소규모 게임에서 DeFi까지, TON에서 우리가 아직 부족한 것은 무엇인가?
글: LayerPixel
번역: 백화블록체인
지난 몇 달 동안 우리는 Notcoin, Dogs, Hamster Kombat, Catizen 등이 바이낸스에 상장되며 TON 생태계의 폭발적인 성장을 목격했다. 이들 프로젝트는 주요 거래소에 수백만 명의 새로운 KYC 사용자를 유입시킨 것으로 알려져 있다. 우리가 인정하든 하지 않든 간에, 사실상 최근 몇 년간 블록체인 분야에서 가장 대규모로 실현된 애플리케이션이 바로 이것이다. 하지만 문제는 이제 다음 단계가 무엇이냐는 점이다.
사용자 수는 방대하지만, TON의 총 보관 가치(TVL)는 여전히 낮은 수준이며, 디파이(DeFi) 프로토콜들도 많지 않다. 이는 TON 체인 상의 사용자 가치가 낮고 인프라가 미흡하다는 우려와 논쟁을 불러일으키고 있다.
그러나 본 글에서는 디파이의 핵심 개념 중 하나인 '원자적 교환(atomical exchange)'과 LayerPixel(PixelSwap)이 해결하고자 하는 문제를 간략히 다루고자 한다. 한편으로는 디파이의 초기 성공이 이더리움에서 비롯되었으며, 이더리움은 디파이 애플리케이션과 스마트 계약의 기반이 되었다. 다른 한편으로는 TON과 같은 비동기 블록체인이 부상하면서 디파이 애플리케이션에 새로운 기회와 도전, 특히 조합성(composability) 측면에서 새로운 과제를 제시하고 있다.
1. 디파이의 간단한 역사
디파이 생태계는 '디파이 서머(DeFi Summer)' 시기에 번성했으며, 주로 이더리움 위주로 발전했다. 개발자들은 이더리움 생태계를 활용해 스마트 계약을 기본 구성 요소로 삼아 마치 레고 블록처럼 서로 결합할 수 있었다. 이러한 조합성은 탈중앙화 금융 애플리케이션 및 서비스의 급속한 확산에 필요한 네트워크 효과를 제공했다.
이더리움의 조합성 패러다임은 다양한 디파이 프로토콜들이 혁신적으로 상호작용할 수 있도록 했다. 원자적 교환, 플래시론, 재담보, 대출 플랫폼 등의 핵심 금융 프리미티브는 서로 다른 애플리케이션이 어떻게 중첩되어 복잡하고 다기능적인 금융 제품을 창출할 수 있는지를 보여주었다.
디파이가 성숙함에 따라, 이더리움의 동기식 모델이 지닌 한계 — 특히 확장성과 높은 트랜잭션 수수료 문제 — 는 점점 더 명확해졌다. 이는 이더리움의 고유한 제한 사항들을 해결할 수 있을 것으로 기대되는 새로운 블록체인 아키텍처, 즉 비동기 블록체인에 대한 관심을 촉발시켰다.
2. 비동기 블록체인: 새로운 패러다임
이더리움의 전통적 모델은 동기식이며, 모든 트랜잭션이 순차적으로 처리되는 단일 상태(monolithic state)를 유지한다. 반면 TON과 같은 비동기 블록체인은 액터 모델(actor model) 접근 방식을 채택한다. 이러한 변화는 몇 가지 근본적인 구조적 차이를 낳는다:
이더리움 — 동기식 블록체인 (단일 상태):
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원자적 연산: 각 트랜잭션이 여러 스마트 계약의 상태를 변경하더라도 하나의 단위 작업으로 간주될 수 있기 때문에 직접적인 원자적 트랜잭션이 가능하다. 예를 들어 이더리움 가상 머신(EVM)은 트랜잭션 내 모든 단계를 안전하게 격리하여 전체가 실행되거나 전혀 실행되지 않도록 보장한다.
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순차적 처리: 각 트랜잭션은 이전 트랜잭션이 완료될 때까지 기다려야 하므로 자연스럽게 처리량과 확장성이 제한된다.
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전역 상태: 모든 트랜잭션이 공유되는 단일 전역 상태 위에서 작동하여 상태 관리를 단순화하지만, 리소스 경쟁(contention)을 심화시킨다.
TON — 비동기 블록체인 (액터 모델):
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병렬 처리: 여러 액터 또는 스마트 계약을 통해 트랜잭션을 동시 처리할 수 있어 전체 확장성과 처리량이 향상된다. 예를 들어 TON의 스마트 계약은 독립적으로 실행 가능한 단위 또는 액터이며, 액터 간 일방향 메시지를 사용해 상태를 업데이트할 수 있다.
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분산 상태: 서로 다른 액터가 고립된 상태를 유지하며, 다른 액터와 상호작용할 수 있지만 단일 전역 상태를 공유하지 않는다.
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조정의 복잡성: 분산된 특성 때문에 이 모델에서 원자적 연산을 구현하는 것은 매우 복잡하다.
비동기 블록체인이 이론적으로 확장성 측면에서 중요한 의미를 지닌다고 해도, 원자적 교환이 부재한 것은 TON에서 디파이를 발전시키는 데 큰 장애물이 된다. FunC/Tact 언어의 사용 난이도와는 무관하게 말이다. 생각해보라. 원자적 연산과 순차적 처리 없이는 대출 프로토콜의 유동성 확보조차 매우 어려우며, 디파이 레고는 얼마나 복잡한 과제가 될까?
