레이어2의 미래: 캔쿤 업그레이드가 이끄는 전진之路
2023년은 이더리움 역사상 두 번의 중요한 업그레이드를 맞이한 해였다. 첫 번째는 4월 13일 완료된 상하이 업그레이드로, 비콘체인 스테이킹 인출 기능을 개방함으로써 이더리움이 PoW 메커니즘에서 공식적으로 PoS 메커니즘으로 전환하는 계기를 마련했다. 이는 이더리움 업그레이드 로드맵상 중대한 이정표가 되었다. 이제 곧 콴틴(Qualm) 업그레이드가 예정되어 있으며, 이는 L2의 비용 절감과 효율성 향상을 위해 더 많은 데이터 저장 공간을 추가하는 것을 목표로 하고 있다. 기존 수준 대비 L2의 속도를 10~100배까지 높이고 비용을 낮추는 것이 기대된다. 최신 이더리움 코어 개발자 회의에 따르면, 콴틴 업그레이드는 올해 말쯤 출시될 것으로 예상된다.
콴틴 업그레이드는 어떻게 이더리움 확장성을 가속화할 것이며, Layer2에는 어떤 새로운 기회를 가져올 것인가? R3PO는 콴틴 업그레이드를 통해 Layer2가 이더리움 생태계에 더욱 원활하게 통합되며 사용자에게 더 빠르고 저비용의 거래 경험을 제공할 수 있을 것으로 보고 있다. Optimistic Rollup이든 ZK Rollup이든 모두 이번 업그레이드의 혜택을 받게 되며, 이를 통해 공동으로 이더리움 생태계 발전을 추진할 수 있을 것이다.
1. 확실한 미래 — Layer2
이더리움 공동 창립자 비탈릭(Vitalik)의 최신 글 『The Three Transitions』에서는 이더리움이 겪어야 할 세 가지 주요 기술 전환: 즉 롤업(Rollup)으로의 전환을 포함한 L2 확장 전환, 스마트 컨트랙트 지갑 사용으로의 전환을 포함한 지갑 보안 전환, 익명성이 보장되는 자금 이체가 가능한 프라이버시 전환이 언급되었다.
이 글은 L2와 롤업의 중요성을 명확히 밝혔으며, 비탈릭은 L2의 발전 없이는 이더리움이 높은 거래 비용 때문에 실패할 수밖에 없다고 지적했다. 초당 수만 건의 거래를 처리할 수 있는 세계적으로 유명한 결제 시스템 VISA와 비교했을 때, 초당 단 15건의 거래만 처리 가능한 이더리움의 성능은 정상적인 거래 수요를 감당하기 어렵다. 또한 거래당 약 3.75달러의 비용 장벽은 다수의 일반 사용자들이 접근하기 어려운 요인이 되고 있다.
이더리움은 매일 막대한 양의 거래 활동을 지원하고 있지만, 생태계의 계속되는 성장으로 인해 블록 공간 제약이 발생하면서 네트워크는 점점 더 혼잡해지고 있으며, 이더리움 1단(Layer1) 메인넷의 고비용, 저속도 문제들이 점차 드러나고 있어 비용 절감 및 속도 향상이 시급하다.
이더리움의 확장성 향상은 항상 개발자들의 핵심 관심사였다. V신이 발표한 이더리움 로드맵에 따르면, 상하이 업그레이드가 합의 메커니즘 문제를 해결한 후에는 확장성 문제가 다음 주요 과제가 되며, 목표는 이더리움 네트워크의 초당 거래 처리량을 10만 건 이상으로 증가시키는 것이다.
현재 이더리움의 확장성 방안은 두 가지로 나뉜다. 하나는 Layer2이며, 다른 하나는 샤딩(Sharding)이다. Layer2는 기본 블록체인(Layer1)의 확장을 위한 오프체인 솔루션이며, 원리는 블록체인 상의 요청을 오프체인에서 실행하고 실제 거래를 오프체인에서 처리 및 계산한 후, 극소량의 이더리움 거래를 통해 최종 유효성을 검증하는 것이다. 현재 주류 Layer2 솔루션은 롤업(Rollup)인데, 그 원리는 체인 상에서 처리되는 수백 건의 거래를 한꺼번에 묶어 하나의 거래 요약본으로 만들고, 이를 이더리움에 전송하는 방식이다. 이때 전체 계산과 저장을 하지 않고 요약 데이터만 저장함으로써 확장성을 달성한다. 이러한 방식을 통해 이더리움의 보안성을 유지하면서도 확장성을 실현할 수 있다.
