Consensys 연구 논문 해설: 이더리움은 점점 더 중심화되고 있는가?

2023.10.17

Consensys 연구 논문 해설: 이더리움은 점점 더 중심화되고 있는가?

이더리움의 탈중앙화 수준은 동적인 것이며, 이를 유지하기 위해서는 지속적인 노력이 필요하다.

2023.10.17 - 13:58:11

以太坊

Web3 심층 보도에 집중하고 흐름을 통찰

이더리움의 탈중앙화 수준은 동적인 것이며, 이를 유지하기 위해서는 지속적인 노력이 필요하다.

암호화폐 커뮤니티에서 이더리움은 중심적인 존재로 부상했다.

탈중앙화는 이더리움의 핵심 약속일 뿐 아니라 그 매력의 주요 원천이기도 하다. 그러나 이더리움의 업그레이드와 발전에 따라 커뮤니티 내에서는 이더리움의 진정한 탈중앙화 수준에 대한 의문이 제기되기 시작했다.

이러한 의혹은 근거 없이 생긴 것이 아니다. 우리는 종종 "이더리움이 점점 더 중앙집중화되고 있다"는 주장을 다양한 각도에서 풀어낸 포스트들을 산발적으로 접할 수 있다.

탈중앙화는 권력과 통제의 분산뿐만 아니라 네트워크의 검열 저항성, 보안성 및 투명성과도 밀접하게 관련되어 있다. 따라서 투자자, 개발자, 일반 사용자 모두에게 이더리움의 탈중앙화 정도를 깊이 이해하는 것은 매우 중요하다.

이러한 의문을 해소하기 위해 메타마스크(메타머프) 지갑의 모회사인 Consensys 소속 연구원 Simon Brown은 철저하고 체계적이며 학술적인 접근 방식으로 이더리움의 실제 탈중앙화 상태를 파악하기 위한 심층 연구를 수행하기로 결정했다. 다수의 지표와 모델을 활용해 합리적이고 엄격한 분석을 시도한 것이다.

원 논문이 상당히 길고 일정 수준의 학문적 배경을 요구한다는 점을 고려하여, TechFlow는 논문의 핵심 주장들을 요약하고 정리하여 독자들이 보다 쉽게 이해할 수 있도록 도왔다.

원 논문: 《Measuring the Concentration of Control in Contemporary Ethereum》

1. 방법론: 이더리움의 탈중앙화 정도를 어떻게 측정할 것인가?

탈중앙화는 여러 차원과 관점을 포함하는 복잡한 개념이다. 이더리움의 탈중앙화 정도를 정확하게 측정하기 위해, 본 논문의 저자 Simon Brown은 다양한 통계 방법과 지표를 종합적으로 활용했다.

먼저, Gini(지니) 계수를 도입하였다. 이는 불평등 정도를 측정하는 통계 지표로서, 흔히 소득 격차 분석에 사용된다.

여기서는 네트워크 내 자원 또는 권력의 분포를 측정하는 데 사용된다. 지니 계수는 0에서 1 사이의 값을 가지며, 0은 완전한 평등을, 1은 완전한 불평등을 의미한다. 예를 들어, 지니 계수가 0.9라는 것은 네트워크 내 자원이나 권력이 극도로 집중되어 있다는 것을 나타낸다.

지니 계수 외에도 연구진은 다음과 같은 지표들을 함께 고려했다: HHI(Herfindahl-Hirschman Index): 특정 산업 부문의 경쟁 정도를 측정하는 데 일반적으로 사용되는 지표;

Shannon 지수: 데이터 분포의 크기와 다양성에 민감하게 반응하므로, 지니 계수가 포착하지 못하는 분포 간 차이를 강조할 수 있다.

Atkinson 지수: 사회적 복지 관점에서 일정 수준의 평등을 달성하기 위해 얼마나 많은 자원을 재분배해야 하는지를 추론한다.

Jensen-Shannon Divergence: 시간에 따른 탈중앙화 수준의 변화에 관심이 있으므로, 두 확률 분포 간 유사성 또는 차이를 측정하는 데 사용되었다. (TechFlow 주석: 쉽게 말해, 특정 시점 전후에 이더리움의 중앙집중화 정도가 유사한지 아니면 크게 달라졌는지를 판단하는 데 사용됨).

Nakamoto(나카모토) 계수: 시스템 내 최대 n개 실체가 통제하는 자원 또는 권력의 비율을 측정한다. 예를 들어, 상위 5개 실체가 전체 자원의 50% 이상을 장악하고 있다면 나카모토 계수는 5가 된다. 이를 통해 네트워크 내 주요 실체의 영향력을 직관적으로 파악할 수 있다.

