L2 지속적인 인기 속, 그 이면의 운영 메커니즘과 현황은 어떠한가?
작성: ROUTE 2 FI
번역: TechFlow
지난 몇 달 동안 저는 특정 레이어 2 솔루션(L2)들이 많은 거래량을 끌어모으고 있으며 다양한 프로젝트들이 이러한 L2 위에서 구축되는 것을 목격했습니다. 그렇다면 이 L2 솔루션이란 정확히 무엇일까요?
레이어 2 솔루션을 깊이 있게 살펴보기 전에 현재 이더리움 메인넷의 상황을 이해하는 것이 중요합니다. 현재 이더리움 메인넷은 초당 약12건의 트랜잭션을 처리하며, 네트워크 활동이 극도로 치열한 시기에는 메인넷에서 트랜잭션을 실행하는 비용이 일반적인 암호화폐 사용자가 감당하기 어려운 수준까지 치솟았습니다. 이는 이더리움의 확장성 문제를 야기하게 되었으며, 그 근본 원인은 네트워크 내 모든 노드가 발생하는 모든 트랜잭션을 저장하고 검증해야 한다는 점에 있습니다.
레이어 2 솔루션은 바로 이러한 이더리움 확장성 문제를 해결하기 위해 도입되었습니다. L2는 본질적으로 이더리움 위에 구축된 완전히 독립적인 블록체인이며, 이를 통해 이더리움 자체가 제공하는 보안성을 계승합니다. 각각의 L2 솔루션은 고유한 보안 장치와 타협 요소를 가지고 있습니다. 현재 이더리움에서 가장 인기 있는 L2 확장 방식은 롤업(rollup)으로, Arbitrum, Optimism, Base 등이 대표적입니다.
롤업은 L1에서 트랜잭션을 처리할 수 있는 L2 솔루션입니다. 일반적인 이더리움 트랜잭션은 보통 156바이트로 다소 데이터 집약적입니다. 따라서 롤업은 L2 실행 레이어에서 다수의 트랜잭션을 처리한 후, 이를 간결한 하나의 트랜잭션 형태로 묶어 L1 상태 검증 레이어에 게시합니다. 이렇게 L2에서 여러 트랜잭션을 하나로 패키징함으로써 개별 트랜잭션당 가스 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 롤업에는 여러 종류가 있으며 모두 동일하지는 않지만, 가장 널리 사용되는 것은 스마트 컨트랙트 기반 롤업인 '옵티미스틱 롤업(Optimistic rollup)'과 '제로 난스 증명 롤업(zero-knowledge proof rollup)'입니다.
스마트 컨트랙트 롤업은 사용자가 자금을 L1(이더리움)상의 롤업 스마트 컨트랙트로 보내면, 해당 컨트랙트가 트랜잭션 및 상태 변화를 관리하는 방식입니다. 롤업과 블록체인의 핵심 구성 요소 중 하나는 머클 트리(Merkle tree)인데, 본질적으로 머클 트리는 모든 사람의 자금 상태와 발생한 트랜잭션을 저장하는 데이터 구조로, L1이 전체 상태를 다운로드하지 않고도 L2 상의 상태를 직접 검증할 수 있게 해줍니다. 간단히 말해, 사용자는 L2에서 상호작용하며 트랜잭션을 수행하고(즉, 상태 변경), 자신의 자금을 사용하면, L2는 상태 변경의 머클 루트를 L1에 전송하여 L1이 해당 체인의 상태를 검증할 수 있도록 합니다.
그러나 L1은 L2가 보낸 머클 루트가 유효하다는 것을 확인하기 위한 어떤 형태의 증명이 필요하며, 여기서 두 가지 스마트 컨트랙트 롤업이 차이를 보입니다. 주요 두 가지 증명 방식은 사기 증명(fraud proof)과 제로 난스 증명(zero-knowledge proof)입니다.
Arbitrum 및 Optimism과 같은 옵티미스틱 롤업은 사기 증명을 사용하여 상태를 최종 결정합니다.
