비컨 체인: 이더리움 컨센서스 레이어 리팩토링, 궁극의 길인가 기술적 미로인가?
글: 0XNATALIE
Devcon 컨퍼런스에서 이더리움 재단 핵심 멤버 저스틴 드레이크(Justin Drake)는 이더리움의 컨센서스 레이어를 전면적으로 재구성하는 '빔 체인(Beam Chain)' 제안을 발표했다. 빔 체인은 MEV 문제 완화, 확장성 및 보안성 향상과 함께 ZK 기술을 적용해 성능을 개선하는 것을 목표로 한다. 빔 체인은 새로운 토큰 발행이나 기존 블록체인 아키텍처 변경 없이 오직 컨센서스 레이어의 변화에 초점을 맞춘다.
현재의 이더리움 컨센서스 레이어(비콘 체인)는 5년의 역사를 가지고 있으며, 보안 측면에서는 우수한 성과를 보여왔지만 시간이 지남에 따라 기술 부채가 누적되고 있다. 또한 이더리움 커뮤니티가 MEV 연구를 심화하고 ZK 기술이 급속히 발전함에 따라 기존 컨센서스 레이어는 신기술 수용에 한계를 보이고 있다. 빔 체인 재구성 계획은 이러한 기술적 부담을 제거하여 이더리움이 미래에 더욱 유연하고 적응력 있게 운영될 수 있도록 하는 것을 목표로 한다.
기술적 하이라이트
기술적으로 빔 체인은 두 가지 특징을 가진다: ZKVM을 통한 스내커파이케이션(Snarkification)과 해시 기반 집합 서명(hash-based aggregate signatures).
컨센서스 레이어는 네트워크 내 모든 노드가 체인 상태(예: 거래 순서, 계정 잔액 등)에 대해 어떻게 합의를 이루는지를 담당한다. 이더리움에서 컨센서스 레이어의 주요 작업에는 블록 검증, 서명 검증, 포크 처리, 계정 상태 유지 및 업데이트 등이 포함된다. 컨센서스 레이어의 핵심 연산은 상태 전이(state transition)이며, 이는 하나의 블록 상태(예: 거래 후 계정 잔액)에서 다음 블록 상태로 전환되는 과정이다. 이러한 연산은 종종 많은 계산량을 필요로 하며, 스내커파이케이션은 이러한 계산 과정을 제로 나이지식 증명(zero-knowledge proof)으로 변환하는 기술이다.
빔 체인은 ZKVM을 활용해 컨센서스 레이어의 스내커파이케이션을 실현하며, 상태 전이 함수를 제로 나이지식 증명으로 변환한다. ZKVM은 계산 프로세스를 오프체인으로 이동시켜 온체인의 계산 부담을 줄이는 역할을 한다. 각 노드는 제로 나이지식 증명만 검증하면 상태의 정확성을 확인할 수 있으며, 동일한 계산을 반복할 필요가 없다. 더불어 빔 체인은 특정 ZKVM을 프로토콜에 강제로 포함시키지 않고, 검증자가 자신에게 적합한 ZKVM을 선택할 수 있도록 한다.
또한 양자 컴퓨팅의 발전에 따라 기존 암호 기술(예: 타원 곡선 암호화)이 해독될 위험이 존재한다. 이는 현재 블록체인 시스템의 보안성(예: 개인키 및 서명 검증)이 양자 컴퓨터 등장 이후 무너질 수 있음을 의미한다. 이러한 위협에 대응하기 위해 빔 체인은 해시 기반 집합 서명 방식을 도입한다. 해시 함수는 양자컴퓨터 공격에도 안전한 '양자 내성' 특성을 가지며, 이 방식은 서명 집약 효율성도 높이고 장기적인 보안성을 제공한다.