이러한 지표들과 모델들의 선택은 임의적이지 않다. 탈중앙화의 다양한 측면을 포괄적으로 반영하기 위해 신중하게 선정된 것으로, 이러한 다각적 접근법은 결과의 포괄성과 정확성을 보장하며 연구자가 이더리움 탈중앙화의 현실을 보다 명확히 이해하도록 돕는다.

2. 연구 대상: 어떤 지표들을 통해 이더리움의 탈중앙화 정도를 표현할 것인가?

이더리움의 탈중앙화 정도를 심층적으로 연구하기 위해 우선 적절한 데이터와 대상을 선택해야 한다. 이들은 이더리움 네트워크의 중요한 각 측면을 대표할 수 있어야 하며, 탈중앙화를 의미 있게 측정할 수 있는 기준이 되어야 한다.

이더리움이 PoS로 전환되고 MEV, 계정 추상화(Account Abstraction) 등 새로운 기술들이 등장함에 따라, 본 논문은 거래와 관련된 모든 단계와 프로세스를 고려하여 다음의 적절한 지표들을 도출하였다:

기본 나카모토 계수 기반:
- 클라이언트별 합의 노드 (Consensus nodes by client)
- 국가별 합의 노드 (Consensus nodes by country)
- 클라이언트별 실행 노드 (Execution nodes by client)
- 국가별 실행 노드 (Execution nodes by country)
- 네이티브 자산 분포 정도 (Distribution of native asset by amount)
- 풀/스테이킹 서비스 제공업체별 스테이킹 금액 (Amount staked by pool / staking service provider)
PBS 관련 지표:
- PBS는 블록 구축자(builder)와 릴레이(relay)가 제안하는 블록을 의미하며, 이더리움 네트워크에서 핵심적인 역할을 한다.
- 구축자(builder)가 제안한 블록 (Blocks proposed by builder)
- 릴레이(relay)가 제안한 블록 (Blocks proposed by relay)
계정 추상화(Account Abstraction) 관련 지표:
- 각 번들러(bundler)별 사용자 작업 수 (Number of user operations per bundler)
- 각 배포자(deployer)별 지갑 수 (Number of wallets per deployer)
기타 지표:
- 소각 후 조정된 유효 인플레이션율 (Effective inflation rate adjusted for burn)
- 스테이킹된 전체 공급량의 비율 (Percentage of total supply staked)
- 상대적 TVL 기준 2단계 롤업(Layer 2 rollups by relative TVL)

동시에, 서로 다른 지표들에는 각각 다른 가중치가 부여되었다.

3. 결과 및 해석: 이더리움의 탈중앙화 정도는 어떠한가?

연구진은 2023년 5월 23일부터 8월 23일까지 90일간 이더리움을 관찰했다. 전체적인 연구 목표는 탈중앙화라는 동적인 특성이 이더리움 내에서 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 탐구하는 것이었으며, 정적인 균형 상태를 가정하는 것이 아니었다.

A. 결과 분석

아래 데이터를 보면, 동일한 데이터에 대해 서로 다른 지표들이 다른 결과를 도출함을 알 수 있다. 예를 들어 지니 계수의 경우:

국가별 실행 노드: 지니 계수 0.85
클라이언트별 실행 노드: 지니 계수 0.74
국가별 합의 노드: 지니 계수 0.79
클라이언트별 합의 노드: 지니 계수 0.57
네이티브 자산 분포 정도: 지니 계수 0.91
풀/스테이킹 서비스 제공업체별 스테이킹 금액: 지니 계수 0.76
구축자(builder)가 제안한 블록: 지니 계수 0.78
릴레이(relay)가 제안한 블록: 지니 계수 0.54
각 번들러(bundler)별 사용자 작업 수: 지니 계수 0.13
각 배포자(deployer)별 지갑 수: 지니 계수 0.03
상대적 TVL 기준 2단계 롤업: 지니 계수 0.87

이 값들은 보기 쉬우도록 색상 코드로 표시되었으며, 빨간색에 가까울수록 집중도가 높음을, 초록색에 가까울수록 탈중앙화 정도가 높음을 의미한다.

명백히 확인할 수 있듯이, 스테이블코인과 스테이킹 풀이라는 두 지표에서 이더리움의 중앙집중화 정도가 매우 높다. 이는 현실에서 USDC와 USDT의 높은 점유율, 그리고 유동성 스테이킹 시장에서 LDO가 선두를 달리는 현황과도 부합하는 모습이다.

B. 기본 나카모토 계수 기반 하위 시스템 선택 결과

네트워크 노드: 연구진이 기본 나카모토 계수 기반 하위 시스템 선택의 측정 차원 데이터를 분석할 때, 먼저 지니 계수를 네트워크 노드와 관련된 지표들에 적용했다. (TechFlow 주석: 나카모토 계수란 시스템 내 가장 큰 n개 실체가 통제하는 자원 또는 권력의 비율을 측정하는 지표임).