사기 증명의 작동 방식은 다음과 같습니다:
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L2 노드가 L1 스마트 컨트랙트에 머클 루트와 소액의 보증금을 함께 게시합니다;
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L1 스마트 컨트랙트는 기본적으로 L2 노드를 신뢰합니다. 이것이 바로 "Optimistic"(낙관적)이라는 용어의 유래이며, L1은 L2의 업데이트를 낙관적으로 믿는 것입니다;
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그러나 이 상태 변경은 7일 동안 최종 확정되지 않습니다;
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이 7일 동안 누구라도 게시된 머클 루트가 사기라고 주장하는 증명을 제출할 수 있으며, 이 경우 업데이트가 취소되고 L2 노드는 처벌받으며, 제출된 보증금은 사기 업데이트를 신고한 사람에게 지급됩니다;
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신고자는 이제 상태 루트 변경 내 모든 트랜잭션을 검증하고 각 트랜잭션 서명이 유효한지 확인함으로써 업데이트가 사기임을 입증할 수 있습니다;
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만약 7일 이내에 상태 변경에 대한 이의 제기가 없으면, 해당 업데이트는 최종 확정되어 불변하게 됩니다.
반면 제로 난스(ZK) 롤업은 제로 난스 증명을 사용합니다. 제로 난스 증명의 작동 방식은 다음과 같습니다:
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L2 노드가 머클 루트와 함께 ZK 증명을 L1 스마트 컨트랙트에 게시하며, 이 증명은 L2가 트랜잭션을 올바르게 처리하고 새로운 머클 루트를 생성했음을 입증합니다;
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만약 L2 노드가 사기성 업데이트를 게시하려고 하면 유효한 ZK 증명을 생성할 수 없으므로, L1 스마트 컨트랙트는 새로운 머클 루트를 수락하지 않습니다;
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ZK 증명이 검증되면 상태 업데이트는 즉시 확정됩니다.
앞서 언급했듯이, L2가 존재하는 목적은 메인넷의 트랜잭션/Gas 비용이 너무 높다는 이더리움의 확장성 문제를 해결하기 위해서입니다. 이제 두 주요 스마트 컨트랙트 롤업이 사용자에게 부과하는 가스 비용을 어떻게 산정하는지 자세히 살펴보겠습니다.
Arbitrum와 Optimism 모두 사용자가 자신들의 플랫폼에서 거래할 때 두 가지 비용을 지불하도록 요구합니다. 즉, L2 가스(실행비)와 L1 캘데이터(보안비)입니다. L2 가스(실행비)는 메인넷의 가스 비용과 유사합니다. L2의 모든 트랜잭션은 일정량의 가스를 사용하며, 해당 가스 사용량에 현재 가스 가격을 곱한 금액만큼 가스/실행비를 지불해야 합니다: (L2 가스 가격) × (L2 가스 사용량)
L1 캘데이터/보안비의 경우, 이는 트랜잭션을 다시 이더리움에 게시하는 데 드는 비용을 지불하기 위한 것입니다. 이러한 비용이 존재하는 이유는 어셈블러(L2에서 트랜잭션을 취합하여 L1에 게시하는 메커니즘)가 이더리움에 트랜잭션을 게시하기 위해 L1 가스 비용을 지불해야 하기 때문입니다. 이 비용은 다음과 같이 계산됩니다: (L1 예상 가스 가격) × (L1 캘데이터 크기 + L1 버퍼)
Arbitrum와 Optimism은 L2 요금 책정 방식이 서로 다릅니다. 특히 중요한 차이점은 Optimism과 Arbitrum이 L1 계산 비용을 산정하는 방식에 있습니다. Arbitrum은 L1 계산 비용을 결정하기 위해 오라클을 사용합니다. 반면 Optimism은 L1 계산에 동적 오버헤드(스칼라 변수)를 포함하며, Optimism 팀이 이를 조정하여 L1 계산 비용을 조절할 수 있습니다.
여기서 주목해야 할 점은 L2에서 거래하는 비용이 이더리움 메인넷에서 직접 거래하는 것보다 훨씬 저렴하다는 것이며, 이것이 바로 L2가 인기를 끄는 이유입니다. 현재 롤업은 L2 실행 레이어와 스토리지 비용이 저렴하지만, 데이터 가용성(data availability) 원칙을 준수하기 위해 L1에 데이터를 게시하는 비용은 여전히 사용자 입장에서 상당히 높은 편입니다.
