지속가능한 확장성: L1블록체인 vs ZK롤업

[Xangle Originals]

작성자: 포뇨

 

요약

• 경제적 지속성 측면에서 ZK롤업은 L1블록체인보다 유리
• 오늘날 하드웨어 성능의 한계도 L1블록체인의 확장성을 저해하는 요소
• 모듈형 블록체인은 L2 솔루션들을 무제한으로 추가하여 트랜젝션 처리량을 분산시킬 수 있어 L1블록체인 대비 확장성을 증가시키기 용이
• 따라서 지속가능한 확장성을 구축하려면 모듈형 블록체인이 합리적인 대안

이더리움이 채택한 모듈형 블록체인 구조는 보안성과 탈중앙화를 희생하지 않으면서도 확장성을 높일 수 있어 크립토 커뮤니티에서 주목받고 있다. 그러나 비탈릭이 이끄는 이더리움 재단이 모듈형 블록체인을 선택한 진짜 이유는 샤딩과 롤업의 조합이 이더리움내 지속가능한 확장성을 구축할 수 있는 방법이라고 결론을 내렸기 때문이 아닐까 짐작해본다(여기서 지속가능한 확장성이란, 수수료를 합리적인 선에서 유지하면서도 거래 처리 속도를 꾸준히 증가시킬 수 있는 것을 의미한다). 지금부터 그 이유를 세 가지 측면에서 살펴보도록 하겠다.

 

1. 경제적으로 지속 가능한 모델

모든 비즈니스가 그렇듯 이익이 손해보다 커야 장사를 계속할 수 있다. 블록체인도 마찬가지로, 사용자들의 거래 활동으로 거둬들이는 트랜젝션 수수료(매출)가 검증자 노드한테 제공하는 토큰의 수(인플레이션, 혹은 비용)보다 많아야 네트워크가 장기적으로 지속 가능하다. 그러나 지금 대부분의 L1블록체인은 거둬들이는 매출보다 발생하는 비용이 압도적으로 크다.

초고속 L1블록체인의 선두주자인 솔라나를 예로 들어보자. 솔라나는 네트워크가 가장 활발했을 때 하루에 약 $150K 달러의 매출(연간 $54.75M, 출처: Token Terminal)이 발생했던 반면, 1년에 검증자 노드한테 주는 SOL토큰만 $4B에 달한다. 손해율이 무려 -98.6%인 셈이다.

이 주장에 대해서 시간이 지남에 따라 네트워크 활성도가 증가하여 트랜젝션이 더 많이 발생하면 매출이 증가할 것이고, 인플레이션은 해마다 줄어들기 때문에 나중에는 자연스럽게 BEP(equilibrium)에 도달할 수 있다고 반박할 수 있다. 맞는 말이다. 다만, polynya에 따르면 그러기 위해서는 솔라나가 최소 초당 154,000개의 트랜젝션을 쉬지 않고 처리해야 하는데, 과거 두 차례의 셧다운 사례를 비추어보면 현재 솔라나의 성능으로는 역부족이다. 결국 Q(트랜젝션 수)를 올릴 수 없다면 P(가스비)를 올려야 하는데, 이렇게 되면 솔라나는 자신의 최대 강점인 낮은 수수료를 더 이상 내세울 수 없을뿐더러 지속가능한 확장성을 갖추고 있지 않는다는 결론이 나온다. 반면, ZK롤업은 동시에 가용해야 하는 노드(relayer) 수가 적어 거래 수수료만으로도 충분히 마진을 남길 수 있다. 즉, 유지 비용이 현저히 낮아 가스비가 저렴해도 이익을 남길 수 있기 때문에 경제적으로 지속 가능한 구조를 갖추고 있다는 뜻이다.

 

2. 하드웨어 성능 한계를 극복할 기술

일반적인 L1 블록체인은 네트워크 보안성을 유지하기 위한 수단으로 노드들끼리 일련의 검증 과정 (합의 알고리즘)을 거친다. PoS블록체인의 경우 네트워크 보안을 강화하려면 수많은 검증자 노드들이 참가하여 전체 스테이킹 물량을 증가시켜야 하는데, 문제는 노드 수가 증가할수록 검증 과정이 길어진다.

이때 검증 과정을 줄일 수 있는 가장 단순한 방법은 짧은 시간 안에 최대한 많은 블록을 검증할 수 있도록 최첨단 하드웨어를 사용하는 것이다. 그러나 최첨단 하드웨어도 수요가 기하급수적으로 증가하면 병목 현상이 발생할 수밖에 없다. 다시 솔라나로 돌아가면, 솔라나는 검증 과정을 최대한 줄이기 위해 노드들에게 무지막지한 컴퓨터를 사용하도록 강제하고 있다 (12 CPU, 128GB RAM으로도 블록체인을 따라가기 벅찰뿐더러 블록체인과 제네시스부터 싱크 하려면 램 256GB도 부족하다. Jameson Lopp는 (링크) 시험 삼아 32GB RAM이 탑재된 컴퓨터로 솔라나와 싱크 하려다가 1시간도 안돼서 컴퓨터가 크래시했다).

ZK롤업은 합의할 것이 없어 합의 알고리즘도 존재하지 않는다. 실시간으로 롤업을 수행하고 모니터링하는데 노드 하나면 충분하기 (물론 censorship resistance와 만일의 사태를 위해서는 하나보다는 많은 것이 좋음) 때문에 L1과 달리 매우 효율적으로 작동되고 하드웨어의 영향을 덜 받는다.

 

3. 모듈형 블록체인의 구조적 이점

오늘날 대부분의 L1블록체인은 하나의 체인에서 모든 트랜젝션을 처리해야 하는 반면, 모듈형 블록체인은 샤드 체인에 개별적인 L2 솔루션들을 무제한으로 추가함으로써 트랜젝션 처리량을 여러 체인에 분산시킬 수 있다. L2 체인끼리 자금을 이동하는 것이 어렵고 불편하다고 생각할 수 있겠지만, 이미 Hop Protocol, Layerswap, 그리고 바이코노미같은 훌륭한 L2 브릿지들이 다수 등장하고 있다. 비탈릭 부테린이 향후 이더리움이 1,000,000~10,000,000TPS까지도 도달할 수 있을 것이라고 말한 이유이기도 하다.

 

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