Vitalik의 신규 글: L1의 대폭적인 확장은 여전히 가치가 있으며, 앱 개발을 더욱 간단하고 안전하게 만들어줄 것

2025.02.20

Vitalik의 신규 글: L1의 대폭적인 확장은 여전히 가치가 있으며, 앱 개발을 더욱 간단하고 안전하게 만들어줄 것

본문의 목적은 더 많은 애플리케이션이 장기적으로 L1에서 실행되어야 하는지 여부에 관계없이, L1이 약 10배 확장되는 것이 중요한 가치를 가진다는 것을 입증하는 것이다.

2025.02.20 - 06:40:20

Vitalik

Web3 심층 보도에 집중하고 흐름을 통찰

저자: Vitalik Buterin

번역: Daisy, MarsBit

이더리움 로드맵에서 중요한 단기 논의 중 하나는 L1 가스 한도를 얼마나 높여야 하는가 하는 문제다. 최근 L1 가스 한도는 3천만에서 3600만으로 상향 조정되어 네트워크 용량이 20% 증가했다. 많은 사람들이 가까운 장래에 이 제한을 더욱 크게 늘리는 것을 지지하고 있다. 이러한 확장은 이더리움 클라이언트의 효율성 향상, EIP-4444 제안으로 인한 역사적 데이터 저장 수요 감소(로드맵 참조), 그리고 미래의 스테이트리스 클라이언트 기술과 같은 최근 및 향후 기술 개선 덕분에 가능해졌다.

그러나 이러한 조치를 취하기 전에 우리는 핵심적인 질문을 생각해볼 필요가 있다. 롤업 중심의 로드맵에서 장기적으로 L1 가스 한도를 높이는 것이 올바른 선택일까? 가스 한도는 높이기는 쉬우나 낮추기는 매우 어렵다—비록 훗날 낮춘다 해도 창립화(decentralization)에 미치는 영향은 영구적일 수 있다. L1의 과도한 사용이 창립화 리스크를 초래하면서, 그 사용이 충분한 이익을 가져올지도 불확실하다면, 이는 바람직하지 않은 결과가 될 것이다.

본문에서는 대부분의 사용자와 애플리케이션이 L2에서 실행되는 세계에서도 L1을 대폭 확장하는 것이 여전히 가치 있다는 점을 주장할 것이다. 왜냐하면 이는 앱 개발 방식을 더 간단하고 안전하게 만들기 때문이다.

본문은 장기적으로 더 많은 애플리케이션들이 L1에서 실행되어야 한다는 주장을 시도하지 않는다. 오히려 본문의 목표는 이런 논쟁의 결과와 관계없이 L1이 약 10배 규모로 확장되는 것이 장기적으로 중요한 가치를 갖는다는 점을 입증하는 것이다.

검열 저항성

목표는 검열에 저항하는 것

화성금융주석: 이미지 내 문구는 소설 『1984』의 "전쟁은 평화, 자유는 노예, 무지는 힘"에서 유래함

블록체인의 핵심 가치 제안 중 하나는 검열 저항성이다. 즉, 거래가 유효하고 사용자가 시장 요금 수준의 가스 비용을 지불할 수 있다면, 그 거래는 신뢰성 있게 빠르게 체인에 포함되어야 한다.

어떤 경우엔 검열 저항성이 극히 짧은 시간 척도에서 작동해야 한다. 예를 들어 DeFi 프로토콜에서 포지션을 보유한 사용자는 시장 가격이 급격히 변동할 때 거래가 체인에 올라가는 지연만 5분이라도 포지션이 강제청산될 수 있다.

L1 스테이커(staker) 집합은 고도로 탈중앙화되어 있어 장기간의 거래 검열이 극도로 어렵고, 일반적으로 몇 개의 블록(슬롯) 내에서만 거래를 지연시킬 수 있다. 현재도 블록 생성 과정(block building)이 고도로 집중되고 외주화되더라도 거래가 원활히 체인에 포함되도록 보장하기 위한 이더리움의 검열 저항성 강화 제안이 존재한다.

반면, L2는 비교적 더 집중된 블록 생산자(block producers) 또는 중앙화된 시퀀서(sequencer)에 의존하며, 이러한 실체는 특정 사용자의 거래를 쉽게 검열할 수 있다. 일부 L2(예: Optimism 및 Arbitrum, 공식 문서 참조)는 사용자가 직접 L1을 통해 거래를 제출할 수 있는 강제 포함 메커니즘(force-inclusion mechanism)을 제공한다. 그러나 이 메커니즘의 실제 실행 가능성은 두 가지 핵심 요소에 달려 있다:

1.L1 거래 수수료가 충분히 낮아 사용자가 L1에 직접 거래를 제출하는 비용을 부담할 수 있어야 한다.

