Vitalik 만샹 연설 전문: 레이어2는 이더리움 확장의 미래다
연사: 비탈릭 부테린, 이더리움 창시자
출처: 체인뉴스(ChainNews)
10월 26일, 제7회 완샹 블록체인 글로벌 포럼이 상하이 외탄의 W 호텔에서 개최되었다. 이더리움 창시자이자 완샹 블록체인 랩 수석 과학자인 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 온라인 생중계를 통해 현재 핫한 주제인 레이어2 확장성(Layer2 Scaling)에 대한 견해를 공유했다. 다음은 연설 전문이다.
최근 완샹 포럼을 포함한 여러 행사에서 제가 반복해서 언급한 주제는 바로 ‘확장성’이다. 확장성은 블록체인 분야가 직면한 가장 큰 도전 중 하나다. 오늘날 우리가 마주한 최대 과제 중 하나는 블록체인이 탈중앙화와 보안 측면에서는 매우 효과적이지만 처리할 수 있는 거래량이 극히 적다는 점, 즉 TPS가 매우 제한적이라는 것이다. 몇 년 전만 해도 이러한 상태는 큰 문제가 되지 않았다. 당시 블록체인 사용자가 많지 않았기 때문이다. 그러나 최근에는 블록체인을 사용하고자 하는 사람들이 급격히 증가하고 있으며, 그 숫자는 계속 늘고 있다. 또한 사람들은 블록체인 위에서 더 많은 것을 하고 싶어 하며, 이런 수요 역시 끊임없이 증가하고 있다. 지금은 DeFi, GameFi 등 다양한 애플리케이션이 등장했고, 사람들이 구현하고자 하는 다양한 시나리오가 존재한다. 이는 블록체인이 반드시 확장되어야 하며, 모든 애플리케이션이 필요로 하는 공간을 제공해야 한다는 의미다.
블록체인 확장을 위한 방법에는 쉬운 방법과 어려운 방법이 있다. 먼저 쉬운 방법부터 말하자면, 블록 크기와 가스 상한선(Gas limit) 같은 파라미터를 높여 처리 가능한 거래량을 크게 늘리는 것이다. 하지만 이 방법은 간단해 보이지만, 문제는 탈중앙성을 희생한다는 점이다. 즉, 이런 방식으로 확장을 실현하면 거대한 시스템을 만들게 되는데, 각 노드가 처리해야 할 데이터 양이 매우 커진다. 이렇게 되면 소수만이 운영할 수 있는 대규모 노드가 되기 때문에 탈중앙화를 잃을 가능성이 높아진다.
블록체인 확장을 위한 또 다른 방법은 더 지속 가능한 레이어2(Layer2) 기술이다. 레이어2 기술은 다양하다. 예를 들어, 일종의 라이트닝 네트워크가 있고, 일부 앱은 상태 채널(state channel)을 활용하며, 또 다른 앱들은 다른 해결책을 사용하기도 한다.
현재 가장 일반적인 기술은 롤업(Rollup)이다. 이 기술의 개념은 다양한 형태로 존재해왔으며, 2014년부터 시작되어 2019년에 본격적으로 정립되었다. 제가 2019년에 발표한 블로그 글에서, 이 PPT처럼 롤업 중심의 로드맵을 제시했다. 그 글에서 저는 확장성이 필요하지만, 이더리움이 네이티브(native) 수준에서 이를 달성하려면 오랜 시간이 걸릴 것이라고 언급했다. 즉, 실행 샤딩(execution sharding)을 통해 각 샤드에서 거래를 처리하는 방식인데, 이를 실현하려면 많은 기술적 난관을 극복해야 하며 오랜 시간이 필요하다. 따라서 이더리움이 네이티브 실행 샤딩 기반의 확장을 진정으로 실현하려면 오랫동안 기다려야 한다. 현재 우리가 가진 해결책은 바로 롤업이다. 이미 시장에는 다양한 버전의 롤업 프로젝트가 등장했으며, 롤업이 효과 있다는 사실과 그 보편성을 모두 알고 있다. 롤업은 확장성을 크게 향상시킬 수 있으며, 현재까지도 최소 100배 이상의 성능 향상을 제공할 수 있다. 데이터 샤딩(data sharding)은 비교적 단순한 형태의 샤딩으로, 거래를 처리할 수 있는 강력한 샤드를 만드는 것이 아니라 데이터를 저장하고 검증할 수 있는 샤드를 만드는 것이다. 이것은 더 단순한 형태의 샤딩이다.