이 분석을 통해 “국가별 실행 노드”와 “국가별 합의 노드” 모두 각각 0.85와 0.79라는 상대적으로 높은 지니 계수 값을 유지하고 있음을 관찰할 수 있다. 이는 합의 노드와 실행 노드가 특정 국가에 고도로 집중되어 있음을 의미한다.

C. PBS 관련 지표

PBS란 블록 구축자(builder)와 릴레이(relay)가 제안하는 블록을 의미한다. 데이터에 따르면, 데이터셋의 첫 번째와 마지막 24시간 간격 사이에 단일 구축자와 릴레이가 제안한 블록 수, 그리고 시장 전체의 집중도가 상당히 변화했다. 이는 시간이 지남에 따라 이더리움 네트워크의 탈중앙화 정도가 증가했음을 의미한다.

D. 기타 지표

TVL 기준 롤업(Rollup)을 살펴보면 명확한 집중 현상을 관찰할 수 있으며, 90일 평균 지니 계수는 0.87에 달한다. 이러한 수치는 바닥 데이터를 살펴볼 때 의미가 있는데, 하나의 롤업(Arbitrum One)이 전체 롤업 중 54.3%의 TVL을 차지하고 있으며, 샘플 시작 당시의 64.5%에서 다소 감소한 수치다. 그 다음으로 Optimism이 25.9%의 TVL을 보유하고 있다. 즉, 여러 롤업이 존재함에도 불구하고 두 개의 롤업이 대부분의 시장 점유율을 차지하고 있다.

E. 계정 추상화(Account Abstraction) 관련 지표

이 부분의 데이터는 주로 ERC-4337 번들러(bundler)의 영향을 중심으로 한다. 데이터에 따르면:

번들러(bundler)별 사용자 작업(User Operations by Bundler)의 90일 지니 계수 범위는 0~1이며, 중앙값은 0.6, 표준편차는 0.36이다.
특정 번들러가 활성화된 13개 번들러 중 76%의 시장 점유율을 차지하고 있다.

이러한 데이터는 계정 추상화 분야가 아직 초기 단계에 있으며, 인프라가 상당한 성숙 또는 채택을 이루지 못했다는 것을 보여준다. ERC-4337 번들러가 네트워크 탈중앙화에 미치는 영향은 상대적으로 제한적이므로, 중간 정도의 중앙집중화도 용인 가능한 수준이라고 할 수 있다.

F. 주요 지표가 전체 중앙집중화 증가를 나타냄

주요 지표는 전체 네트워크의 탈중앙화 정도가 시간에 따라 어떻게 변화했는지를 측정하는 고차원적 지표를 제공한다(2023/05/23 ~ 08/17).

모든 측정 차원에서 지니 계수는 21%에서 14%로 감소했으며, HHI 지수는 7.5%에서 약간 증가하여 10%에 도달했다.

의미:
- 지니 계수의 감소는 탈중앙화 정도가 증가했거나, 집중도가 감소했음을 의미한다.
- HHI 지수의 증가는 집중도가 다소 증가했음을 의미한다.
결론: 두 지표를 종합하면, 전반적으로 이 기간 동안 이더리움 네트워크의 탈중앙화 정도가 증가했다고 말할 수 있다.

4. 종합 결론 및 미래 전망

철저한 연구와 데이터 분석을 거친 후, 연구진은 이더리움의 탈중앙화 정도에 대해 다음과 같은 결론을 도출했다:

이더리움의 탈중앙화 정도는 동적인 특성이다: 탈중앙화는 정적인 균형 상태라기보다 시간에 따라 변화하는 동적인 특성이다. 이는 이더리움 생태계의 발전과 변화에 따라 그 탈중앙화 정도도 함께 변한다는 것을 의미한다.
측정 차원에 따라 집중도가 다르게 나타난다: 예를 들어, 국가 및 클라이언트별로 분류한 실행 노드와 합의 노드는 서로 다른 집중도를 보이며, 이는 탈중앙화를 측정하기 위해 다양한 방법이 필요함을 강조한다.
일부 분야는 높은 수준의 집중을 보인다: 예를 들어, TVL 기준 롤업에서는 Arbitrum One과 Optimism이 대부분의 시장 점유율을 차지하며 명확한 집중 현상을 보인다.
탈중앙화를 유지하기 위한 지속적인 노력이 필요하다: 연구 결과는 이더리움 생태계 전반에 걸쳐 통제의 집중 요소가 존재함을 분명히 보여주며, 이는 커뮤니티가 기대하는 수준보다 훨씬 낮을 수 있음을 시사한다. 즉, 건강한 탈중앙화 수준을 유지하기 위해서는 끊임없는 노력이 요구된다.