이더리움 유니버스의 종국에 대한 사고: L2에서 L3로의 진화가 현재진행형이 될 때
글: Roy, Lyv, Aki Network Research
몇 주 전만 해도 주요 zkEVM 플랫폼에서 잇따라 중대한 업데이트가 발표되며, 점점 더 많은 논의들이 zkEVM이 이더리움의 미래 방향을 대표하는지, 혹은 이미 이더리움의 한계 상태에 도달했는지를 고민하기 시작했다.
그러나 이더리움 기술 로드맵의 발전은 항상 흥미로운 상업적 논리를 암시하며, 종종 타협과 아쉬움을 동반한다. Aki Network Research는 이더리움의 현재 L1-L2-L3 구조의 근본 원동력을 심층적으로 연구한 후 앞선 질문을 재고할 필요가 있음을 발견했다. 실제로 우리가 직면한 문제는 더욱 광범위하다. 이더리움 유니버스가 블록체인의 최종 형태를 나타내는가?
1. 왜 Layer 2인가?
비트코인 네트워크 출시 이후 10년이 지났지만, 우리의 블록체인 세계는 여전히 용량 문제를 해결하지 못하고 있다.
현재 이더리움 메인넷의 TPS는 겨우 두 자릿수 수준이며, ETH 업그레이드 로드맵의 목표인 만 단위 TPS와는 여전히 몇 차례의 수량급 차이가 나며, Visa/MasterCard 등 전통 금융권 주요 결제 네트워크의 초당 수만 건 처리 속도와 비교해도 크게 뒤처진다. 이러한 처리 속도 하에서는 웹3를 상징하는 블록체인이 여전히 무거운 짐을 지고 가고 있는 실정이다.
명백하게, 첫 번째 문제는 점점 더 많은 사용자가 이더리움 네트워크를 이용하면서 제한된 TPS 하에서 네트워크가 점점 더 혼잡해지고, 각 거래의 평균 확인 시간이 길어지는 것이다. 두 번째 문제는 이더리움의 기본 거래 확인 메커니즘이 입찰 방식이라는 점으로 인해 가스 요금이 두 가지 상황 중 하나밖에 없다는 점이다: 점점 더 비싸지거나 갑자기 매우 비싸지는 것.
네트워크는 적어도 '사용하기 편리'해야 한다. 즉, 기본적인 정보 교환 기능을 신속하고 저렴하게 수행할 수 있어야 의미가 있고, 그 존재 의미 및 미래 발전 가능성에 대한 논의도 가능해진다. 블록체인의 용량 문제를 해결하기 위해 현재 산업계에는 두 가지 접근법이 있다: 오늘 다룰 다양한 Layer 2 관련 솔루션과 향후 언급될 Danksharding 샤딩 기술이다.
확장성 업그레이드 후 이더리움의 가스 요금은 저렴해질 것이며, 더 중요한 것은 가스 요금이 저렴해짐으로써 이전에는 불가능했던 많은 것들이 가능해진다는 점이다. 이것이 바로 우리가 더 관심을 갖는 부분이다.
2. Layer 2는 어떤 모습이어야 하는가
이 문제는 기술적 문제일 뿐 아니라 정치경제학적 문제이기도 하므로 여기서 명확히 정의하겠다:
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적어도 하나의 블록체인이어야 한다. 즉, 자체 토큰을 발행할 수 있고 완전한 커뮤니티를 보유하여 해당 L2에 충성하는 사용자를 유지할 수 있으며, 자신의 Layer 3를 위한 존재 기반을 마련할 수 있어야 한다.
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이더리움 네트워크의 L1에서 파생된 보안성을 계승해야 한다.
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존재 목적은 이더리움 네트워크의 확장성 증대이다.
B와 C 항목을 함께 보면 Layer 2가 이론적으로 안전하고 신뢰할 수 있다고 여겨지는 이유는 기술적으로 이더리움 자체의 보안성을 계승했기 때문이다. Layer 2는 데이터를 이더리움 메인넷에 게시하여 최종 정산(settlement)을 달성하며, 이는 Plasma를 대표로 하는 과거의 다양한 확장 솔루션과 가장 중요한 차이점으로, 메인넷에서 Data Availability(데이터 가용성)를 실현할 수 있다는 점이다.
