모듈형 블록체인이 웹3 사용자의 미래를 열 수 있을까
블록체인 산업이 급속도로 성장하고 주요 퍼블릭 블록체인이 경쟁하는 가운데, 생태계와 사용자 유치 경쟁 외에도 블록체인의 "불가능한 삼각형"(확장성(Scalability), 탈중앙화(Decentralization), 보안(Security)을 동시에 달성할 수 없다는 개념)에 대한 다양한 해결 방안들이 제시되고 있다.
멀티체인 아키텍처와 샤딩(sharding) 등의 실험은 단일 블록체인 구조를 벗어나려는 시도이며, 롤업(Rollups), 발리디움(Validiums), 데이터 가용성 체인(data availability chains)의 등장은 수십 년간 지속된 단일·단편화된 블록체인 구조를 깨뜨렸다. 이에 따라 레이어 1(Layer 1), 레이어 2(Layer 2) 등의 새로운 용어들이 새로운 블록체인 설계 기술과 함께 등장하게 되었다.
확장성 측면에서 모듈러 블록체인은 최신 블록체인 설계 패러다임이다. 이 개념은 레이어 1 블록체인 Celestia에서 처음 제안되었으며, 블록체인 확장을 수량급으로 달성하려는 맥락에서 '모듈화'라는 개념은 신속하게 하나의 카테고리를 정의하는 서사로 부상하고 있다. 우리는 《2022년 주목해야 할 다섯 개의 레이어 1 블록체인》이라는 글에서 모듈러 블록체인 Celestia를 분석했다. Celestia의 모듈러 아키텍처는 향후 10년간 Web3 혁신의 규모와 속도를 높이는 것을 목표로 하며, 개발자가 최소 비용으로 자신만의 블록체인을 쉽게 배포할 수 있도록 한다.
비록 "모듈러 블록체인이 향후 10년간 Web3 혁신을 정의할 것이다"라는 슬로건이 있긴 하지만, 과연 모듈러 블록체인이 무엇인지, 어떤 문제를 해결하며, 어디로 나아갈지에 대한 전망은 본문에서 개발자 여러분과 함께 살펴보고자 하는 핵심 내용들이다.
모듈러 블록체인과 단일형 블록체인
"모듈러 블록체인"이라는 개념과 대조되는 것이 바로 단일형 블록체인(monolithic blockchain)으로, 두 시스템은 기능 처리 방식에서 명확한 차이를 보인다. 우선 블록체인의 네 가지 핵심 기능을 먼저 명확히 해야 한다:
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실행 (Execution) - 트랜잭션 처리 및 연산 수행.
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정산 (Settlement) - 분쟁 해결 및 브리징 (선택 사항).
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합의 (Consensus) - 트랜잭션 순서 결정.
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데이터 가용성 (Data Availability) - 데이터의 접근 가능성을 보장.
단일형 블록체인은 이 네 가지 기능을 모두 자체적으로 처리하는 체인이다. 반면 모듈러 스택(Stack)은 구성 요소들을 여러 계층으로 분리하지만, 단일형 블록체인은 단일 계층에서 모든 작업을 동시에 수행한다.
반면 모듈러 블록체인은 모듈러 블록체인 스택의 일부로서, 블록체인을 모듈화하여 네 가지 기능을 별도의 전문화된 계층으로 나누는 방식이다. 모듈러 블록체인 스택은 상호 의존적인 다수의 모듈러 블록체인 계층으로 구성되어 있으며, 이들이 결합해 위의 모든 구성 요소를 갖춘 시스템을 형성한다.
기능 처리 방식의 차이점에서 모듈화라는 혁신과 발전이 이루어진 이유는 단일형 블록체인이 자체 처리 방식으로 인해 직면하는 결함 때문이다. 단일형 블록체인이 직면하는 주요 제약들은 다음과 같다:
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비효율적인 트랜잭션 검증: 노드는 유효성을 확인하기 위해 트랜잭션을 다시 실행해야 한다.
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자원 제약: 블록체인은 노드의 자원 용량에 의해 제한된다.
