[쟁글 아카데미] TPS(초당 트랜잭션 수)

작성자: 강원준 정원준 추성훈

목차

1. TPS란? 

2. TPS가 낮은 이유

3. 낮은 TPS '블록체인' 왜 쓰일까 

4. 개선 움직임 

1. TPS란? 

TPS는 Transactions Per Second의 약자로, 블록체인이 1초 당 처리하는 트랜잭션의 수를 뜻합니다. TPS는 블록체인의 확장성(Scalability)을 판단하는 지표 중 하나로 쓰입니다. 다만 각 블록체인이 주장하는 TPS는 항상 일정한 것이 아닌 처리하는 계약의 내용에 따라 달라질 수 있다는 점은 염두에 둬야 합니다. 

TPS가 10이라는 것은 1초 당 10개의 트랜잭션을 소화할 수 있다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 10명의 사람이 은행에서 동시에 다른 사람의 계좌로 원화를 이체할 때, 모든 거래가 동시에 이루어지게 됩니다. 그러나 10명의 사람이 블록체인을 통해 동시에 다른 사람의 지갑으로 가상자산을 이체할 때는 거래가 동시에 이루어지지 않을 수도 있습니다. 이러한 현상이 발생하는 이유는 시중 은행의 TPS가 10 이상이지만, 일부 블록체인의 TPS는 10 미만이기 때문입니다.

실제로 비트코인(BTC)의 TPS는 약 7, 이더리움(ETH)의 TPS는 약 10~20, 리플(XRP)의 TPS는 1,000, 클레이튼(KLAY)의 TPS는 약 2,500, 이오스(EOS)의 TPS는 약 4,000 정도로 알려져 있습니다. 이를 오늘날 전 세계에서 가장 많은 거래를 처리하고 있는 신용카드 회사 비자(Visa)의 TPS(24,000)와 비교하면, 대다수 블록체인 TPS가 기존 금융 시스템에 비해 현저히 낮다는 점을 알 수 있습니다.

2. TPS가 낮은 이유

블록체인의 TPS는 왜 신용카드 시스템에 비해 낮을까요? 인간이 하루 24시간이라는 한정된 시간 속에 업무-여가-수면을 조절하듯, 블록체인은 한정된 데이터 저장 공간과 연산력이라는 제약 속에서 '탈중앙성-보안성-확장성'을 확보하고자 합니다. 퇴근 후 친구들과 놀기 위해 수면 시간을 포기하는 우리처럼, 블록체인은 한정된 자원 내에서 탈중앙성과 보안성을 확보하기 위해 확장성을 희생하고 있습니다.

• 탈중앙화(Decentralization): 블록의 검증 과정이 소수의 중앙화된 검증자에 의존하지 않음
• 보안성(Security): 다수의 노드들의 집단 공격 혹은 외부의 해킹에 대해서 저항성을 가지고 네트워크의 안정성을 유지할 수 있는 능력
• 확장성(Scalability): 블록체인 사용자 증가에 따라 트랜잭션 수가 늘어나더라도 무리 없이 그것을 처리를 할 수 있는 능력

이더리움의 창시자 비탈릭 부테린은 이런 한계점을 '블록체인 트릴레마(Blockchain Trilemma)'로 정의했습니다. 이는 어떠한 블록체인도 탈중앙성, 보안성, 확장성 중 두 가지는 확보할 수 있으나, 동시에 세 가지 모두를 가질 수 없음을 표현한 것입니다.

예를 들어, 비트코인과 이더리움에서는 수 많은 분산화된 노드(Node, 검증자)들이 모든 트랜잭션을 검증하여 탈중앙성과 보안성을 확보했습니다. 하지만 이로 인해 TPS가 매우 낮습니다. 만일 높은 TPS를 위해서 적은 수의 노드로 블록체인을 운영한다면 확장성은 확보할 수 있지만 탈중앙성과 보안성을 희생하게 됩니다.