경제적 관점에서 이더리움은 경제 가치를 '분봉'(分封, 분산 배분)하고, Layer 2 토큰의 앵커 중 하나는名义上 이더리움을 위해 일한다는 것이다. Layer 2는 이더리움에만 국한된 생태형태는 아니다. 예를 들어 Sei Network는 Cosmos 생태계의 L1로서 현재 SVM 기반의 Layer 2 C 개발에 집중하고 있으며, 다른 L1 블록체인들은 아직 이 개념과 수요가 명확하지 않아 보인다.
3. 현재 이더리움 위의 Layer 2는 어떤 상태인가?
3.1 현재 가장 인기 있는 L2 확장 솔루션 롤업(rollups)
많은 사람들이 롤업을 사용해봤으며, 기술적으로 Optimistic Rollup과 ZK Rollup으로 나뉜다. 전자의 경우 Arbitrum/Optimism 등 잘 알려진 체인이 많으며, 독자들도 이들 체인의 유명 프로젝트들과 상호작용해봤을 것이다.
OP 롤업은 실행 계층을 체인 아래로 내림으로써 각 거래 수수료를 메인넷의 5-10% 수준까지 낮췄지만, Arbitrum 에어드랍 당시의 부진한 사용자 경험은 여전히 갈 길이 멀음을 보여준다. 수십만 명이 몇 시간 내에 순차적으로 L2와 상호작용하는 상황에서 L2의 각 거래 가스 요금이 5~10배 급등했으며, 이는 EIP-4844가 L2에 제공하는 거래 수수료 10배 절감 잠재력을 거의 완전히 상쇄했다. 이러한 강도의 네트워크 부하에서도 매끄러운 사용자 경험은 웹3가 다음 10억 사용자를 맞이하기 위한 기본 요구사항이다.
ZK 롤업은 지난 2년간 이름값은 크지만 실제 적용 사례는 상대적으로 적었는데, 이는 EVM 호환성 문제 때문이었다. 자세한 내용은 이전에 발표한 "제로노울리지 증명과 zkEVM: 어디서 왔는가, 어디로 가는가?"를 참고하시기 바란다. 다행히 현재 이 문제는 기본적으로 해결되었으며, ZK 롤업은 전자와 최소한 개발 난이도 측면에서 동일한 출발선에 섰다. 앞으로 많은 개발자들이 ZK L2에 자신의 dapp을 배포하려 할 것으로 예상된다.
사용자 입장에서 ZK 롤업은 이더리움 메인넷의 L2로서 더 짧은 인출 대기 시간과 수학적으로 더 안전한 배경이 매우 매력적이다. 그러나 일반 사용자 관점에서 상업적 매력도 측면에서 인출 시간과 보안성의 중요성은 다시 고려할 필요가 있다. L2 기반의 웹3 생태계가 계속 번성함에 따라 점점 더 많은 신규 사용자가 'L2 토착 사용자'가 될 수 있으며, L1 거래 및 생태계에 대해 전혀 알 필요 없게 될 수도 있다(예: L2 기반 StepN의 신규 사용자). L2에서 L1으로의 교차 체인 수요는 L2 생태계가 더욱 풍부해질 미래에 점점 더 마진화되고 드물어질 가능성이 있다.
3.2 이론적인 얘기는 그만하고, 실제 L2는 어느 단계에 도달했는가?
OP Stack: zkEVM을 장착한 ZK 롤업들의 경쟁에 대응하기 위해 OP 롤업 기술 경로의 Optimism은 OP Stack을 출시했다. 케이크를 더 크게 만들려는 시도다. 우리는 OP Stack의 아이디어를 Cosmos 생태계가 달성하고자 하는 다중 체인 공유 보안성과 탈중앙화 생태계와 유사하다고 본다.
주목할 점은 OP Stack이 기술 스택으로서 개방성이 매우 높지만, 경제적 수렴도는 매우 낮다는 점이다. 이를 기반으로 개발된 특정 L2가 이더리움 생태계와 극히 미약한 연관성만을 가지거나 Optimism과 직접적인 경제 관계를 맺지 않고 OP 공유 정렬기(sequencer)에 접속하지 않을 가능성조차 있다. 물론 OP 공유 정렬기가 탈중앙화된 후에는 큰 경제적 및 정치적 설득력을 가질 수 있을 것이다.