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확장성 문제: 처리량을 높이기 위해선 보안성이나 탈중앙화 정도를 어느 정도 희생해야 한다.
반면 모듈러 블록체인은 하나 또는 여러 기능을 전문화하여 처리하도록 설계되어, 실행, 데이터 가용성, 합의, 정산이라는 네 가지 기능을 동일 계층에서 처리할 때 발생하는 결함을 피할 수 있다. 또한 모듈러 블록체인이 스택 형태로 구성되기 때문에, 각 계층이 조합되어 단일형 체인과 동일한 기능을 제공한다. 즉, 동일한 기능을 실현하면서도 기존의 제약과 결함을 회피할 수 있는 것이다.
그렇다면 모듈러 블록체인이 가지는 구체적인 장점들을 살펴보자.
모듈러 블록체인의 장점
주권 보장
다른 계층을 활용하더라도, 새로운 모듈러 블록체인은 레이어 1처럼 주권을 가질 수 있다. 이는 해당 블록체인이 하위 계층의 허가 없이도 해킹 공격에 대응하거나 업그레이드를 추진할 수 있게 해준다. 본질적으로 주권을 가진 블록체인은 중요한 의사결정을 사회적 합의(social consensus)로 내릴 수 있는 능력을 유지하는데, 이는 블록체인을 사회적 조정 메커니즘으로서 가장 중요한 특징 중 하나이다.
효율적이고 저비용으로 새로운 블록체인 시작
모듈러 블록체인은 모든 기능을 자체 처리할 필요가 없기 때문에, 새로운 블록체인은 자신이 위임하고자 하는 구성 요소를 기존 모듈러 블록체인에서 간단히 사용할 수 있다. 이를 통해 새로운 블록체인을 효율적으로 부트스트랩할 수 있어 배포 시간을 줄이고 비용을 최소화할 수 있다. 예를 들어, Optimint와 같은 롤업 "SDK"를 Cosmos SDK와 결합하면, 보안 검증자 집합(security validator set)을 새로 구성할 필요 없이 새로운 블록체인 생성을 촉진할 수 있다.
확장성
근본적인 문제로 돌아가 보면, 다른 두 요소(보안성, 탈중앙화)를 희생하지 않으면서 확장성 문제를 해결하는 것이 모듈러 블록체인 발전의 주요 원동력이다. 모듈러 블록체인은 모든 기능을 자체 처리해야 한다는 제약에서 자유롭다. 기능을 여러 계층으로 나누면 보안성이나 탈중앙화를 희생하지 않고도 확장을 달성할 수 있다. 이는 지속 가능한 블록체인 확장성이 탈중앙화된 멀티체인 환경과 호환될 수 있게 해준다.
모듈러 블록체인 현황
볼트 캐피탈(Volt Capital)의 모듈러 블록체인 분석에 따르면, 모듈러화된 미래에서는 사용자가 궁극적인 수혜자가 될 것이다. Celestia 역시 모듈러 블록체인이 Web3 사용자 증가와 커뮤니티 주권 강화를 지원할 것이라고 밝혔다. 모듈러화의 여정에서 더 나은 사용자 미래를 어떻게 실현할 수 있을까? 그에 앞서 먼저 각 블록체인들의 모듈러화 진전 상황에 주목해보자.
모듈러화의 길에서 블록체인들은 각기 다른 방식을 선택했지만, 결국 실행, 정산, 합의, 데이터 가용성에 초점을 맞추는 모듈러 구현 방법으로 수렴하고 있다.
Fuel Labs를 중심으로 Polygon Hermez, Arbitrum 등은 모듈러 스택을 위한 실행 계층 구축을 통해 모듈러화를 진행하고 있다. 한편 Optimism 팀은 샤딩, 인센티브 기반 검증, 탈중앙화된 정렬기(decentralized sequencer) 연구를 진행 중이다. Fuel Labs는 이더리움 레이어 2 확장 솔루션 제공업체로, 탈중앙화된 확장 솔루션인 Fuel Optimistic Rollup을 개발 중이다. 위 이미지에는 포함되지 않았지만 롤업(Rollups) 역시 모듈러 블록체인의 일종으로, 실행에 집중하고 정산, 합의, 데이터 가용성 기능을 다른 계층으로 분리한다.
