서문
우리는 L2가 제공하는 낮은 수수료와 상대적으로 높은 효율성의 혜택을 누릴 때, 그 이면에 존재할 수 있는 문제를 깊이 고민하는 경우는 드물다.
이더리움의 L2 롤업 생태계는 점점 더 인기를 얻고 있지만, 자주 간과되는 요소 중 하나가 바로 트랜잭션 정렬기인 시퀀서(sequencer)다. 이는 거래 및 UI 차원에서 직관적으로 드러나지 않지만, 그 발전 여부는 전체 L2 생태계와 밀접하게 연결되어 있다.
시퀀서는 트랜잭션의 순서를 결정하며, 사용자 경험을 개선하기 위해 더 낮은 수수료와 빠른 트랜잭션 확인을 제공한다. 그러나 현재 주요 이더리움 L2 롤업 대부분은 자체적인 중앙화된 시퀀서를 운영하고 있으며, 이러한 접근 방식은 일정한 리스크를 내포하고 있으며 암호화폐의 정신과도 부합하지 않을 수 있다.
사실 대부분의 롤업들이 로드맵에서 향후 시퀀서의 탈중앙화를 언급하고 있지만, 구체적인 실현 방법에 대해서는 여전히 명확한 합의가 이루어지지 않았다.
따라서 본 보고서는 시퀀서의 역할, 이더리움 롤업 분야의 현황, 왜 L2 프로젝트들이 정렬기 탈중앙화에 동기를 갖지 못하는지, 그리고 탈중앙화 정렬 솔루션을 연구 중인 프로젝트들을 심층적으로 다룬다.
보고서의 분량이 긴 점을 감안하여, TechFlow 연구원들이 내용을 요약·정제하여 독자가 이해하기 쉬운 Q&A 형식으로 정리하였다.
핵심 요약
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시퀀서의 필요성: 시퀀서는 트랜잭션을 정렬하는 역할을 하지만, 롤업이 반드시 자체 시퀀서를 운영해야 하는 것은 아니다. 사용자 경험을 향상시키기 위한 설계 선택이다.
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중앙화 문제: 현재 대부분의 L2 롤업 프로젝트는 중앙화된 시퀀서를 운영하고 있는데, 이는 트랜잭션 검열 등의 문제를 유발할 수 있다.
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MEV 문제: 시퀀서는 최대 추출 가능 가치(MEV)를 추출할 수 있어 사용자에게 불리할 수 있다.
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개선 의지 부족: 각 L2가 자체 운영하는 시퀀서는 중요한 수익원을 제공한다. 경쟁이 치열한 L2 시장에서 시퀀서를 탈중앙화해 통제권을 잃는 것은 상업적으로 타당하지 않다.
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해결책: 공유형·탈중앙화된 시퀀서가 현재의 해결책으로 제시되며, 더 많은 탈중앙화와 롤업 간의 구성 가능성(composability)을 목표로 한다.
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관련 프로젝트: Espresso, Astria, Radius는 이 문제를 연구 중인 프로젝트들로, 각각 고유한 접근 방식을 가지고 있다.
L2 정렬기 현황 심층 분석: 원리, 필요성 및 시장 구조
1. 시퀀서란 무엇이며 어떤 역할을 수행하나요?
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시퀀서는 트랜잭션을 정렬하는 엔티티입니다.
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무작위 상태의 트랜잭션을 수신하여 블록 형태로 구성하고, 순서화된 트랜잭션 배치를 생성합니다.
2. L2는 반드시 시퀀서가 필요한가요? 현재 시퀀서는 어떤 형태로 존재하나요?
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롤업은 데이터 가용성을 위해 이더리움 기반 레이어를 활용할 수 있으며, 트랜잭션 정렬에도 이를 사용할 수 있습니다.
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그러나 이더리움 베이스 레이어는 비교적 비효율적이며 비용이 많이 들기 때문에, 중앙화된 시퀀서를 사용하는 것이 더 편리하고 저렴하며 사용자 친화적입니다.