다양한 zkEVM: 자세한 내용은 "제로노울리지 증명과 zkEVM: 어디서 왔는가, 어디로 가는가?" 참조
Starknet은 Type 4 확장 솔루션을 출시했는데, B의 모든 솔루션과의 차이점은 EVM과 호환되지 않는다는 점이다. 장점은 이론적으로 실제로 더 빠르고 Type 2 솔루션보다 더 저렴하다는 것이다. 개발자 친화성을 위해 Starknet 팀은 다음과 같은 개선을 시행했다:
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Cairo 1.0: 2020년 Cairo 출시 이후 가장 중대한 업그레이드로, 테스트넷이 이미 출시되었다. Cairo 1.0은 Rust처럼 생긴 고급 언어로, 초기 Cairo의 제약에서 벗어나 개발자 친화성을 크게 강화했다는 의미이다. 그러나 동시에 많은 개발자들이 2년 넘게 학습한 Cairo 지식이 쓸모없어졌다는 의미이기도 하다. 반면 새로운 Cairo 1.0의 완성도도 아직 낮아 보이며, 3~6개월 더 걸려야 더욱 완벽해질 것으로 보인다.
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KAKAROT: Cairo 1.0 기반의 EVM 솔루션으로, 개발자의 표현에 따르면 전투력이 9000에 달하지만 아직 초보 단계이다.
4. Layer 2 이야기는 그만하고, L3는 무엇인가?
4.1 먼저 답해야 할 질문: L2 to L3라는 구조는 어떤 문제를 해결하려는가?
롤업의 경제 원리를 살펴보자: 롤업이 체인에 배치(batch)를 제출하는 것은 매우 높은 고정 비용이 든다. L2의 전체 트래픽이 충분히 크지 않다면, 이 롤업은 충분히 가치 있는 배치를 구성하기 위해 더 오랜 시간을 기다리거나, 배치 내 각 참여자의 거래 비용을 올려 패키징 비용을 충당해야 한다. 이 상황은 카풀과 같다. 인원이 다 찰 때까지 기다리거나, 차에 탄 사람들이 더 많은 돈을 내고 운전사에게 일찍 출발하라고 하는 것이다. 이상적인 상태는 충분히 많은 사람이 카풀을 하는 것으로, 고객의 대기 시간은 줄고 평균 비용은 낮아지며 운전사는 동일한 시간 내 더 많은 수익을 얻을 수 있다.
이러한 상황에서 L2는 실제로 다음과 같은 문제를 해결한다: 초기 단계에서 트래픽이 부족하거나 단일 거래 가치가 낮은 아이디어들이 메인넷에 직접 배포하거나 L2를 구축하는 것은 경제적으로 불가능하다. 그러나 L2의 L3가 되면 비용을 현저히 낮출 수 있다. 이것은 경제적 고려이며, 근본 논리는 dApp이 Optimism에 직접 배포할지, 아니면 OP Stack을 활용해 전용 L2를 만들지 선택하는 것과 매우 유사하다.
기반 시설이 충분히 저렴해야만 생태 환경이 다양하게 발전할 수 있다. 반대로 말하면, 이 문제 자체가 블록체인 산업의 현실을 어느 정도 설명하는데, 즉 거래소와 DeFi 레고 중심의 앱 생태계가 형성된 이유는 오직 직접적으로 금전이 관련된 프로젝트만이 블록체인 네트워크 운영 비용을 정당화할 수 있기 때문이다.
4.2 각 L2의 L3 포부가 숨긴 진짜 논리
더 깊이 들어가보면, 이건 단순한 카풀-출발 모델이 아니다. 왜냐하면 마법 같은 토큰이코믹스(tokenomics)가 있기 때문이다!
간단한 예를 들어보자. 지금 L2의 중앙집중식 시퀀서(sequencer)가 잘 작동하고 있는데, 왜 각 프로젝트의 로드맵은 반드시 탈중앙화를 추구할까? 물론 보안 요소는 자연스럽게 정치적으로 올바른 선택이지만, 대부분의 사람들은 회피하는 진짜 이유는 탈중앙화되어야만 수익을 낼 수 있기 때문이다.