이러한 샤딩을 통해 롤업의 확장성을 추가로 100배 더 높일 수 있다. 여러분도 알고 있듯이, 롤업을 통한 확장은 실제로 가능하며, 우리는 이미 그것을 알고 있다. 이더리움에게 있어 롤업은 유일하게 실현 가능한 확장성 솔루션이다.
올해와 작년의 차이는 무엇인가? 작년에 롤업을 통한 확장을 이야기할 때 대부분 이론적인 프로젝트에 불과했다. 작년에는 루프링(loopring)만 존재했고 다른 프로젝트는 없었다. 그러나 올해에는 많은 롤업 프로젝트들이 메인넷을 출시했으며, 현재 그들의 거래 수수료는 이더리움 메인체인보다 훨씬 저렴하다. 저는 또한 이 수치, 즉 거래 수수료가 앞으로 더 떨어질 것으로 보며, 이 분야에서 많은 최적화가 이루어지고 있다는 것도 확인하고 있다. 롤업을 어떻게 사용하면 체인 상에 저장해야 하는 데이터 양을 줄일 수 있을지에 대한 연구를 통해 롤업 거래에 필요한 가스비를 더욱 낮출 수 있다. 예를 들어, 루프링은 많은 최적화 기법을 사용해 이더리움보다 최소 30배 이상 저렴하다.
또한 Arbitrum One과 Optimism이라는 두 롤업 솔루션은 아직 어떤 최적화도 적용하지 않았지만, 개선을 위해 노력하고 있다. 한 번 최적화 기술을 도입하면, 이 두 롤업도 훨씬 저렴해질 것이다. 따라서 이러한 롤업 솔루션들을 통해 거래 수수료가 크게 감소할 수 있다. 작년보다는 훨씬 낮아질 것이며, 샤딩이 실현되면 수수료는 더욱 하락할 수 있다.
현재 시장에는 다양한 롤업 기술이 존재하며, 롤업 자체도 여러 가지 기술 요소들로 구성되어 있다. 현재 주요한 두 가지 롤업 분야는 Optimistic Rollup과 ZK Rollup이다. Optimistic Rollup은 보안성 기반의 접근 방식을 사용하고, ZK Rollup은 제로노울리지 증명(zero-knowledge proof)을 사용한다. Optimistic Rollup과 ZK Rollup은 각각 장점이 다르다. Optimistic Rollup은 기술이 더 단순하여 구현이 비교적 쉽다. 특히 이더리움 스마트 계약과 같은 범용 애플리케이션을 개발할 때 더욱 그렇다. ZK Rollup은 기술이 더 복잡하지만, 보안성이 더 높고 빠른 인출이 가능하다는 장점이 있다. 반면 Optimistic Rollup은 일주일간의 대기 시간이 필요하다. 기술적으로 보면, ZK Rollup은 아직 완전히 성숙하지 않았지만, 몇 년 안에 전체 버전의 이더리움 가상 머신(EVM)을 지원할 수 있을 것으로 생각한다. 그러면 누구나 ZK Rollup 기술을 사용할 수 있게 될 것이다. 단기적으로는 Optimistic Rollup이 현실적인 선택이지만, 장기적으로는 나는 ZK Rollup을 선호한다. 일단 데이터 샤딩이 구현되면 ZK Rollup에도 다른 응용이 가능해질 것이다. 또한 기업용 애플리케이션도 고민해볼 수 있는데, ZK Rollup이 성숙해지면 기업용 애플리케이션이 가능해진다. 별도의 체인을 만들 필요 없이 ZK Rollup을 사용하면 된다. ZK Rollup은 이더리움과 연결되어 있어 여전히 낮은 비용을 유지하면서도, 이더리움 생태계와의 연결을 통해 이더리움 퍼블릭 체인이 제공하는 혜택을 누릴 수 있다.