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시퀀서는 사용자로부터 무작위 상태의 트랜잭션을 수신하여 오프체인에서 그룹화 처리한 후, 순서화된 트랜잭션 배치를 생성합니다. 이후 이 배치들은 블록에 포함되어 부모 L1로 전송됩니다.
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배치 압축 및 패킹 덕분에 수수료가 실제로 낮아졌으며, L2 상에서 트랜잭션이 패킹되면 즉시 "소프트 컨펌"이 되어 사용자는 트랜잭션 확인 시간이 단축된 것으로 인식합니다. 구체적인 데이터는 아래 그림 참조.
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따라서 정답은 "필수는 아님"입니다. 이는 더 나은 사용자 경험을 위한 설계 선택입니다.
3. 시퀀서의 중앙화로 인해 발생 가능한 문제와 리스크는 무엇인가요?
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트랜잭션 검열: 시퀀서는 트랜잭션 정렬을 제어하므로, 특정 사용자의 트랜잭션을 포함하지 않을 수 있습니다.
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MEV 추출: 시퀀서는 최대 추출 가능 가치(MEV)를 추출할 수 있으며, 이는 사용자에게 불리할 수 있습니다.
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활성성 문제: 시퀀서에 장애가 발생하면 전체 롤업에 영향을 미칩니다.
4. 대부분의 L2 롤업이 로드맵에서 탈중앙화된 정렬기를 만들겠다고 말하면서도, 실제로 실행할 동기가 없는 이유는 무엇인가요?
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경제적 요인: 중앙화된 시퀀서를 유지하는 것이 가장 경제적으로 합리적인 선택일 수 있습니다. 시퀀서의 수익화는 모든 주요 롤업의 중요한 수익원이며, 비즈니스 모델의 핵심 부분입니다.
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간편성: 중앙화된 시퀀서를 계속 운영하는 것이 가장 간단한 선택입니다. 중앙화된 시퀀서 유지보다 탈중앙화된 솔루션을 개발하고 유지하는 것이 훨씬 더 복잡하고 자원 집약적일 수 있습니다.
탈중앙화 정렬기, 주목할 만한 프로젝트 상세 분석
현재 L2의 정렬기를 탈중앙화하기 위한 대략적인 접근법은 무엇인가요?
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핵심 아이디어: 등장한 해결책은 탈중앙화되고 공유되는 시퀀서입니다.
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"공유(shared)"의 의미: 여기서 '공유'란 여러 서로 다른 롤업이 동일한 네트워크를 사용한다는 의미로, 여러 롤업의 트랜잭션이 정렬되기 전 메모리풀(mempool)에서 집계된다는 것을 말합니다. 이는 MEV 추출 및 검열 가능성을 줄이는 데 도움이 됩니다.
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"탈중앙화(decentralized)"의 의미: 여기서 '탈중앙화'란 리더 교대 개념을 의미하며, 항상 단일 참여자가 모든 트랜잭션을 정렬하는 것이 아니라 탈중앙화된 참여자 집합에서 리더를 선택한다는 것입니다. 이는 검열 저항성과 활성성 보장을 제공합니다.
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L1과의 유사성: 이는 다양한 L1에서 사용하는 리더 교대 메커니즘과 매우 유사합니다. 사실 탈중앙화된 정렬 계층을 구축하는 것은 탈중앙화된 L1을 구축하는 것과 같으며, 검증자 집합을 만들어야 합니다.
현재 어떤 프로젝트들이 탈중앙화 정렬기를 개발하고 있으며, 구체적인 상황은 어떻게 되나요?
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Espresso
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프로젝트 개요
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Espresso Systems는 웹3의 대중화를 위한 도구를 개발하는 회사로, 특히 L2 롤업과 이더리움 생태계에 초점을 맞추고 있습니다.
