이더리움, L1 스토리로 재부상… 솔라나 합의 속도 가속화
글: 조야
이더리움이 공급 측 개혁을 시작한다.
무한한 정원의 꿈이 산산이 부서진 후, 비탈릭은 L2/Rollup에 대한 인간관계적 부채를 정리하며 L1 레이스에서 더욱 적극적인 자세로 방어에 나섰다. 이더리움 메인넷의 '속도 향상 및 수수료 절감' 계획이 일정에 올랐으며, Risc-V 전환은 단지 시작일 뿐이다. 효율성 면에서 솔라나를 따라잡고 넘어서는 것이 다음 주요 과제가 될 것이다.
솔라나는 지속적으로 소비 수요 시나리오를 확장하고 있다.
솔라나의 답은 '규모를 키우거나 사라지거나(Scale or Die)'이며, L1 강화 노선을 굳건히 고수한다. 점프 트레이딩이 개발 중인 파이어댄서(Firedancer)가 배포 단계에 진입한 것 외에도, 이번 뉴욕 솔라나 컨퍼런스에서는 안자(Anza) 팀의 알펜글로우(Alpenglow) 합의 프로토콜이 최우수상을 수상하며 현장의 주목을 받았다.
이더리움의 궁극적 이상은 월드 컴퓨터(world computer)였는데, 마침내 알펜글로우도 그렇다.
대규모 노드 시대의 20% 보안 합의
비트코인부터 시작해, 노드 수와 분산 정도는 블록체인 네트워크의 탈중앙화 수준을 측정하는 동의어였다. 집중화를 피하기 위해 보안 임계치는 33%로 제한되었으며, 즉 어떤 실체도 이 비율을 초과해서는 안 된다.
자본 효율성의 추진으로 인해 비트코인 채굴은 결국 마이닝 풀 집단화로 흘러갔고, 이더리움은 리도(Lido)와 CEX들의 주 무대가 되었다. 물론, 이는 마이닝 풀이나 리도가 네트워크 운영을 통제할 수 있다는 의미는 아니다. '네트워크 유지—보상/관리 수수료 획득'이라는 모델 하에서는 악의적 행위 동기가 존재하지 않는다.
이미지 설명: 블록체인 노드 규모 법칙, 출처: @zuoyeweb3
그러나 네트워크의 건강성을 평가하려면 반드시 그 규모를 고려해야 한다. 예를 들어, 3명으로 구성된 소규모 그룹에서 효과적인 운영을 위해서는 2/3의 동의가 필요하다. 단지 1/3이라는 최소한의 보안만 추구하는 것은 의미가 없다. 나머지 두 명이 쉽게 결탁하여 악행을 저지를 수 있기 때문에, 악행 비용은 극도로 낮고 수익은 극도로 높기 때문이다.
반면 1만 개의 대규모 네트워크, 예를 들어 Etherscan이 제공하는 현재 이더리움 노드 규모라면, 인센티브 모델 외에도 다수결 2/3를 추구할 필요는 없다. 대부분의 노드들은 서로를 알지 못하며, 리도와 바이낸스가 공동으로 악행을 기획하는 것도 협조 비용이 너무 크다.
노드 수와 합의 비율 모두를 낮춘다면, '속도 향상 및 수수료 절감'이 가능할까?
여러분도 이미 생각했겠지만, 알펜글로우도 같은 생각을 하고 있으며 실제로 실행하려 하고 있다. 솔라나의 1500개 노드 규모를 유지하면서, 동시에 보안 합의를 20%로 낮추는 것이다. 이를 통해 노드 확인 속도를 높이고, 노드가 더 많은 메인넷 보상을 얻도록 할 수 있으며, 노드 규모 확대, 예를 들어 1만 개 수준까지 팽창하는 것을 장려할 수도 있다.
이는 1+1이 2보다 큰 효과를 낼 수도 있고, 기존 보안 메커니즘을 붕괴시킬 수도 있다.
나는 매우 마음에 든다. 솔라나는 미국형 체인, 음모 집단, 중심화 노선을 걸어야 하며, 이더리움의 반대편으로서 퍼블릭 체인 경쟁에 참여해야 한다.
터빈(Turbine)의 극한 개조, 혹은 DPoS로의 전환
알펜글로우의 이론적 접근은 대규모 노드 시대에는 너무 강력한 합의 수량이 필요하지 않다는 것이다. PoS 메커니즘 하에서는 악행자가 네트워크를 장악하기 위해 엄청난 자본을 동원해야 하며, 비록 20% 규모라도 현재 가격 기준으로 이더리움은 200억 달러, 솔라나는 100억 달러가 필요하다.
100억 달러가 있다면 다른 일을 하는 게 낫지, 누가 블록체인을 장악하려고 미친 짓을 하겠는가? 게다가 나머지 80%의 노드들이 반격에 나설 것이며, 국가 차원의 행동이 아니고서야 불가능하다.
실제 구현에서 알펜글로우는 전체 프로세스를 대략적으로 로터(Rotor), 보터(Votor), 리페어(Repair) 세 부분으로 나눈다(더 자세한 구분과 작업 흐름은 논문 참조). 그리고 어느 정도로 보면, 알펜글로우는 터빈 메커니즘의 심층적 개조이며, 따라서 우리는 먼저 터빈에 대해 간략히 소개하겠다.
