스템이 동등하게 높은 수준의 분산화, 보안 및 확장성을 동시에 달성하는 것이 사실상 불가능하다는 것을 말합니다. 현실적으로 블록체인 네트워크에는 세 가지 요소 중 두 가지만 목표만큼 달성될 수 있습니다. 

그러나 다행히도 수천 명의 열성팬과 전문가가 솔루션 확장을 위해 노력하고 있습니다. 이러한 솔루션 중 일부는 메인 블록체인(레이어 1)의 아키텍처를 조정하도록 설계되었으며 다른 일부는 기본 네트워크 위에서 작동하는 레이어 2 프로토콜을 대상으로 합니다.

들어가며

운용되고 있는 블록체인과 가상자산이 많기 때문에 그것이 레이어 1 체인을 사용하고 있는지 아니면 레이어 2 체인을 사용하고 있는지 모를 수도 있습니다. 블록체인 복잡성을 숨기면 물론 이점이 있지만 투자하거나 사용 중인 시스템을 이해하는 것은 가치가 있습니다. 여기서 레이어 1과 레이어 2 블록체인의 차이점과 다양한 확장성 솔루션을 이해해 봅시다.

레이어 1과 레이어 2란 무엇인가요?

레이어 1이라는 용어는 블록체인 아키텍처의 기초 토대를 말합니다. 비트코인, 이더리움은 대표적인 레이어 1 블록체인 예시입니다. 레이어 2는 다른 블록체인 위에 구축된 네트워크를 의미합니다. 따라서 비트코인이 레이어 1이라면 그 위에서 실행되는  라이트닝 네트워크는 레이어 2의 예입니다.

블록체인 네트워크 확장성 개선은 레이어 1 솔루션과 레이어 2 솔루션으로 분류할 수 있습니다. 레이어 1 솔루션은 원래 블록체인의 규칙과 메커니즘을 직접 변경합니다. 레이어 2 솔루션은 외부 병렬 네트워크를 사용하여 메인체인 외부의 트랜잭션을 촉진합니다.

블록체인 확장성이 왜 중요한가요?

주요 도시와 빠르게 성장하는 교외 지역 사이에 새로운 고속도로가 건설되고 있다고 상상해 보겠습니다. 고속도로를 통과하는 교통량이 증가하고 혼잡이 일반화됨에 따라(특히 출퇴근 시간대에) A에서 B까지 이동하는 평균 시간이 크게 늘어날 수 있습니다. 도로 인프라의 용량이 제한되어 있고 수요가 계속 증가하고 있다는 점을 고려하면 당연한 일입니다.

이제 더 많은 이용객이 이 경로를 통해 더 빠르게 이동할 수 있도록 무엇을 할 수 있을지 고민할 것입니다. 한 가지 해결책은 도로 양쪽에 추가 차선을 추가하여 고속도로 자체를 개선하는 것입니다. 그러나 이는 이미 고속도로를 이용하는 사람들에게 상당한 문제를 야기할 수 있는 값비싼 해결책이기 때문에 항상 실용적인 것은 아닐 것입니다. 또 다른 대안은 추가 서비스 도로를 건설하거나 고속도로를 따라 경전철 노선을 개설하는 등 핵심 인프라 변경과 관련되지 않은 다양한 접근 방식을 창의적으로 고려하는 것입니다.

블록체인 세계에서 기본 고속도로는 레이어 1(메인 네트워크)이 되고, 추가 서비스 도로는 레이어 2 솔루션(전체 용량을 향상시키기 위한 보조 네트워크)이 됩니다.

비트코인 , 이더리움 , 폴카닷은 모두 레이어 1 블록체인으로 간주됩니다. 이들은 각각의 생태계에 대한 거래를 처리하고 기록하는 기본 계층 블록체인으로, 일반적으로 수수료를 지불하고 더 광범위한 유틸리티를 제공하는 데 사용되는 기본 가상자산입니다. Polygon 은 Ethereum용 레이어 2 확장 솔루션의 한 예입니다. Polygon 네트워크는 정기적으로 이더리움 메인넷에 체크포인트를 커밋하여 상태를 업데이트합니다.