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Espresso 시퀀서는 탈중앙화된 공유 정렬 네트워크로, 롤업을 탈중앙화하면서 안전하고 높은 처리량, 낮은 지연 시간의 트랜잭션 정렬과 데이터 가용성을 제공하는 것을 목표로 합니다.
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롤업 트랜잭션의 탈중앙화된 정렬 및 데이터 가용성 처리기로서, 롤업과 하위 L1 사이의 미들웨어 네트워크 역할을 합니다.
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Espresso 시퀀서는 이더리움 VM과 호환되지 않는 환경에도 적합하도록 설계되었으며, 제로노울리지(zk) VM 및 낙관론적(optimistic) VM에서도 사용 가능합니다.
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운영 메커니즘
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시퀀서의 핵심은 HotShot이라는 합의 프로토콜입니다. HotShot은 HotStuff 합의 프로토콜을 기반으로 하며, 페이스메이커(Pacemakers), 검증 가능한 정보 분산(VID) 등 다양한 최신 기술을 통합합니다.
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HotShot은 개방적이며 무허가형으로, 정렬 네트워크에 탈중앙화된 방식으로 참여할 수 있으며, 높은 처리량과 빠른 확정성을 제공하면서도 보안성과 활성성 보장을 유지합니다.
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Tiramisu 데이터 가용성
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목적: 대부분의 롤업은 데이터 가용성을 위해 L1 블록체인(예: 이더리움)에 의존하지만, ETH 블록 공간은 희소하고 매우 비쌉니다. Espresso는 Tiramisu 데이터 가용성 솔루션을 사용해 이 문제를 해결합니다.
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Tiramisu 솔루션은 세 가지 혁신적인 계층으로 구성되어 있으며, 필요한 모든 당사자가 데이터에 접근할 수 있도록 보장합니다.
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Savoiardi: 뇌물 수수 방지 계층(이더리움의 danksharding 제안과 유사)으로, 가장 높은 수준의 보안을 제공합니다.
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Mascarpone: 중간 계층으로, 소규모 DA 위원회를 선출해 데이터의 유효한 복구를 보장합니다.
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Cocoa: Tiramisu에 콘텐츠 전송 네트워크(CDN)를 제공함으로써 '웹2 수준'의 성능을 제공합니다. 이는 효과적인 데이터 복구와 전파 속도를 크게 향상시킵니다. 이 계층은 본질적으로 중앙화되어 있으므로 완전히 선택 사항입니다.
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주목할 만한 파트너사
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Espresso Systems는 EigenLayer, Polygon zkEVM, Injective 등 여러 기업과 파트너십을 맺었습니다.
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Doppio 테스트넷 발표와 함께, Espresso는 Polygon zkEVM과의 협력을 발표했습니다. 이 협력은 Espresso 시퀀서와 완전 기능을 갖춘 zk-롤업(Polygon zkEVM의 분기) 간의 첫 번째 종단 간 통합을 의미합니다.
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현재 진행 상황
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2022년 11월, Espresso는 Espresso 시퀀서 관련 작업 내용을 공유하기 시작했습니다.
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2023년 7월 20일, Doppio는 HotShot과 Espresso 시퀀서의 두 번째 주요 마일스톤 및 테스트넷이 되었습니다. 또한 Espresso Systems는 전체 프로젝트의 백서를 발표했습니다.
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Astria
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프로젝트 개요
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Astria는 공유 정렬기 네트워크를 구축하고 있으며, 중앙화된 정렬기에서 벗어나는 데 핵심적인 역할을 하는 기업 중 하나입니다.
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또한 Astria EVM을 개발하고 있으며, 이는 공유 정렬기 네트워크로 구동되는 첫 번째 롤업이 될 예정입니다. 이 롤업은 네트워크로부터 빠르고 검열 저항적인 트랜잭션 정렬을 받으며, 데이터 가용성에는 Celestia를 활용할 예정입니다.