Celestia와 같은 팀들은 특화된 데이터 가용성 및 합의 계층 개발에 집중하고 있다. Celestia는 다양한 실행 계층이 데이터 가용성 계층으로 활용할 수 있도록 하며, EVM이 아닌 대체 가상 머신(WASM, Starknet, FuelVM 등)을 위한 기반 인프라를 마련한다. 이러한 다양한 실행 솔루션을 위한 공유 데이터 가용성은 개발자가 Celestia 클러스터 간에 신뢰 최소화 브리지를 만들 수 있게 하고, 체인 간 및 생태계 간의 조합성과 상호 운용성을 해제한다. 이는 마치 이더리움과 그 롤업 간의 가능성과 유사하다.
실제로 최초로 '모듈러 블록체인'이라는 이름을 붙인 Celestia는 본문 논의에서 빠질 수 없는 존재다. Celestia의 모듈러 기술은 블록체인 세계의 최신 모듈러화 진전을 엿볼 수 있게 해준다. 기존처럼 실행을 핵심 기능으로 삼는 블록체인 설계와 달리, Celestia는 특정 목적에 맞춰 블록체인을 만들 수 있도록 함으로써, 단일형 체인과 관련된 가장 큰 병목 현상인 트랜잭션 실행과 상태 팽창(state bloat)을 근본적으로 완화한다.
Celestia와 같은 새로운 형태의 모듈러 블록체인 시스템은 확장성 장벽을 해결하기 위해 처음부터 설계되었다. 이는 구시대 기술 위에 구축하는 것이 아니라, 기존 세대 블록체인 기술의 비최적 요소들로부터 배우며, 보안성을 유지하면서 확장성과 탈중앙화를 동시에 최적화하는 완전히 새로운 패러다임을 창출하는 데 목적이 있다.
모듈러 블록체인의 미래
블록체인의 '고립섬 효과(Island Effect)'는 이미 개발자들에 의해 인지되어 해결을 위해 노력 중이다. 그러나 '고립섬'을 초래하는 원인은 기술뿐 아니라 더 깊은 수준의 산업 심리에도 있다.
매우 직관적인 예를 들자면, 현재 블록체인 구축에 소요되는 대부분의 자원은 새로운 레이어 1 개발에 집중되며, 각 새로운 레이어 1 블록체인은 자체 생태계를 구축하고 사용자를 유입하려는 노력을 기울이고 있다. 생태계 내 애플리케이션이나 커뮤니티가 아무리 성숙하더라도, 본질적으로 폐쇄적인 생태계 구조를 벗어나지 못한다.
반면 모듈러 블록체인은 다수의 체인이 연결된 협업 환경을 창출한다. 모듈러 블록체인에서 새롭게 유입되는 사용자는 단일 체인 생태계가 아닌 전체 모듈러 생태계에 가치를 창출한다. 모듈러 블록체인은 전체적으로 협력하는 반면, 기존 레이어 1들은 서로 경쟁한다. 모듈러 협업의 또 다른 이점은 개발자가 기존 모듈러 블록체인을 재사용하고 기반으로 삼아 구축할 수 있다는 점이다. 이는 개발자들이 자신에게 필요한 구성 요소들을 믹스 앤 매치할 수 있게 해주며, 단일 체인에 국한된 기술을 가진全新 레이어 1을 처음부터 구축할 필요가 없다. 더 효율적이고 저비용인 개발은 모듈러 체인 생태계 전반의 빠른 성장과 번영을 이끌 것이다.
볼트 캐피탈(Volt Capital)이 말했듯, 웹 인프라가 로컬 서버에서 클라우드 서버로 진화한 것처럼, 탈중앙화된 웹(Web) 역시 단일형 블록체인과 고립된 합의 계층에서 벗어나, 공유 합의 계층을 가진 모듈러 구조의 애플리케이션 특화 체인으로 진화하고 있다. 모듈러 블록체인의 미래는 곧 사용자의 미래이며, 개발자의 미래이기도 하다.
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