2.L2가 대규모로 사용자 거래를 검열하더라도 L1이 여전히 사용자가 L2를 우회하여 직접 제출하는 거래를 수용할 만큼 충분한 블록 공간을 가져야 한다.

따라서 L1의 용량을 늘리는 것은 수수료를 낮출 뿐 아니라 L2 사용자가 검열을 당했을 때의 대응 능력을 강화하여 블록체인의 핵심 가치—검열 저항성—유지를 보장한다.

기본 수학적 가정

강제 포함 메커니즘의 실제 사용 비용을 추정하기 위해 일부 수학 계산을 할 수 있다. 먼저 다른 부분에서도 반복 사용할 몇 가지 가정을 나열하자:

1.현재 L1 → L2 입금 거래 비용은 약 12만 L1 가스다. 예를 들어 Optimism의 사례.

2.스토리지 슬롯 값을 변경하는 등의 극소형 L1 작업은 7500 L1 가스 비용이 든다(콜드 SSTORE + 주소 calldata 비용 + 일부 계산 비용).

3.ETH 가격은 2500달러.

4.가스 가격은 15 gwei이며, 이는 합리적인 장기 평균 근사치다.

5.수요 탄력성은 1에 근접하다(즉, 가스 한도가 2배가 되면 가격은 절반으로 떨어진다). 이는 이전의 데이터 분석에서 어느 정도 뒷받침되지만 실제로는 실제 탄력성이 양방향 모두에서 다를 수 있음을 유념해야 한다.

6.공격 대응 비용을 1달러 미만으로 하기를 원한다. '정상' 운영 비용은 거래당 0.05달러를 넘지 않아야 한다. 키 변경 등 두 범주 사이의 비정상적인 작업은 0.25달러 미만이어야 한다. 이것은 명백히 직관적인 가치 판단이다.

이러한 가정에 따라 오늘날 검열을 우회하는 비용은 다음과 같다: 120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 4.5달러

이를 목표 이하로 낮추기 위해서는 L1을 4.5배 확장해야 한다(탄력성을 추정하기 어렵고 절대적인 사용 수준도 예측하기 어려워 매우 대략적인 추정임을 유의할 것).

L2 간 자산 이전이 필요한 경우

사용자들은 종종 자산을 하나의 L2에서 다른 L2로 옮겨야 한다. 거래량이 많고 흔한 자산의 경우 가장 실용적인 방법은 의도 프로토콜(intent protocols)(예: ERC-7683)을 사용하는 것이다. 실제로 두 L2 사이에 자산을 직접 이전하는 것은 소수의 마켓 메이커만 필요하며, 다른 사용자들은 메이커와 거래를 하면 된다. 그러나 거래량이 적은 자산이나 NFT의 경우 이 방법은 불가능하므로 개인 사용자는 L1을 통해 거래를 보내야 자산을 하나의 L2에서 다른 L2로 옮길 수 있다.

현재 하나의 L2에서 인출하는 비용은 약 25만 L1 가스이며 입금 비용은 12만 L1 가스다. 이론적으로 이 프로세스는 상당히 최적화될 수 있다. 예를 들어 Ink에서 Arbitrum으로 NFT를 이전할 때 NFT의 기본 소유권은 Ink 브릿지에서 Arbitrum 브릿지로 L1에서 브릿징 이전되어야 한다. 이는 스토리지 작업으로 약 5000 가스가 든다. 다른 작업들은 호출과 증명이며 적절한 로직이 있으면 비용을 매우 낮게 유지할 수 있고, 총 비용을 7500 가스라고 가정하자.

이 두 경우의 수수료를 계산해보자.

현재 상황: 370000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 13.87달러

이상적 설계: 7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = 0.28달러

이상적인 목표는 0.05달러이므로 이는 L1이 약 5.5배 확장되어야 함을 의미한다.

또는 용량을 기반으로 더 직접적으로 분석할 수도 있다. 각 사용자가 평균적으로 매월 한 번 L2 간 NFT(또는 희귀 ERC20) 이전을 수행한다고 가정하자. 이더리움의 월간 총 가스 용량은: 18,000,000×(1286,400×30)=3.88조 가스, 즉 이 정도로 5.18억 회의 이전을 지원할 수 있다. 따라서 이더리움이 글로벌 사용자를 서비스하려면(Facebook 사용자 수 31억이라고 가정), 이 단일한 L1 사용 사례만으로도 용량을 약 6배 확장해야 한다.