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운영 메커니즘
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Astria의 공유 정렬기 네트워크는 여러 서로 다른 롤업이 단일의 무허가, 탈중앙화된 정렬기 네트워크를 공유할 수 있게 합니다.
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Astria의 공유 정렬기 네트워크 자체는 미들웨어 블록체인으로, CometBFT(Tendermint Core의 포크)를 사용해 순서화된 트랜잭션 집합에 대한 합의를 달성합니다. 이 네트워크는 여러 롤업의 트랜잭션을 수신한 후 단일 블록으로 정렬하고 DA 계층에 기록합니다.
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Astria EVM
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Astria EVM은 Astria 공유 정렬기 네트워크로 구동되는 첫 번째 롤업이 될 예정입니다.
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현재 대부분의 롤업은 자체적으로 트랜잭션을 실행하고 정렬하며, 데이터 가용성 계층으로 이더리움을 사용합니다. Astria EVM은 실행에 집중하면서 Astria의 공유 정렬기를 정렬에 사용하고, 데이터 가용성에는 Celestia를 활용할 예정입니다.
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Astria Development Cluster
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2023년 8월 16일, Astria는 Astria 공유 정렬기 네트워크 위에서 롤업을 구동하는 데 필요한 모든 구성 요소를 포함하는 개발 클러스터를 출시했습니다. 이 클러스터는 Astria 네트워크의 개발 및 테스트, Astria와의 통합을 최대한 쉽게 만드는 것을 목표로 합니다. 구성 요소는 다음과 같습니다:
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Astria 시퀀서: 트랜잭션 정렬을 위한 블록 생성 노드. 개발 클러스터는 단일 노드에 의존합니다. 메인넷 진입 시에는 탈중앙화된 노드 집합을 사용합니다.
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데이터 가용성 계층: 강력한 확정성을 제공하는 로컬 Celestia 네트워크.
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롤업: 상태를 실행하고 저장하는 Geth 롤업 노드.
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Composer: 롤업의 메모리풀에서 미확인 트랜잭션을 가져와 Astria의 CometBFT 메모리풀에 제출합니다.
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Conductor: 개별 블록을 수신한 후, 각 개별 롤업에 맞게 필터링합니다. 필터링된 블록은 이후 롤업으로 전달되어 실행됩니다.
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Relayer: 정렬된 블록을 Conductor와 데이터 가용성 계층(Celestia)으로 전송합니다.
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현재 진행 상황
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2023년 4월, Astria는 550만 달러 규모의 시드 펀딩을 완료했다고 발표했습니다.
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2023년 8월, 팀은 개발 클러스터를 출시했습니다.
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Astria 팀은 Devnet 출시를 위해 개발 중이며, 몇 주 내에 발표될 예정입니다.
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코드는 오픈소스이며, 공식 GitHub 페이지에서 추가 문서를 제공합니다.
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Radius
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프로젝트 개요
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Radius는 신뢰 없이 작동하는 공유 정렬 계층을 구축하고 있으며, 암호 기술을 활용해 정렬기를 탈중앙화하고 검열을 방지하며 해로운 MEV를 최소화합니다. 이들의 솔루션은 블록체인에 무관하며 다양한 유형의 롤업에 사용할 수 있습니다.
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운영 메커니즘
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암호화된 메모리풀: Radius는 목표 달성을 위해 암호화된 메모리풀을 사용합니다. 사용자가 제출한 각 트랜잭션은 제출 후 즉시 암호화됩니다. 정렬기는 각 트랜잭션의 내용을 알지 못한 채 트랜잭션 묶음을 정렬하므로, MEV 추출이나 검열을 방지할 수 있습니다.