2. Optimistic Rollup VS ZK Rollup
롤업(Rollup)은 주로 Optimistic Rollup(낙관적 롤업)과 ZK Rollup(영지식 증명 롤업) 두 가지 유형으로 나뉜다.
Optimistic Rollup은 사기 증명(Fraud Proof) 메커니즘을 채택한다. 시스템은 거래 데이터의 신뢰성을 기본적으로 믿고 유효성 검사를 거치지 않은 채 대기 기간에 들어간다. 이 대기 기간 동안 어떤 노드라도 악의적인 거래임을 입증할 수 있는 증거를 제출하면 해당 거래는 취소된다. 반대로 이의 제기가 없으면 대기 기간 종료 후 거래가 확정되어 블록에 기록된다. 사기 증명 방식은 대규모 검증 배포를 생략하여 계산 자원을 절약하면서도 거래의 정확성을 보장한다. 현재 대표적인 솔루션으로는 Arbitrum, Optimism 등이 있다.
ZK Rollup은 영지식 유효성 증명(ZK Validity Proof) 메커니즘을 사용한다. 모든 거래가 유효함을 입증하는 영지식 증명을 생성하고, 거래 실행 후의 최종 상태 변화를 이더리움에 업로드한다. ZK Rollup은 Optimism Rollup처럼 압축된 모든 거래 세부 정보를 업로드할 필요 없이, 영지식 증명과 최종 상태 변화 데이터만 업로드하면 된다. ZK Rollup의 주요 플레이어로는 ZKsync, Starkware, Scroll 등이 있다.
Optimistic Rollup의 장단점:
장점:
- 호환성: Optimistic Rollup은 일반적인 컨트랙트와 이더리움 가상 머신(EVM) 호환성이 높아 개발자가 애플리케이션 개발 및 마이그레이션을 보다 쉽게 수행할 수 있다.
단점:
- 사기 증명의 시간 지연: 악의적인 거래나 분쟁 발생 시 Optimistic Rollup의 인출 시간이 길며, 일반적으로 일주일 정도 소요되어 자금이 일정 기간 자유롭게 이동하지 못하는 문제가 있다.
- 네트워크 정체: 네트워크가 분쟁에 직면할 경우 전체 Optimistic Rollup 네트워크가 정체될 수 있고, 이로 인해 거래가 원활하게 진행되지 않을 수 있다. 이는 이의 제기 처리 및 검증을 기다려야 하기 때문이다.
ZK Rollup의 장단점
장점:
- 프라이버시 보호: ZK Rollup은 영지식 증명 기술을 활용하여 사용자 프라이버시를 보호하면서도 거래 유효성을 검증할 수 있다. 거래 세부 정보는 비공개로 유지되며 증명의 정확성만 검증하면 되므로, 높은 수준의 프라이버시 보호를 제공한다.
- 보안성: ZK Rollup의 검증 과정은 수학적 증명을 기반으로 하므로 강력한 보안성을 갖춘다. 영지식 증명을 통해 거래의 유효성과 일관성을 보장할 수 있으며, 거래 세부 정보를 공개할 필요가 없다.
단점:
- 계산 비용: 영지식 증명의 생성 및 검증에는 많은 계산 리소스가 필요하므로, ZK Rollup의 계산 비용이 상대적으로 높아 처리 시간이 길어지고 계산 부담이 커질 수 있다.
- 제한된 스마트 컨트랙트 기능: ZK Rollup은 거래 처리 최적화를 설계 목표로 하기 때문에 복잡한 스마트 컨트랙트 기능 지원에 한계가 있으며, 일부 복잡한 컨트랙트는 ZK Rollup 위에서 직접 구현하기 어려울 수 있다.