처리량 능력은 블록체인의 핵심 요소입니다. 이는 특정 기간 내에 얼마나 많은 거래가 처리되고 기록될 수 있는지를 보여주는 속도와 효율성의 척도입니다. 사용자 수가 증가하고 동시 트랜잭션 수가 증가함에 따라 레이어 1 블록체인은 사용 속도가 느려지고 비용이 많이 들 수 있습니다. 이는 지분 증명이 아닌 작업 증명 메커니즘 을 사용하는 레이어 1 블록체인의 경우 특히 그렇습니다 . 

레이어 1이 직면한 문제

비트코인과 이더리움은 확장 문제가 있는 레이어 1 네트워크의 좋은 예시입니다. 둘 다 분산 합의 모델을 통해 네트워크를 보호하고 있는데, 이는 모든 거래가 검증되기 전에 여러 노드 에 의해 검증된다는 의미입니다. 소위 마이닝 노드는 모두 복잡한 계산 퍼즐을 풀기 위해 경쟁하며, 성공적인 마이너는 네트워크의 기본 가상자산으로 보상을 받습니다. 

즉, 모든 거래는 확인되기 전에 여러 노드의 독립적인 검증이 필요합니다. 이는 악의적인 행위자의 공격 위험을 완화하면서 정확하고 검증된 데이터를 블록체인에 기록하고 기록하는 효율적인 방법입니다. 그러나 이더리움이나 비트코인만큼 인기가 생기면 처리량 수요가 계속적으로 증가하는 문제가 발생합니다. 네트워크 정체 시 사용자는 확인 시간이 느려지고 거래 수수료가 높아져 불편을 겪습니다.

레이어 1 확장 솔루션은 어떻게 작동하나요?

처리량과 전체 네트워크 용량을 늘릴 수 있는 레이어 1 블록체인에는 여러 가지 옵션이 있습니다. 작업 증명을 사용하는 블록체인의 경우 지분 증명으로의 전환은 처리 비용을 줄이면서 초당 트랜잭션 (TPS)을 늘리는 옵션이 될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 가상자산 커뮤니티에서는 지분 증명의 이점과 장기적인 영향에 대해 엇갈린 견해가 있습니다.

레이어 1 네트워크의 확장 솔루션은 일반적으로 프로젝트 개발 팀에서 도입합니다. 솔루션에 따라 커뮤니티는 네트워크를 하드포크하거나 소프트포크 해야 합니다. Bitcoin의 SegWit 업데이트 와 같은 일부 작은 변경 사항은 이전 버전과 호환됩니다. 반면 비트코인의 블록 크기를 8MB로 늘리는 등의 더 큰 변경에는 하드 포크가 필요합니다. 이를 통해 업데이트가 포함된 블록체인과 업데이트가 포함되지 않은 블록체인의 두 가지 버전이 생성됩니다.

네트워크 처리량을 늘리는 또 다른 옵션은 샤딩입니다. 이는 블록체인의 작업을 순차적이 아닌 동시에 데이터를 처리할 수 있는 여러 개의 작은 섹션으로 분할하는 것입니다.

레이어 2 확장 솔루션은 어떻게 작동하나요?

레이어 2 솔루션은 메인 체인과 병렬로 또는 독립적으로 작동하는 보조 네트워크에 의존합니다.

롤 업

영지식 롤업(가장 일반적인 종류)은 오프체인 레이어 2 트랜잭션을 묶어서 메인 체인에 하나의 트랜잭션으로 제출합니다. 이러한 시스템은 유효성 증명을 사용하여 거래의 무결성을 확인합니다. 자산은 브리징 스마트 컨트랙트를 통해 원래 체인에 보관되며, 스마트 컨트랙트는 롤업이 의도한 대로 작동하는지 확인합니다. 이는 자원 집약도가 낮은 롤업의 이점과 함께 원래 네트워크의 보안을 제공합니다. 

사이드체인

사이드체인은 자체 검증인 세트를 갖춘 독립적인 블록체인 네트워크입니다. 이는 메인 체인의 브리징 스마트 컨트랙트가 사이드체인 네트워크의 유효성을 확인하지 않는다는 것을 의미합니다. 따라서 원래 체인의 자산을 제어할 수 있으므로 사이드체인이 올바르게 작동하고 있다고 신뢰해야 합니다. 