L2 대규모 탈출(L2 mass exits)

L2의 중요한 특징은 L2에 문제가 생겼을 때 사용자가 L1로 탈출할 수 있다는 점이며, 이는 '대안 L1'(alt L1s)에는 없는 기능이다. 만약 모든 사용자가 일주일 내에 성공적으로 탈출하지 못한다면 어떻게 될까? 옵티미스틱 롤업의 경우 큰 문제는 아닐 수 있다. 정직한 참여자 한 명만 있으면 악의적인 상태 루트가 확정되는 것을 막을 수 있기 때문이다. 그러나 플라즈마 시스템에서는 데이터가 사용 불가능해질 경우 일반적으로 일주일 이내에 탈출을 완료해야 한다. 심지어 옵티미스틱 롤업에서도 적대적인 거버넌스 업그레이드가 발생하면 사용자는 자산을 인출할 수 있는 30일의 창이 주어진다(단계 2 정의 참조).

이것은 무엇을 의미하는가? 플라즈마 체인이 오작동하여 탈출 비용이 12만 가스라고 가정하자. 그러면 일주일 안에 얼마나 많은 사용자가 탈출할 수 있을까? 계산해보면: 86400 * 7 / 12 * 18000000 / 120000 = 756만 명의 사용자.

적대적 30일 지연 거버넌스 업그레이드가 있는 옵티미스틱 롤업의 경우 숫자는 3240만 명으로 증가한다. 대규모 탈출 프로토콜을 만들어 다수의 사용자가 동시에 탈출할 수 있다고 가정하자. 우리가 효율성을 극한까지 밀어붙여 각 사용자가 단 한 번의 SSTORE 작업과 약간의 추가 계산(즉, 7500 가스)만 필요하게 한다면 두 숫자는 각각 1.21억 명과 5.18억 명으로 증가한다.

소니는 현재 이더리움 위에 L2를 가지고 있으며 플레이스테이션은 약 1.16억 명의 월간 활성 사용자를 보유하고 있다. 만약 이 모든 사용자가 Soneium 사용자가 된다면 현재의 이더리움은 대규모 탈출 사건을 지원할 만큼 충분히 확장되지 못한다. 그러나 더 현명한 대규모 탈출 프로토콜을 구현한다면 겨우 버틸 수 있다.

기술적으로 복잡한 해시 제출 프로토콜을 피하려면 각 자산마다 7500 가스를 확보해야 할 수도 있다. 필자의 Arbitrum 주지갑에는 가치가 큰 자산이 9개 있는데, 이를 기준으로 추정하면 L1은 약 9배 확장되어야 할 수 있다.

다른 사용자들이 걱정하는 문제는 L1이 충분히 확장되어 안전하더라도 극도로 높은 가스 비용으로 인해 많은 자금을 손실한다는 점이다.

기존 및 '이상적' 탈출 비용을 비교하여 탈출의 가스 비용을 분석해보자:

기존 상황: 120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 4.5달러

이상적 상황: 7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = 0.28달러

그러나 이러한 추정의 문제점은 대규모 탈출 상황에서 모두 동시에 탈출하려 하기 때문에 가스 비용이 크게 증가한다는 점이다. 이미 어떤 날엔 L1의 평균 일일 가스 비용이 100 gwei를 초과하는 사례를 본 적이 있다. 만약 100 gwei를 기준으로 삼으면 인출 비용은 1.88달러가 되며, 이는 탈출 비용을 부담 가능한 수준(즉, 1달러 미만)으로 유지하기 위해 L1이 1.9배 확장되어야 함을 의미한다. 또한 사용자가 기술적으로 복잡한 해시 제출 프로토콜을 사용하지 않고도 한 번에 모든 자산을 인출할 수 있기를 원한다면 각 자산마다 7500 가스가 필요할 수 있으므로 인출 비용은 파라미터에 따라 2.5달러 또는 16.8달러로 증가하며, L1이 확장되어야 할 비율도 이에 따라 달라져 인출 비용이 감당 가능한 수준으로 유지되도록 해야 한다.