탈중앙화 구조가 구축된 후에야 비로소 검증자(validator)와 시퀀서(sequencer)의 토큰 스테이킹(staking) 메커니즘이 생기고, 증명자(prover)와 검증자(verifier)의 검증 수수료가 발생하며, L2의 원생 토큰이 L3 생태계 발전을 통해 유통될 수 있게 된다. Op Stack이든 Arb Orbit이든, 그리고 이후의 zk 시리즈 L3 구상이든 모두 블록체인 산업에서 비교적 전통적인 비즈니스 모델을 따르며, 혁신적인 개념이라 볼 수 없다.
웹3에서 트래픽은 곧 돈이다. 이 점은 오히려 웹2보다 더 단순하고 직접적이다. L2는 처음에 L1 확장을 위해 만들어졌으므로 자연스럽게 L1의 트래픽을 물려받는다. 그렇다면 문제는, L1에서 받은 트래픽은 결국 대부분 L1로 돌아간다는 점이다. 트래픽이 곧 돈이므로, 당신에게 주어진 것은 L1의 원생 자산이며, 결국엔 L1로 돌아간다. 블록체인 산업에서는 이를 '이더리움의 정통성 계승'이라고 설명한다. 즉, 마지막에 L1에서 확인되는 자산만이 진정한 '돈'이다.
'정통성'이라는 단어는 매우 봉건적이며, L1-L2-L3의 계층 구조는 봉건제도와도 미묘하게 닮았다. 유동성은 L1에서 L2로 흘러가므로 L2는 L1로부터 진정한 독립이 어렵고, L1-L2 간 상호작용은 단순히 L1 입금/출금에만 반영되지 않는다. 진실은 L2의 모든 거래가 L1 원생 토큰의 신용과 가치를 강화하는 것이며, 이를 L1의 주조세(cast coin tax)라고 부를 수 있다. 이것이 바로 현재 모든 이더리움 L2가 ETH를 가스 요금 지불 통화로 사용하는 이유를 설명한다.
그러나 L2-L3의 논리는 L1-L2와 다소 다르다. L1-L2의 탄생 목적은 L1 확장이지만, L2-L3는 L2로 트래픽을 유입하기 위한 것이다. 이는 매우 현실적인 문제인데, L2의 트래픽이 아직 충분히 크지 않아 카풀 논리로 보면 운전자들이 효율적으로 출발할 수 없기 때문이다. Coinbase의 Base처럼 이미 큰 생태계를 가진 경우, Optimism 같은 L2는 이를 자신의 L3 생태계에 포함시키기 어렵고, OP Stack이 제공하는 교차 체인 편의성(잠재적 사용자 유입)과 Base가 약속한 생태계 발전 기금 기여를 통해 전자의 거대한 가치를 포획하려 시도할 수밖에 없다.
4.3 롤업-오버-롤업 또는 Validium이 L3 확장 솔루션을 주도할 전망
이 주제를 논의하기 전에 먼저 이런 문제를 설명해야 한다: ZK 롤업이 그렇게 우수하다면, L3 이상으로 다층 ZK-롤업 구조를 발전시켜 무한 확장을 실현할 수 있지 않은가?
결론부터 말하자면: 불가능하다. ZKP 계산 증명의 복잡도는 ZKP의 중첩을 통해 연속적으로 감소시킬 수 있지만, 데이터 자체의 압축 정도는 제한적이기 때문이다.
두 가지 측면에서 살펴보자: 하나는 계산 증명 과정이고, 다른 하나는 데이터(가용성)이다.
현재 롤업 솔루션에서 기술 경로를 막론하고 계산 증명 과정 자체는 롤업 중첩이 가능하다. ZKP 시나리오에서 증명자(Prover)는 각 블록에 대해 계산 증명을 수행하고, 검증자(Verifier)는 아주 적은 계산만으로 증명의 정확성을 검증한다. 이 시나리오에서 'ZKP의 정확성'에 대한 ZKP를 만드는 것은 이론적으로 가능하다.
그러나 데이터 가용성(DA)과 관련되면 크게 달라진다.