또한 빔 체인은 PBS(Proposer-Builder Separation)를 채택해 포함 리스트(inclusion lists)와 실행 경매(execution auctions)를 도입하여 MEV의 부정적 영향을 줄이고자 한다. 검증자의 최소 스테이킹 요건도 기존 32 ETH에서 1 ETH로 낮추어 탈중앙화를 더욱 촉진할 계획이다. 전체 빔 체인 전환은 단계적으로 진행되어 비콘 체인의 기능을 점차 대체하며, 약 5년이 소요될 것으로 예상된다.
커뮤니티 반응
개발 기간에 대한 우려: 커뮤니티는 빔 체인이 5년이라는 긴 개발 주기를 요구한다는 점에서 일반적으로 우려를 표하고 있으며, 일부 구성원들은 빔 체인이 이더리움을 솔라나(Solana) 특성에 점차 근접하게 만들려는 시도인지 의문을 제기하고 있다.
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델파이 벤처스(Delphi Ventures) 공동 창업자이자 파트너인 조제 마리아 마세도(José Maria Macedo)는 빔 체인에 실망을 표했다. 그는 빔 체인의 핵심 개선 사항이 코드베이스 재구성과 4초 블록 시간, "양자 공격 저항성"에 불과하며, 이러한 변화가 2029~2030년경에야 구현될 예정이라고 지적했다. 이러한 개선은 이더리움 L1이 블록체인 경쟁에서 우위를 점하기에 충분하지 않으며, 장기적 경쟁력을 갖춘 스토리텔링을 형성하기에도 미흡하다고 평가했다.
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솔라나 개발 플랫폼 헬리우스(Helius)의 CEO 메르트(Mert) 역시 빔 체인의 일정에 우려를 표했다. 만약 빔 체인이 실제로 2029년에나 출시된다면, 이더리움은 급속히 진화하는 블록체인 경쟁에서 경쟁력을 유지하기 어려울 것이라고 말했다.
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에스크토리지(EthStorage) 공동 창업자 치저우(Qi Zhou)는 빔 체인이 2030년 완료 예정이라는 일정이 너무 길다고 지적했다. 그는 러스트(Rust) 또는 고(Go)와 같은 단일 프로그래밍 언어에 집중해 개발 속도를 높일 것을 제안했다. 또한 이더리움은 기술 부채 해결을 위해 코스모스(Cosmos)의 '리제네시스(re-genesis)' 모델을 참고할 수 있다고 언급했다. 리제네시스는 블록체인의 제네시스 블록을 재생성하면서 사용자 및 컨트랙트의 핵심 상태 데이터는 유지하되, 중복된 과거 데이터와 오래된 코드를 제거하는 방식으로 기술 부채를 근본적으로 해결할 수 있다.
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하이드로젠 랩스(Hydrogen Labs) 공동 창업자 마이어(Meir)는 빔 체인의 일정이 너무 길뿐 아니라, 풀스택 블록체인으로서 이더리움이 요구하는 확장성 수요를 충족시킬 수 있을지 의문이라고 말했다. 이더리움이 단순한 데이터 가용성(DA) 플랫폼이 아닌 고효율 블록체인 플랫폼이 되고자 한다면, 향후 5년간 점진적 최적화보다 더 빠르고 공격적인 확장성 개선이 필요하다고 강조했다.
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애브스트랙트(Abstract) 개발자 사이가어(cygaar)는 빔 체인의 5년 일정이 왜 필요한지를 설명했다. 그는 이더리움이 일반적인 소규모 블록체인이 아니라, TVL 600억 달러, 기반 자산 가치 4000억 달러, 수천 개의 의존 애플리케이션이 있는 세계 2위 블록체인임을 상기시켰다. 분산형으로 실시간 작동하는 이더리움 네트워크에 이렇게 큰 규모의 변화를 적용하는 것은 극도로 어렵고 위험성이 크므로, 철저한 준비와 엄격한 테스트 기간이 반드시 필요하다고 말했다. 어떤 실수라도 사용자에게 막대한 손실을 초래할 수 있기 때문이다.