상태 채널

상태 채널은 거래 당사자 간의 양방향 통신 환경입니다. 당사자들은 기본 블록체인의 일부를 봉인하고 이를 오프체인 거래 채널에 연결합니다. 이는 일반적으로 사전에 합의된 스마트 컨트랙트나 다중 서명을 통해 수행됩니다 . 그런 다음 당사자들은 거래 데이터를 기본 분산 원장(즉, 메인 체인)에 즉시 제출하지 않고 오프체인에서 일련의 거래를 실행합니다. 세트의 모든 거래가 완료되면 채널의 최종 "상태"가 검증을 위해 블록체인에 전송됩니다. 이 메커니즘을 사용하면 트랜잭션 속도를 향상시키고 네트워크의 전체 용량을 늘릴 수 있습니다. Bitcoin Lightning Network 및 Ethereum의 Raiden 과 같은 솔루션은 상태 채널을 기반으로 작동합니다.

중첩된 블록체인

이 솔루션은 기본 "상위" 블록체인 위에 있는 일련의 보조 체인을 사용합니다. 중첩된 블록체인은 상위 체인이 설정한 규칙과 매개변수에 따라 작동합니다. 메인 체인은 거래 실행에 참여하지 않으며 그 역할이 필요한 경우 분쟁 해결로 제한됩니다. 일상적인 작업은 메인 체인에서 완료되면 처리된 트랜잭션을 메인 체인으로 반환하는 "하위" 체인에 위임됩니다. OmiseGO의 플라즈마 프로젝트는 레이어 2 중첩 블록체인 솔루션의 예시입니다.

확장 솔루션의 한계

레이어 1과 레이어 2 솔루션 모두 고유한 장점과 단점이 있습니다. 레이어 1과 협력하면 대규모 프로토콜 개선을 위한 가장 효과적인 솔루션을 제공할 수 있습니다. 그러나 이는 검증인이 하드 포크를 통해 변경 사항을 수락하도록 확신해야 함을 의미하기도 합니다.

검증인이 이를 원하지 않을 수 있는 한 가지 가능한 예는 작업 증명에서 지분 증명으로 변경하는 것입니다. 그러나 채굴자는 보다 효율적인 시스템으로의 전환으로 인해 수입을 잃게 되며 확장성을 개선할 인센티브를 잃게 됩니다.

레이어 2는 확장성을 향상시키는 훨씬 빠른 방법을 제공합니다. 그러나 사용하는 방법에 따라 원래 블록체인의 보안이 치명적일 수 있습니다. 사용자는 탄력성과 보안성으로 인해 Ethereum 및 Bitcoin과 같은 네트워크를 신뢰합니다. 레이어 1의 측면을 제거하면 효율성과 보안을 위해 레이어 2 팀과 네트워크에 의존해야 하는 경우가 많습니다.

레이어 1과 레이어 2 그 다음은 무엇인가요?

핵심 질문 중 하나는 레이어 1의 확장성이 향상됨에 따라 레이어 2 솔루션이 필요한지 여부입니다. 기존의 블록체인들이 개선되고 있으며 확장성이 뛰어난 새로운 네트워크로 만들어지고 있습니다. 그러나 주요 시스템의 확장성이 향상되려면 오랜 시간이 걸리며, 이어지는 것으로 신뢰할 수 있을 것인가 하는 문제가 있습니다. 가장 가능성이 높은 옵션은 레이어 1이 보안에 집중하고 레이어 2 네트워크가 특정 사용 사례에 맞게 서비스를 맞춤화하도록 허용하는 것입니다. 

가까운 미래에는 이더리움과 같은 대규모 체인이 대규모 사용자 및 개발자 커뮤니티로 인해 여전히 지배할 가능성이 높습니다. 그러나 대규모 분산 유효성 검사 벨리데이터들과 신뢰할 수 있을 만큼 쌓이는 평판은 그 대상의 레이어 2 솔루션을 위한 견고한 기반을 만듭니다.

마치며

가상자산이 시작된 이후 향상된 확장성을 추구하면서 레이어 1 개선과 레이어 2 솔루션이라는 두 가지 접근 방식이 탄생했습니다. 다양한 가상자산 포트폴리오를 보유하고 있다면 이미 레이어 1과 레이어 2 네트워크 모두에 노출되어 있을 가능성이 높습니다. 이제 두 가지의 차이점과 두 가지가 제공하는 확장에 대한 다양한 접근 방식을 이해하고 어떻게 발전해나가는지 보고 그들과 함께 나아갈 수 있을 것입니다.