LayerPixel과 PixelSwap(PixelSwap은 LayerPixel의 인프라를 활용하며, LayerPixel의 일부로 운영됨)은 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 방법을 제시하고 있으며, 원자적 교환을 가능하게 하고, 교환 및 디파이를 위한 더욱 안전하고 우수한 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있다.
3. 비동기 블록체인에서 디파이 조합성의 도전 과제
디파이 애플리케이션 입장에서 비동기 블록체인에서 조합성을 유지하는 것은 분산 상태와 병렬 처리라는 특성상 복잡한 도전을 수반한다:
트랜잭션 조정:
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동기화: 특정 시점에 여러 액터가 동일한 상태에 도달하도록 조정하는 것은 매우 복잡하다. 원자적 연산을 단순화하는 동기식 전역 상태와 달리, 여러 독립 액터가 동기화된 방식으로 동작하도록 보장하는 것은 큰 장벽이다.
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일관성 모델: 비동기 시스템은 일반적으로 최종 일관성(eventual consistency)과 같은 약한 일관성 모델에 의존한다. 관련된 모든 액터가 일치된 상태에 도달하면서 분기를 피하는 것은 복잡한 운영 작업이 된다.
상태 일관성:
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동시성 제어: 분산 환경에서 여러 트랜잭션이 겹치는 상태를 동시에 업데이트하려 할 경우 경쟁 조건(race condition)이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 트랜잭션을 올바르게 직렬화하되 시스템의 병목이 되지 않도록 복잡한 메커니즘이 필요하다.
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상태 조율: 액터 간 서로 다른 상태를 조율해야 하며, 트랜잭션 일부가 실패했을 경우 롤백 메커니즘은 잔여 불일치 없이 변경 사항을 우아하게 취소할 수 있을 만큼 강력해야 한다.
실패 처리:
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원자성: 상태가 분산되어 있고 연산이 기본적으로 비원자적(non-atomic)인 환경에서 트랜잭션의 모든 부분이 성공하거나 모두 실패하도록 보장하는 것은 어렵다.
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롤백 메커니즘: 부분적인 트랜잭션 상태 변경을 효율적으로 되돌리면서 잔여 불일치를 남기지 않기 위해서는 고급 기술이 필요하다.
4. Pixelswap: 조합성의 격차를 메우다
Pixelswap은 TON 블록체인에 특화된 분산 트랜잭션 프레임워크를 도입함으로써 이러한 과제들을 해결한다. 이 아키텍처는 ACID의 대안인 BASE 원칙(BASE: Basically Available, Soft state, Eventual consistency)을 따르며, 두 가지 주요 구성 요소로 이루어진다: 트랜잭션 관리자와 여러 개의 트랜잭션 실행기.
Saga 트랜잭션 관리자
Saga 트랜잭션 관리자는 장기간 실행되는 분산 트랜잭션에 적합한 Saga 패턴을 적용함으로써 2PC(2-Phase Commit)의 제한을 극복하고, 복잡한 다단계 트랜잭션을 조정한다:
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수명 주기 관리: 전체 트랜잭션 수명 주기를 관리하며, 이를 실패 시 각각 자체 보상 동작(compensating action)을 갖는 일련의 작은 단계로 나눈다.
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작업 분배: 주요 트랜잭션을 개별적이며 격리된 작업으로 분해하고, 적절한 트랜잭션 실행기에 위임한다.
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보상 동작: 각 saga에 대해 해당 보상 트랜잭션이 존재하여 부분적인 변경 사항을 취소하고 일관성을 유지할 수 있도록 보장한다.
트랜잭션 실행기
트랜잭션 실행기는 트랜잭션 수명 주기 내에서 할당된 작업을 수행하는 역할을 맡는다:
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병렬 처리: 실행기들이 동시에 작동하여 처리량을 극대화하고 시스템 부하를 분산시킨다.
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기능 확장을 위한 모듈화 설계: 각 트랜잭션 실행기는 모듈화되어 다양한 기능을 구현할 수 있도록 설계되었다. 이러한 기능에는 다양한 스왑 곡선, 플래시론, 대출 프로토콜 등 다양한 금융 연산이 포함될 수 있다. 이 모듈화 덕분에 이러한 기능들이 Saga 트랜잭션 관리자와 원활하게 조율되며, 디파이 조합성의 핵심 원칙을 유지할 수 있다.
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최종 일관성: 실행기의 로컬 상태가 트랜잭션 전체의 분산 상태와 동기화되고 조율되도록 보장한다.
이러한 특징을 통해 Pixelswap의 트랜잭션 실행기는 강력하고 확장 가능하며 비동기적인 트랜잭션 실행을 보장하며, TON 위에서 복잡하고 조합 가능한 디파이 애플리케이션을 구축하는 것을 가능하게 한다.
5. 결론
결론적으로, 디파이의 미래는 동기식에서 비동기식 블록체인으로의 패러다임 전환에 적응하면서도 조합성과 같은 핵심 원칙을 유지하고 강화해야 한다. Pixelswap은 TON 블록체인 위에서 견고성, 확장성, 조합성을 우아하게 통합한 획기적인 솔루션으로 등장했다. 원활한 상호작용 능력과 강력한 트랜잭션 관리를 보장함으로써, Pixelswap은 더욱 역동적이고 확장 가능하며 혁신적인 디파이 생태계를 위한 길을 열고 있다.
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