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이더리움 클라이언트 프라이즘(Prysm) 유지보수자 테런스(terence)는 빔 체인의 구현 시간이 너무 길다는 우려에 대해, 빔 체인이 이더리움의 '최종 목표'라고 답했다. 그는 이 기간 동안 이더리움은 하드포크를 통해 지속적으로 개선될 것이며, 빔 체인의 일부 제안은 탈중앙화와 검열 저항성을 강화하는 데 기여한다고 밝혔다. 또한 빔 체인 구현 전까지도 데이터 가용성, 검열 저항성, EVM 성능 등을 계속해서 향상시켜 변화하는 수요에 대응할 것이라고 덧붙였다.
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플래시보츠(Flashbots) 전략 책임자 하수(Hasu)는 빔 체인 제안이 과도하게 과장되어서는 안 된다고 주장했다. 이는 최소 5년 이상 걸릴 장기 프로젝트이며, 대부분의 개선사항은 이미 기술 로드맵에 포함된 내용이기 때문이다. 진정한 차별점은 이러한 개선들을 묶어 테스트한 후 전체적으로 교체하는 절차인데, 본래는 이를 통해 프로세스를 가속화하려는 의도였다. 그러나 많은 커뮤니티 구성원들이 이를 흥미로운 '이더리움 3.0' 출시처럼 오해하거나, 솔라나의 특성을 모방하려는 것으로 잘못 이해하면서 기대가 산산조각 났다고 지적했다.
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메타렉스(MetaLeX) 창립자 가브리엘 샤피르(gabrielShapir0)는 이더리움의 핵심 가치는 탈중앙화와 자율성에 있으며, 빔 체인은 이러한 핵심 특성을 크게 강화할 것이라고 말했다. 많은 사람들이 이더리움이 다양한 제품과 서비스를 제공하거나 유행하는 트렌드와 스토리텔링에 부합하길 원하지만, 그것이 이더리움의 정체성은 아니며 오히려 솔라나의 방향이라고 강조했다.
기술적 과제
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이더리움 재단 핵심 멤버 페테르(Péter)는 빔 체인 제안이 너무 많은 변경 사항을 한꺼번에 묶고 있어 기술적·거버넌스적 측면에서 잠재적 문제가 있다고 지적했다. 기술적으로는 다수의 변경 사항이 결합됨으로써 오류 발생 가능성이 높아지고, 거버넌스적으로는 여러 변경 사항을 동시에 처리하면 세부 사항이 간과되거나 논란이 커질 수 있다고 우려했다. 그는 먼저 비콘 체인에서 낮은 난이도의 개선 작업을 수행한 후, 점진적으로 복잡한 변경을 단계별로 도입해 시스템이 서서히 적응하도록 하는 것이 바람직하다고 제안했다.
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이더리움 연구원 mteam은 빔 체인 제안이 새로운 아이디어처럼 발표되었지만, 사실은 오래전부터 존재했던 여러 아이디어를 집약한 것이라고 말했다. 그는 이 제안을 지지하지만, 이러한 업그레이드가 실행 레이어(execution layer) 연구에 방해가 될 수 있다는 우려도 표현했다. 실행 레이어와 컨센서스 레이어는 서로 독립된 연구 분야로서 병렬적으로 개선되어야 하며, 서로 간섭해서는 안 된다고 강조했다.
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SMG 연구 책임자 맥스 레즈닉(Max Resnick)은 이더리움이 더 거대한 비전을 가져야 하며, 5년 단위의 점진적 개선에 갇혀서는 안 된다고 주장했다. 그는 이더리움의 초기 비전으로 돌아가, 개발자들이 가장 복잡한 협업 문제를 해결할 수 있는 글로벌 컴퓨팅 플랫폼이 되어야 한다고 촉구했다. 그리고 향후 5년 내 이더리움이 달성해야 할 목표로 1초 블록 시간, 단일 슬롯 최종성(Single-slot Finality, cross-chain interoperability 용이), 처리량 대폭 증가(>1000 TPS), 다중 병렬 제안자(multiple parallel proposers)를 통한 실시간 검열 저항성 등을 제시했다.
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