OP 계열은 개발 난이도가 낮고 조기에 출시된 선점 효과 덕분에 이미 TVL의 90% 이상을 차지하고 있다. 반면 ZK 계열은 시장 점유율이 작아 더 빠른 구축 속도와 생태계 조성을 통해 사용자 유입 경쟁에 참여해야 한다. Layer2 생태계가 점차 성숙함에 따라 콴틴 업그레이드 이후 롤업 비용이 크게 낮아질 것이며, 사용자 성장과 생태계 조성이 ZK와 OP 계열 간 경쟁에서 가장 중요한 승부 요소가 될 것이다.
3. Layer2의 미래: 콴틴 업그레이드가 이끄는 전진之路
앞서 우리는 Optimistic Rollup과 ZK Rollup이라는 두 가지 Layer2 솔루션의 장단점을 비교하였다. 이더리움의 콴틴 업그레이드가 임박함에 따라 Layer2는 새로운 발전 기회를 맞이하게 될 것이다. 콴틴 업그레이드는 확장성과 성능 향상을 목표로 하는 이더리움의 중요한 이정표이며, 이를 통해 Layer2는 이더리움 생태계에 더욱 잘 통합되어 사용자에게 더 빠르고 저비용의 거래 경험을 제공할 수 있게 된다. Optimistic Rollup이든 ZK Rollup이든 모두 업그레이드로 인한 개선의 혜택을 받을 것이다. 콴틴 업그레이드 이후 이더리움 Layer2의 속도는 10~100배 향상되고 거래 비용도 낮아질 것이다. 따라서 Layer2가 이더리움 내에서 광범위하게 활용되면서 고처리량, 저비용의 탈중앙화 애플리케이션 구현을 위한 새로운 가능성이 열릴 것으로 기대할 수 있다.
1. 주요 내용
콴틴 업그레이드는 다섯 개의 EIP를 포함하며, 데이터 저장 공간 확대 및 비용 절감을 목표로 한다. 핵심은 EIP-4844이며, 여기에 EIP-1153, EIP-4788, EIP-5656, EIP-6780 등 네 가지 개선 제안이 포함된다. 아직 정확한 업그레이드 일정은 확정되지 않았지만, 2023년 말 출시될 것으로 예상된다.
EIP-4844: 콴틴 업그레이드의 핵심인 EIP-4844는 '프로토-댄크샤딩(Proto-Danksharding)'이라고도 불리며, 롤업 중심의 확장성 방안이다. 이는 이더리움 확장성 로드맵의 첫걸음이다. 업그레이드 이전에는 롤업 데이터가 이더리움에 영구 저장되었고, 저장 비용이 매우 비쌌기 때문에 사용자가 롤업에 지불하는 거래 비용의 90%가 이 저장 비용 때문이었다. 이를 해결하기 위해 EIP-4844는 '블롭 트랜잭션(Blob Transaction)'이라는 새로운 거래 유형을 도입하는데, 데이터는 일시적으로 '블롭(Blob)'에 저장되며, 저장 기간은 약 1개월이며 그 후 삭제된다. 장기적인 데이터 저장은 필요에 따라 다른 서비스 제공업체가 별도로 수행하게 된다. 블롭이 프로토-댄크샤딩을 통해 이더리움 프로토콜의 일부가 되면, 이더리움 블록에 더 많은 블롭을 추가할 수 있게 되어 처리량이 다시 한번 크게 확장될 수 있으며(>100배), 동시에 거래 비용도 낮아질 수 있다.
기타 포함된 EIP들은 다음과 같다:
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EIP-1153: 체인 상 데이터 저장 비용을 낮춰 블록 공간을 개선한다.
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EIP-4788: 크로스체인 브릿지 및 스테이킹 풀 설계를 개선한다.
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EIP-5656: 이더리움 가상 머신(EVM) 관련 부가 코드 변경을 추가한다.
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EIP-6780: 스마트 컨트랙트를 중단시킬 수 있는 코드를 제거한다.
2. 주목할 만한 기회는?
① Layer2의 거대 서사
이더리움 혼잡 시대가 바로 가장 거대한 서사를 만들어냈다. 현재 L2 생태계의 총 TVL은 올해 초 대비 두 배 이상 증가해 약 80억 달러 수준에 도달했다.