왜냐하면 데이터는 반드시 메인넷에 올라가야 하며, 그래야 사용자가 검증하고 확인할 수 있기 때문이다. 이 전제 하에서 롤업 중첩은 의미가 없다. 롤업의 기본 원리는 체인에 저장해야 하는 거래 데이터를 압축하는 것으로, 데이터 전체가 작아져 비용이 낮아지는 장점이 있다. 그러나 이러한 압축에도 한계가 있다: 압축의 '최저선'은 데이터 가용성(Data Availability)이 성립하는 것이며, 즉 어떤 사용자라도 체인에 올라간 압축된 데이터를 통해 롤업이 메인넷 상태에 미친 변화를 독립적으로 재현하고 정확성을 검증할 수 있어야 한다.
만약 우리가 'ZKP의 정확성'에 대한 ZKP를 만든다면, DA 측면에서 각 ZKP가 압축한 내용을 모두 체인에 업로드해야 한다. 그러면 작업량이 줄어들지 않으며, 차라리 하나의 전체 ZKP를 만드는 것이 낫다.
그러나 '롤업 오버 롤업' 구조가 기술적으로 불가능하다는 것은 아니다. 요약하자면, 동일한 계층이나 동일한 dApp 내에서 롤업의 단순한 중첩은 의미가 없다.
L2-L3 시나리오에서는 L3가 거래 배치를 L2에 업로드하고, L2는 여러 개의 다른 L3 배치와 L2 원생 거래를 묶어 새로운 배치로 L1에 업로드한다. 이 경우 L2는 '여러 개의 서로 다른 엔티티의 ZKP'에 대한 ZKP를 수행하는 것이다. 이 시나리오에서 데이터 자체의 압축은 이미 DA가 허용하는 한계에 도달했지만, 경제적 관점에서 여러 배치의 경제적 가치를 결합하여 L1에 업로드하는 데 필요한 가스 요금 하한선(4.1절에서 언급한 출발 원리)을 초과하는 것은 상업적으로 합리적인 행위이며, 각 참여자의 거래 수수료를 대부분 낮출 수 있다.
우리는 Layer 3의 가능한 구조가 롤업-오버-롤업 또는 validium이라고 생각한다:
A.상향식 구조: 비탈릭(Vitalik)이 제안한 구상은 L2가 광범위하게 적용 가능한 일반 목적 롤업(GP Rollup)이며, L3는 더욱 맞춤화된 서비스를 제공해야 한다는 것이다: 특별한 목적(예: 개인정보 보호 컴퓨팅), 특정 dApp의 특수 데이터 구조를 위한 특수 롤업, 또는 더 저렴하지만 약한 신뢰 가정이 필요한 validium.
B.하향식 구조: 더 앱 중심의 서사를 고려해보면, 이더리움 L3인 dApp이 인기를 끈다음 더 강력한 자율성을 원한다면 여러 선택지가 있다:
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Cosmos 앱 체인 - 직접 L1이 되어 거의 완전히 독립;
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Op 슈퍼체인 / zkSync 하이퍼체인 - 평행 L2가 되어 공유 정렬기에 참여하여 공동 출발하고 경제 시스템상의 연결을 유지;
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L3 상태 유지하되 토큰 발행 후 L2의 탈중앙화 로드맵을 다시 밟기;
B 경로의 본질은 dApp이 스스로 거대한 트래픽을 생성한 후에는 플랫폼이 제공하는 생태 가치보다 자신의 발전 이익을 더 우선시해야 한다는 점이며, 특히 dApp이 플랫폼 내에서 단연 선두인 경우 더욱 그렇다. 우리는 기반 시설이 더욱 완비됨에 따라 금융 외 dApp과 웹3를 활용한 진정한 시나리오를 창출하며 실질적인 사용 가치를 갖춘 dApp이 충분히 이 길을 갈 수 있다고 낙관적으로 가정할 수 있다.
4.4 그렇다면 L2-L3 구조에서 L1의 의미는 무엇인가?
여기까지 와서 만약 L3가 약속한 대로 앱 체인 형태로 대규모 웹3 이주를 실현하고 L2에 경제적 의미 있는 트래픽을 진정으로 생성한다면, 이 트래픽은 L2에게 진정한 원생 자산이 된다. 즉 여기서 태어나 여기서 자란 리소스이며, 그 자산은 L2가所谓하는 '정통성'을 제공한다.