이미지 설명: 블록 전파 메커니즘, 출처: @zuoyeweb3
터빈은 솔라나의 블록 전파(Block Propagation) 메커니즘이며, 간단히 말해 모든 노드가 합의를 확인하도록 블록 정보를 전달하는 메신저 역할을 한다.
초기 이더리움 설계에서는 블록 전파가 Gossip 프로토콜을 사용했다. 중국어 이름처럼 '소문', '허위 정보'와 유사하게, 임의의 노드가 초기 메신저가 되어 임의의 노드와 P2P 통신을 수행하며 최종적으로 전 네트워크가 확인하는 효과를 얻는다. 마치 "내가 한 가지 소식을 알려줄게, 너만 알고 있어, 절대 다른 사람에게 말하면 안 돼"라고 하면서 결국 세상 전체가 그 소식을 알게 되는 것과 같다.
터빈은 잠시 건너뛰고, 리플의 DPOS 메커니즘과 비교해보자. 이더리움/비트코인이 극한의 P2P 통신을 실현한 대가가 무엇이었는가?
극도로 느리고 비싼 것이다. 이 또한 이해하기 쉽다. 노드들 사이의 무목적적이고 무작위적인 매칭은 더 Robust하며 검열에 더 강하지만, 시간이 오래 걸린다. 그리고 '비쌈'은 노드 비용 문제인데, 다른 노드의 정보 전파 속도가 느리더라도 자체 운영을 유지해야 하므로 자연스럽게 가스비(Gas Fee) 형태로 사용자에게 전가된다.
극단적인 탈중앙화는 필연적으로 느리고 비싼 병폐를 동반한다.
리플의 DPOS는 반대 극단으로 나아간다. 초기에는 전 네트워크에 21개의 슈퍼 노드만 설정하여, 극단적인 중심화로 모든 부작용을 완전히 해결한다. 현재 메인넷 노드 수는 이미 179개에 도달했다.
터빈은 중간 상태로 나아간다. 이더리움의 Gossip 메커니즘을 채택하지도 않고, 노드 수를 줄이는 잘못된 길로 가지도 않으며, 대신 네트워크 노드를 계층적으로 전파하는 방식을 취한다:
1. 각 주기마다 노드를 리더(Leader), 리레이(Relay), 그리고 일반 노드로 나누며, 리더 노드만이 블록 전파 정보를 보낼 수 있다.
2. 소수의 리레이 노드가 정보를 수신한 후 더 많은 일반 노드에게 계속 전파한다. 이 과정을 터빈 트리(Turbine Tree)라 부르며, 마치 나무처럼 주종이 뚜렷하다.
알펜글로우에서는 이 프로토콜의 변형을 로터라 부르며, 본질적으로는 질서 있는 블록 메시지 전파이며, 임의의 리더, 리레이 노드는 고정되지 않는다.
보터는 노드 확인 메커니즘이다. 예를 들어, 알펜글로우의 구상에서 첫 번째 투표에서 80% 비율에 도달하면 20% 이상의 최소 요건을 충족하여 바로 신속하게 통과할 수 있다. 만약 첫 번째 투표가 60% 이상 80% 미만이라면, 두 번째 투표를 열어 다시 60%를 초과하면 최종 확인된다.
그래도 안 되면 리페어 메커니즘으로 진행하지만, 개인적으로는 이는 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup)의 도전 기간과 유사하며, 정말 이 단계까지 가면 거의 확실히 프로토콜이 망가질 것이다. FDIC도 실리콘밸리 은행의 인출 사태를 막을 수 없었던 것처럼 말이다.
하드웨어 및 소프트웨어 자원을 무차별적으로 투입해 대역폭(Bandwidth)을 높이는 것과 달리, 알펜글로우는 블록 합의 생성 과정을 줄이는 데 초점을 맞추고 있다.
데이터 블록을 가능한 작게, 예를 들어 현재의 약 1500바이트로 제한하고, 생성 시간을 충분히 짧게, 예를 들어 현재 테스트 단계에서 극한 상황에서 100ms까지 도달할 수 있다면, 이는 현재 10초의 1% 수준이다. (1초 = 1000밀리초, 그러나 이것은 의문의 여지가 있으며, 실제로 대규모로 실용화될 경우 조건이 이렇게 이상적이지는 않겠지만, 그래도 매우 놀랍다).
맺음말
메가이더(MegaETH) 이후 기존 L2는 기본적으로 경쟁의 종점에 도달했다. SVM L2가 솔라나의 지원을 받지 못하게 된 후, 솔라나 메인넷은 추가적인 확장에 실제적인 수요를 갖게 되었다. 메인넷 TPS가 모든 경쟁체를 압도해야만, 솔라나가 이더리움 킬러라는 개념을 끝까지 관철시킬 수 있다.
알펜글로우는 솔라나에만 적용되는 것이 아니다. 이론적으로는 이더리움을 포함한 모든 PoS 체인에서 이 메커니즘을 사용할 수 있다. 우리가 이전에 소개했던 옵티멈(Optimum)과 마찬가지로, 기존의 블록체인 연구는 이미 기술의 가장자리에 도달했으며, 더 많은 컴퓨터 과학, 나아가 사회학적 개념의 도움이 절실하다.
IBM은 과거 세계 미래에는 대형 컴퓨터가 다섯 대만 있으면 된다고 선언한 바 있다. HTTP-TCP/IP 기반 인터넷이 하나라면, BTC가 하나, 이더리움이 하나라면, 솔라나에게 남겨진 공간은 그리 크지 않다.
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