콴틴 업그레이드는 이더리움 확장성 로드맵의 첫 걸음으로, Layer2를 10~100배 더 빠르고 저렴하게 만들 것이다! EIP-4844의 확장성과 저비용은 모든 L2 생태계에 긍정적인 영향을 미칠 것이며, OP 생태계는 더욱 다양화되고, ZK 생태계는 데이터 가용성 향상으로 인해 더욱 실용적이 될 것이다. 고비용으로 운영이 어려웠던 독립형 layer 2도 빠르게 성장할 수 있다. 체인 등재 비용의 감소로 인해 L2 생태계는 더욱 풍부해지고 사용자 수도 늘어날 것이다.
이미 출시된 프로젝트들 중 Arbitrum, OP, 신예 ZKsync, 장수 애플리케이션 dYdX가 현재 L2 시장의 절반 이상을 차지하고 있다. 강자는 더욱 강해지는 구조에서 인기 트랙의 선두 프로토콜은 콴틴 업그레이드 이후 더 큰 잠재력을 가질 것이다.
이미 출시된 프로젝트 외에도, 곧 메인넷 출시를 앞둔 Scroll, Linea, Taiko 등도 주목할 만하다.
또한, L2의 더 빠른 거래 속도와 낮은 거래 수수료는 L2 상 프로젝트의 새로운 부흥을 촉발할 것이다. 체인 상 선물, 체인 상 옵션 등은 이더리움의 낮은 TPS 영향을 많이 받는데, 콴틴 업그레이드는 GMX, GNX 등 거래 속도 요구가 높은 프로젝트들에게 실질적인 개선을 가져오며 성장 가능성을 더욱 확대할 것이다.
② 데이터 가용성 계층(DA) 트랙
블롭(Blob) 데이터는 짧은 시간만 저장되기 때문에 과거 데이터 조회에 문제가 발생할 수 있다. 이로 인해 탈중앙화 저장에 대한 수요가 생기며, Layer2 확장 솔루션 역시 데이터 가용성 계층(DA)을 필요로 하게 된다. 또한 콴틴 업그레이드는 Eth storage, Arweave, Filecoin 등의 이더리움 DA 계층 프로젝트들에도 긍정적인 영향을 줄 것이다.
3. Layer2는 어디로 향하는가?
예측 가능한 미래에, 콴틴 업그레이드가 울리는 이더리움 확장의 신호에 따라, 확장성은 더 높은 처리량과 낮은 거래 수수료를 제공하게 될 것이다. 이를 통해 Layer2 애플리케이션은 더 많은 거래를 처리할 수 있으며, 사용자에게 더욱 빠르고 즉각적인 거래 확인을 제공할 수 있다. 금융 분야에서의 결제 및 정산뿐 아니라 게임 및 NFT 분야에서도 Layer2의 고성능은 사용자에게 보다 원활하고 효율적인 경험을 제공할 것이다.
그러나 기술 발전만으로는 사용자를 끌어들이기 어렵다. Layer2의 진정한 번영을 위해서는 혁신적인 애플리케이션이 필수적이다. L2beat 데이터에 따르면, 현재 출시된 것과 개발 중인 Layer2는 총 29개에 달하며, 이 중 Arbitrum One, Optimism, zkSync Era, dYdX가 시장 점유율의 92.75%를 차지하고 있다. 나머지 Layer2들은 겨우 6.25%의 시장 점유율을 나눠갖고 있다.
이는 많은 시간과 노력을 들여 지은 고속도로가 수요 부족으로 차량이 거의 없는 상황과 비슷하며, 대부분의 Layer2가 직면한 보편적인 문제이다. 우수한 애플리케이션이 없으면 Layer2의 가치는 드러나지 않으며, Arbitrum도 GMX 같은 DeFi 애플리케이션의 성장 덕분에 점차 번성하는 생태계를 구축할 수 있었다. 사용자의 니즈를 충족시키는 더욱 편리하고, 혁신적이며 실용적인 애플리케이션을 개발함으로써만 사용자의 관심과 참여를 진정으로 이끌어낼 수 있다. 개발자와 창업자들이 Layer2 위에서 과감한 시도와 혁신을 통해 Layer2의 장점을 살린 독창적이고 매력적인 사용 사례를 만들어내야 한다. 오직 이렇게 할 때 Layer2는 비로소 사용자의 삶에 진정으로 녹아들 수 있다. 따라서 미래에는 기술 발전 외에도 사용자 이전과 애플리케이션 보급이 Layer2의 성공을 좌우하는 핵심 요소가 될 것이다.
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