올해 초, EIP-4844라는 이더리움 제안이 있었습니다. 이 제안은 연내 출시될 예정입니다. EIP-4844는 데이터 블록을 수용할 수 있는 새로운 유형의 트랜잭션을 추가하는 것을 제안하며, 이러한 데이터 블록의 크기는 메인체인의 스토리지 오버헤드를 줄이기 위해 의도적으로 작게 설계됩니다. 앞서 언급했듯이, 이더리움 메인넷의 높은 트랜잭션 비용은 L2 롤업 솔루션들이 배치(batch)와 상태 변경 증명을 L1에 게시할 때 드는 주요 비용 중 하나였습니다. 이 제안은 해당 문제에 큰 영향을 미칠 것으로 보이며, L1 비용 오버헤드를 크게 줄일 가능성이 있습니다. EIP-4844는 L1 배치 게시 비용을 10~50배까지 낮출 것으로 예상됩니다.
대표적인 L2들
Arbitrum
Arbitrum은 이더리움 스마트 계약의 능력을 향상시키기 위한 레이어 2 솔루션으로, 속도와 확장성을 높이고 추가적인 개인정보 보호 기능도 제공합니다.
이는 현재 이더리움 기반 스마트 계약이 겪고 있는 비효율성과 높은 실행 비용 등의 단점을 해결하기 위해 구축되었으며, 이러한 문제들은 이더리움 사용자 경험을 해쳤고 거래를 비싼 작업으로 만들곤 했습니다.
Arbitrum은 옵티미스틱 롤업(Optimistic rollup) 기술을 사용합니다. 트랜잭션은 오프체인에서 실행되며, 이후 대량의 calldata 형태로 이더리움 메인넷에 제출됩니다. 이 과정은 이더리움이 현재 감당하고 있는 대부분의 계산 및 저장 부담을 오프체인으로 이전하는 데 기여합니다.
가장 인기 있는 프로토콜은 GMX로, 영구계약 거래 플랫폼입니다.
Optimism
Optimism(OP)은 이더리움 위에 구축된 레이어 2 블록체인입니다. Optimism은 이더리움 메인넷의 보안성을 활용하며, 옵티미스틱 롤업 기술을 통해 이더리움 생태계의 확장을 지원합니다. 이는 트랜잭션이 Optimism에서 무신뢰(trustlessly)로 기록되지만, 궁극적으로는 이더리움에서 보장된다는 의미입니다.
Optimism은 이더리움 최대 규모의 확장 솔루션 중 하나로, 총 예치 가치(TVL)가 6억 달러를 초과합니다. 97개의 프로토콜을 보유하고 있으며, 대표적인 프로토콜로는 파생상품 거래소인 Synthetix(SNX), DEX인 Uniswap(UNI), AMM인 Velodrome(VELO) 등이 있습니다.
Matic
Polygon(이전 이름 Matic Network)은 바이낸스와 코인베이스가 지원하는 레이어 2 확장 솔루션입니다. 이 프로젝트는 다양한 블록체인의 확장성 문제를 해결함으로써 암호화폐의 대규모 채택을 촉진하는 것을 목표로 하고 있습니다.
Polygon은 단일 사이드체인에서 초당 최대 65,000건의 트랜잭션을 처리할 수 있으며, 블록 확인 시간은 2초 미만입니다.
MATIC은 Polygon의 토큰으로, 이더리움 블록체인 상에서 작동하는 ERC-20 토큰입니다. 이 토큰은 Polygon의 결제 서비스에 사용되며, Polygon 생태계 내 사용자 간 결제 수단으로도 활용됩니다.
현재 총 예치 가치는 약 8억 달러이며, Quickswap과 PearlFi가 가장 큰 네이티브 프로토콜입니다.
Base
Base는 이더리움 L2로서, dapp을 지원하기 위한 보안성, 안정성, 확장성을 갖추고 있습니다. 개발자는 어떠한 EVM 코드베이스라도 자신감 있게 배포할 수 있으며, 이더리움 L1, Coinbase, 기타 상호 운용 가능한 체인에서 사용자와 자산을 시작할 수 있습니다. Base는 MIT 라이선스를 적용한 OP 스택 위에 구축되었으며, Optimism과 협력하여 개발되었습니다.
Base의 총 예치 가치는 3.5억 달러이며, Aerodrome과 Friend.tech가 가장 큰 DeFi 프로토콜입니다.
EIP-4844 시행 이전에 L2 거버넌스 토큰 가격이 상승하는 현상을 보더라도 전혀 놀라지 않을 것입니다. 이 변화는 더 많은 트래픽을 해당 체인들로 유도할 가능성이 높기 때문입니다. 제 추측은 사용자의 가스 비용 절감 효과로 인해 이러한 L2 체인 상의 거래량이 증가할 것이라는 것입니다.
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