여기서 철학적 질문이 제기된다. 충분히 많은 자산이 영원히 L1으로 돌아가지 않는다면 왜 여전히 L1이 필요한가?
첫 번째는 L1이 현재 소중한 트래픽을 제공한다는 점으로, 이전에 이미 많이 설명했다. 두 번째는 L1이 신용 보증을 제공한다는 점이다. L2는 최종 정산을 L1에 두고 있으므로 사용자는 L2가 성능을 위해 상당한 중앙집중화를 감수하는 것을 용인할 수 있다.
어떤 L2가 어느 날 L1과 독립적으로 운영한다고 선언한다면, 모듈화된 블록체인이 점점 더 인기 있는 오늘날, 이는 상상할 수 없는 일이 아니다. 그때쯤이면 해당 L2는 현재의 이더리움 네트워크와 거의 동일해져 보안성, 탈중앙화 등의 차원에서 시험, 도전, 비용을 부담해야 한다.
따라서 기술적, 경제적 측면에서 L1-L2-L3라는 '분봉 체계'는 빈틈없이 서로 연결되어 있다.
4.5 구조적인 얘기는 마쳤으니, 현재의 애플리케이션 수준 상황은 어떠한가?
새로운 퍼블릭 체인이 가동되면 가장 빠르게 움직이는 것은 작업량이 없는 먹튀 프로젝트들이다.
대부분의 퍼블릭 체인 프로젝트팀은 이 문제에 대해 어쩔 수 없다: 마치 길거리 음식 시장이 상인 입점을 필요로 하듯이, 현재 가장 빠르게 움직이고 사람 같아 보이는 프로젝트를 웃는 얼굴로 맞이하지 않고, 지원해주지 않으면 안 되지만, 결과적으로 그들이 도망가면 이제 사용자들이 너를 원망한다. 이건 그냥 발전의阵痛일 뿐이다. 반면 Starknet처럼 관성적으로 느리게 달리는 퍼블릭 체인 프로젝트는 Cairo 1.0 문서가 명확히 작성된 후에야 그런阵痛을 겪을 수 있을지도 모른다.
좋은 방향을 이야기해보자. L2-L3 아키텍처에서 기대할 수 있는 새로운 애플리케이션은 무엇이 있을까:
스마트 월렛: L1 이전의 기초 프로토콜 기술 부채로, 개인 사용자의 지갑으로 스마트 계약을 L1에 배포하고 운영하는 것은 매우 비싸고 번거롭다. ERC-4337로 개선된 후에는 L2 수준의 AA가 더욱 원활하게 추진될 것으로 믿는다. 왜냐하면 L2의 운영 비용이 크게 감소하기 때문이다.
체인 게임: Validium의 지원 하에 sub-cent 시나리오(단일 거래 가스 요금이 1센트 미만)를 지원함으로써 진정으로 재미있는 정상적인 게임이 웹3에서 가능해진다.
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Validium은 약한 신뢰를 요구하는 확장 솔루션으로, '약한 신뢰'는 증명자(prover) 노드가理论上 사용자 검증을 위해 데이터를 선택적으로 제공한다는 점에 있다. 이는 게임 시나리오에서 효율성과 성능을 위해 타협할 수 있는 지점이다. 왜냐하면 게임에서 모든 시나리오가 큰 경제적 가치를 가지는 것은 아니며, 예를 들어 플레이어의 재산과 관련 없는 조작(걷기, 말하기, 전투 과정) 등이 있다.
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이러한 체인 게임은 다양한 L2 또는 L3에 광범위하게 존재할 수 있으며, 주로 게임 자체의 플레이 방식과 데이터 구조를 고려하여 배포 형태를 결정하며, 앞서 언급한 경제적 고려와 유사하다.
마지막으로 최근 매우 인기 있는 롤업-어즈-어-서비스(RaaS)를 간단히 언급하자: 웹3 서비스 자체는 큰 가치를 포획할 수 있으며, 이는 웹2 시나리오와 완전히 다르다. AWS에서 서버를 임대해 웹 포털을 개설했다고 상상해보자. 매달 AWS에 임대료만 내면 된다.
그러나 웹3 세계는 다르다. AWS에 임대료를 내는 것
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