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Practical Verifiable Delay Encryption(PVDE): Radius는 PVDE라는 zk 기반 암호화 방식을 활용해 암호화된 메모리풀을 구축합니다. 사용자 트랜잭션은 시간 잠금 난제(time-lock puzzle)를 기반으로 일시적으로 암호화됩니다. 정렬기는 이후 암호화된 트랜잭션을 정렬하며, 해독 키를 얻기 위해 시간 잠금 난제를 해결해야 합니다. 이 과정은 시간과 컴퓨팅 자원을 필요로 하며, 정렬기가 트랜잭션을 조기에 해독하는 것을 방지합니다.
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MEV 시장: Radius는 최적화된 블록 공간 설계도 제안합니다. 롤업 간 MEV 트랜잭션 묶음을 제출하기 위한 경매 기반 시장을 트레이더들에게 제공하고자 합니다. 최고 입찰자가 정렬기에 의해 블록에 포함됩니다.
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타 솔루션과의 차이점
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Radius의 솔루션은 단일 정렬기만으로도 MEV 및 검열 문제를 해결할 수 있습니다.
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트랜잭션 내용이 암호화되어 있기 때문에, 단일 정렬기라도 악의적으로 행동할 수 없습니다. 이는 합의 메커니즘 도입이 불필요하다는 의미이며, 속도와 확장성 측면에서 유리합니다.
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이는 Astria와 Espresso의 솔루션과 다릅니다. 이들은 모두 트랜잭션 정렬에 합의 메커니즘에 의존합니다.
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현재 진행 상황
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2023년 6월, Radius는 170만 달러 규모의 시드 라운드 이전 펀딩을 완료했다고 발표했습니다.
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메인넷 출시는 2025년을 목표로 하고 있습니다.
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기타
보고서에서는 NodeKit과 AltLayer라는 두 솔루션도 간략히 소개했지만, 세부 설명 없이 언급만 했습니다.
미래 전망
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L2 프로젝트들이 정렬기 문제에 대해 현재 어떤 상황에 있고 어떤 선택을 하고 있나요?
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기존의 L2 롤업은 두 가지 선택지를 마주하고 있습니다. 하나는 현 상태를 유지하고 유일한 중앙화된 정렬기를 계속 사용하는 것이고,
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다른 하나는 제3자 공유 정렬 네트워크와 통합하거나 자체 내부 솔루션을 개발하는 것입니다.
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중앙화된 정렬기를 계속 사용하면 어떤 영향이 있나요?
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이는 가장 간단한 선택이며, 가장 경제적으로도 합리적일 수 있습니다. 앞서 언급했듯이, 정렬기의 수익화는 모든 주요 롤업의 중요한 수익원입니다.
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중앙화된 정렬기를 유지하면 검열, MEV 추출, 단일 장애 지점 등의 리스크를 초래할 뿐 아니라, 암호화폐의 핵심 이념에도 어긋납니다.
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제3자 정렬 네트워크와의 통합, 어떻게 선택해야 하나요?
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중앙화된 정렬기 유지로 인한 리스크 또는 내부 솔루션 개발에 필요한 노력과 비용에 비해, 전문가에게 정렬 기능을 아웃소싱하는 것이 많은 롤업에게는 현명한 선택일 수 있습니다.
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가장 중요한 고려 사항 중 하나는 롤업 간의 상호 운용성(interoperability)입니다. 이는 공유 정렬기 위에서 운영되는 L2와 독자적인 고립된 환경에서 운영되는 L2 사이의 가장 뚜렷한 이점일 수 있습니다.
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앞으로 어떤 전망이 있나요?
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일부 롤업은 Espresso, Astria 같은 제3자 정렬 네트워크와 통합할 수 있으며, 다른 롤업은 자체 내부 솔루션을 개발할 수 있습니다. 특히 자체 토큰을 이미 출시한 대형 롤업들은 이윤 극대화 및 토큰 실용성 강화를 위해 자체 솔루션 개발을 선택할 가능성이 큽니다.
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이 주제는 앞으로 몇 달간 계속 주목받을 것이며, 롤업 분야뿐 아니라 공유 정렬기 분야에도 더 많은 새로운 참가자들이 등장할 것이라 확신합니다.
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