3. 낮은 TPS에도 '블록체인' 왜 쓰일까 

이처럼 블록체인은 거래 처리 속도가 낮은 수준임에도 왜 쓰이는 걸까요? TPS가 낮은 대신 블록체인의 존재 의미라고 볼 수 있는 '탈중앙성'과 '보안성'을 확보할 수 있기 때문입니다.

블록체인은 특정 기관이나 조직에 의존하지 않은 탈중앙화를 목표로 하는 기술입니다. 불특정 다수 참여자가 모여 블록체인 상에서 일어나는 모든 거래를 검증하고 공동 관리합니다. 이같은 구조에서 거래를 조작하거나 이미 완료된 거래를 되돌리기 어려워 보안성이 주목받습니다.

그렇다면 탈중앙성과 보안성을 확보한 블록체인 중 TPS가 높은 것은 없을까요? 블록 검증에 참여한 노드가 적으면 처리 속도가 빨라질 수는 있습니다. 하지만 검증 노드 수가 적을 경우, 특정 세력의 통제가 가능한 환경이 조성될 수 있어 네트워크 전체의 안정성을 보장하기 어렵다는 문제가 발생합니다.

또한 블록체인은 ‘탈중앙성’, ‘보안성’, ‘투명성’, ‘위변조 불가능성’ 등의 가치를 가지고 있는 것에 초점을 맞춰야 하는 것이지 속도를 목적으로 등장한 것이 아닙니다. 대표적으로 이더리움 TPS는 다른 블록체인에 비해 현저히 낮은 편이지만, 다른 블록체인보다 사용량이 훨씬 많은 이유 중의 하나가 바로 탁월한 보안에 있습니다.

4. 개선 움직임

물론 시장에서는 블록체인 기반 서비스의 대중화를 위해 확장성을 개선시키고자 하는 움직임이 있습니다. 

이더리움의 경우, '이더리움 2.0' 업그레이드를 통해 탈중앙성과 보안성을 유지하는 동시에 확장성을 개선하기 위한 계획을 실행 중입니다. 이더리움 2.0은 이더리움 1.0의 보안을 계승하는 확장된 이더리움 체인입니다. 이를 통해 기존 메인넷의 문제점이던 높은 수수료 문제와 낮은 TPS 문제를 개선할 것으로 전망됩니다. 최근 그 첫 단계로, 주요 합의 알고리즘을 기존의 PoW(Proof-of-Work, 작업 증명)에서 PoS(Proof-of-Stake, 예치 증명)으로 변환하는 과정을 거쳤습니다. 궁극적인 이더리움 2.0의 목표는 '샤딩(Sharding)'과 '롤업(Rollup)' 솔루션의 도입으로 확장성이 개선돼 이더리움을 대중화하는 것입니다. 

• 샤딩
  트랜잭션이 보다 쉽게 처리될 수 있도록 데이터를 기존보다 작은 단위인 샤드(shard)로 나누는 기술입니다. 이것이 적용되면 트랜잭션 검증이 더 효율적으로 이루어져 단일 블록에서 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있다고 합니다. 동시에 나눠진 샤드들은 서로 정보를 교류할 수 있어 기존과 동일한 수준의 보안성을 지닐 수 있습니다.
• 롤업
  트랜잭션을 메인 체인이 아닌 체인 외부에서 실행하여, 그 결과값만을 묶어서 메인 체인에 기록하는 확장성 기술입니다. 이때 메인 체인을 '레이어1', 체인 외부에서 트랜잭션을 실행하는 솔루션을 '레이어2'라고 부릅니다. 이더리움은 레이어1에 해당하며, 이더리움의 TPS 문제를 해결하기 위해 폴리곤(Polygon, MATIC), 옵티미즘(Optimism, OP), ZKSync 등과 같은 다양한 레이어2 프로토콜들이 등장하여 느린 트랜잭션 속도와 높은 수수료 문제를 해결하고 있습니다.

지금까지 블록체인의 트랜잭션 처리 속도를 나타내는 TPS 개념을 비롯 한계점과 개선 움직임 등을 살펴보았습니다. TPS에 대한 이해를 통해 보다 효과적으로 가상 자산 거래를 이용하시기 바랍니다.

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