이 기술은 괄목할 만한 진전을 이루었으며, 많은 프로젝트들이 점차 자신의 애플리케이션을 롤업으로 이전하거나, 롤업 상에서 프로젝트를 구축하는 방법을 고민하기 시작했다. 그러나 여전히 해야 할 일이 많다. 애플리케이션이나 인프라스트럭처 등 여러 면에서 아직 해결해야 할 과제들이 산재해 있다.
개발자라면 자신의 애플리케이션을 가능한 한 빠르고 안전하게 롤업으로 이전하는 방법을 적극적으로 모색해야 한다. 특히 금융 이외의 애플리케이션의 경우 롤업으로의 이전이 더욱 중요하다. 그렇게 함으로써 수수료를 최대한 낮출 수 있기 때문이다. 비금융 애플리케이션의 경우 수수료 절감이 매우 중요하다. 왜냐하면 그들의 사용자들은 높은 거래 수수료를 지불하길 꺼리기 때문이다. 또한 많은 애플리케이션은 하나의 전체 시스템이며, 사용자가 해당 애플리케이션을 사용할 때 다른 애플리케이션과의 상호작용을 원하는 경우가 많다. 예를 들어 게임의 경우 'Dark Forest'라는 완전히 신뢰 없이 이더리움 위에서 동작하는 게임이 좋은 사례다. 현재 이 게임은 테스트넷에서 계속 운영되고 있으며, 향후 롤업으로 이전될 수 있다. NFT 역시 롤업으로 이전할 수 있다. 즉, 인프라스트럭처뿐만 아니라 금융 서비스 역시 롤업으로 이전할 수 있다. 암호화폐를 이용한 결제 앱이나 DAO 역시 곧 롤업으로 이전될 수 있다.
다양한 애플리케이션마다 이전 과정은 매우 다를 수 있다. 각 애플리케이션은 자신이 하나의 롤업으로 완전히 이전할지, 모든 롤업을 지원할지, 아니면 계속 이더리움 메인체인에 남아 롤업과 브릿지를 연결할지 고민해야 한다. 물론 배후의 구현 경로는 다양하며, 각 선택지는 신중히 고려해야 한다. 다음으로, 생태계의 핵심 부분인 인프라스트럭처에 대해 이야기하겠다.
사용자 입장에서 인프라스트럭처는 핵심이다. ENS는 이더리움 도메인 네임 시스템을 의미하며, 이더리움 기반의 탈중앙화된 도메인 네임 시스템이다. ENS는 매우 중요한 인프라스트럭처이다. 많은 이더리움 사용자가 ENS를 사용하고 있다. 저 역시 ENS 도메인을 가지고 있으며, 많은 이더리움 사용자들도 마찬가지다. 제 개인 블로그에도 ENS 도메인이 있다. 제 블로그에 방문하면 확인할 수 있다. 앞으로 점점 더 많은 사람들이 ENS를 사용할 것으로 예상된다. 그러나 현재 ENS가 직면한 문제는 모든 기능이 메인넷에서만 구현되고 있어 거래 수수료가 매우 높다는 점이다. 이것이 우리가 인프라스트럭처 분야에서 직면한 도전이다. ENS를 롤업으로 이전함으로써 이 문제는 해결될 전망이다.