L1에서 ERC20 토큰 발행

오늘날 많은 토큰들이 L2에서 발행되고 있다. 하지만 이는 과소평가된 보안 문제를 동반한다. 어떤 L2가 적대적인 거버넌스 업그레이드를 겪게 되면 해당 L2에서 발행된 ERC20 토큰이 새로운 토큰을 무제한 발행할 수 있게 되며, 이 새로운 토큰이 전체 생태계로 침투하는 것을 막을 수 없다. 토큰이 L1에서 발행된다면 L2가 잘못되는 결과는 주로 그 L2 자체에 국한된다.

지금까지 L1에서 20만 개 이상의 ERC20 토큰이 발행되었다. 100배의 수량을 지원하는 것도 가능하다. 그러나 L1에서 ERC20 토큰을 발행하는 것이 인기 있는 선택지가 되기 위해서는 비용이 충분히 낮아야 한다. Railgun 토큰(주요 프라이버시 프로토콜)을 예로 들자. 배포 거래 비용은 1.647만 가스이며, 우리의 가정에 따르면 이는 약 61.76달러다. 기업 입장에서는 이 비용이 수용 가능하다. 원칙적으로 이 비용은 특히 동일한 로직으로 대량의 토큰을 발행하는 프로젝트의 경우 크게 최적화될 수 있다. 그러나 비용을 12만 가스로 낮추더라도 여전히 4.5달러다.

폴리마켓(Polymarket)을 L1으로 가져오고(적어도 자산 발행은; 거래는 여전히 L2에서 진행 가능), 많은 소규모 시장이 발생하기를 원한다면 위의 목표 0.25달러를 기준으로 L1을 약 18배 확장해야 한다.

키스토어 지갑 작업

키스토어 지갑은 키, 서명 알고리즘 등을 변경할 수 있는 검증 로직을 가지며, 이러한 변경은 모든 L2로 자동 전파된다. 검증 로직은 L1에 위치하며 L2는 동기식 읽기(L1SLOAD, REMOTESTATICCALL 등)를 사용하여 이 로직을 읽는다. 키스토어 지갑은 검증 로직을 L2에 둘 수 있지만 이는 많은 복잡성을 증가시킨다.

각 사용자가 연간 한 번씩 키 변경 또는 계정 업그레이드 작업이 필요하다고 하고 31억 명의 사용자가 있다고 가정하자. 각 작업 비용이 5만 가스라면 각 슬롯의 가스 소비량은: 50000 * 3100000000 / (31556926 / 12) ~= 5900만, 이는 현재 목표의 약 3.3배다.

비용을 줄이기 위해 큰 최적화를 할 수 있다. 예를 들어 키 변경 작업을 L2에서 시작하되 데이터는 L1에 저장하는 방식(Scroll 팀에게 이 아이디어에 대해 감사). 이렇게 하면 가스 소비를 단순한 스토리지 쓰기 작업과 약간의 추가 계산(7500 가스로 가정)으로 줄일 수 있으므로 키스토어 업데이트가 현재 이더리움 가스 용량의 약 절반만 사용할 수 있게 된다.

키스토어 작업 비용도 추정해볼 수 있다: 7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = 0.28달러, 이 관점에서 보면 1.1배의 L1 확장만으로도 키스토어 지갑이 충분히 부담 가능한 수준이 될 수 있다.

L2 증명 제출(L2 proof submission)

L2 간 크로스체인 상호 운용성을 빠르고, 보편적이며 신뢰 없이 만들기 위해 L2는 서로의 상태를 직접 알 수 있도록 자주 L1에 제출해야 한다. 최적의 저지연을 얻기 위해 L2는 각 블록마다 L1에 제출해야 한다.

현재 기술(ZK-SNARKs 등)에 따르면 각 L2의 제출 비용은 약 50만 가스이며, 따라서 이더리움은 최대 36개의 L2만 지원할 수 있다(L2beat는 validiums 및 optimiums를 포함해 약 150개의 L2를 추적 중). 그러나 더 중요한 것은 이러한 접근이 경제적으로 거의 불가능하다는 점이다. 장기 평균 가스 가격 15 gwei와 ETH 가격 2500달러를 가정하면 제출의 연간 비용은: 500000 * 15 * 10**-9 * (31556926 / 12) * 2500 = 약 4900만 달러/년.

집계 프로토콜을 사용하면 비용을 더 낮출 수 있으며, 궁극적으로 각 제출의 가스는 약 1만 가스로 떨어질 수 있다. 집계 메커니즘이 단순히 하나의 스토리지 슬롯을 업데이트하는 것보다 더 복잡하기 때문이다. 이렇게 하면 각 L2의 연간 제출 비용은 약 100만 달러가 된다.