두 번째 인프라스트럭처는 라이트 클라이언트(light client)다. 이더리움 시스템이 진정한 탈중앙화를 달성하려면, 안전한 라이트 클라이언트가 필요하다. 이 클라이언트는 이더리움 메인넷뿐 아니라 브리지와 롤업에도 쉽게 접근할 수 있어야 한다. 즉, 하나의 롤업에서 다른 롤업으로 쉽게 이동할 수 있어야 하며, 이 과정에서 긴 대기 시간이 필요하지 않아야 한다.
EIP-3668은 ENS 및 기타 애플리케이션이 롤업으로 이전할 수 있도록 허용하는 제안으로, 범용적인 제안이다. 이 제안은 레이어1 스마트 계약이 애플리케이션 또는 레이어2 상태 정보를 어디서 가져와야 하는지 지정하도록 하며, 이를 검증할 수 있게 한다. 즉, 트러스트리스(trustless)한 라이트 클라이언트를 통해 레이어2 데이터를 검증할 수 있으며, ENS 도메인을 등록하고 레이어2에서 업데이트할 수 있다. 사용자는 어떤 레이어2에 있든 이 정보를 확인할 수 있으며, 동일한 소프트웨어를 사용해 모든 레이어2의 정보를 볼 수 있다. 이러한 전망은 매우 흥미롭다.
라이트 클라이언트는 전 노드(full node)를 실행하거나 모든 거래를 검증하지 않고도 블록체인을 검증할 수 있게 해주는 노드다. 블록체인 생태계가 탈중앙화를 달성하기 위해 라이트 클라이언트는 매우 중요하다. 현재 우리가 추진하고 있는 작업은 PoS 업그레이드를 통해 라이트 클라이언트를 지원하고, PoS와 PoW 모두에서 강력한 라이트 클라이언트 시스템을 구축하는 것이다. 또한 위원회 서명을 통해 블록을 검증할 수 있는 알고리즘을 갖추고 있어, 중앙화된 서버를 신뢰하지 않고도 블록체인에 안전하게 접근할 수 있다. 그러나 라이트 클라이언트 시스템 자체도 롤업 시스템으로 확장되어야 하며, 이는 매우 중요한 과제다. 우리는 탈중앙화를 유지하면서도 이러한 업그레이드가 모든 레이어2 프로토콜에 적용되도록 지속적으로 노력하고 있다.
결론을 맺겠다.
레이어2는 이더리움 확장의 미래다. 레이어2를 통해 이더리움을 확장하는 것은 현재 가장 안전한 해결책이며, 기능을 구현하면서도 네트워크의 탈중앙화를 유지하는 것이 무엇보다 중요하다. 왜냐하면 탈중앙화야말로 블록체인의 핵심이기 때문이다.
현재 이더리움 가상 머신(EVM)과 호환되는 롤업이 등장하여 강력한 확장성을 제공하면서도 성능을 유지하고 있다. 동시에 기존 사용자 경험과 개발자 경험도 유지하고 있다. 따라서 롤업을 위한 개발은 이더리움 상에서 개발하는 것과 거의 동일하며, 약간의 변화만 있다. 예를 들어 블록 생성 및 패킹 방식이 다를 수 있지만, 가상 머신은 동일하며, 이더리움 가상 머신과의 호환성은 이더리움의 모든 기능을 보존하면서도 탈중앙화라는 중요한 속성을 유지한다는 의미다.
동시에 우리는 여전히 인프라스트럭처 구축을 위해 노력해야 한다. 생태계를 풍부하게 하고, 궁극적으로 이더리움 확장 경로를 완성하기 위해서다. 현재 우리는 이미 명확한 로드맵을 가지고 있으며, 그 내용의 상당 부분이 이미 실현되었거나 활발히 개발 중이다. 앞으로 더 많은 흥미로운 성과가 기대되며, 저는 이더리움 생태계의 현재 상태에 매우 고무되어 있다. 감사합니다.
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@VitalikButerin
