시장은 이미 "고속 퍼블릭 블록체인"에 대해 완전히 무감각해졌다. 그렇다면 왜 Somnia는 다를 수 있을까?
저자: TVBee
본문은 다음 두 가지 질문을 중심으로 분석을 진행합니다.
문제 1: 시장이 이미 "고속 퍼블릭 체인"에 대해 완전히 무감각해진 상황에서, 왜 Somnia는 다를 수 있을까?
문제 2: 세계 최고 속도와 최적 비용을 자랑하는 병렬 EVM 레이어 1이라고 주장하는 Somnia, 과장일까?
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다음은 기술, 배경, 생태계 세 가지 차원에서 Somnia를 요약한 내용으로, 프로젝트의 핵심 강점과 우위를 이해하는 데 도움을 줍니다.
💠 Somnia의 기술적 강점
🔹 멀티스트림 합의 알고리즘: 데이터 체인 + 합의 체인. MEV 방지, 중복 감소, 비용 절감 및 효율성 증대에 유리함.
🔹 혁신적인 EVM 컴파일러: 명령어 수준의 병렬 EVM 구현, 극단적인 고빈도 상호작용 문제 해결.
🔹 자체 개발 IceDB 데이터베이스 엔진: 데이터 읽기/쓰기 속도 및 네트워크 안정성 향상.
🔹 데이터 압축 기술: 데이터 전송 효율성 향상.
💠 Somnia의 배경적 이점
🔹 팀: 개발팀은 Improbable 출신. Improbable는 영국 런던에 본사를 둔 2012년 설립된 다국적 기술 기업으로, 소프트웨어, 게임, Web3 메타버스 제품 등을 개발해 옴.
🔹 펀딩: MSquared, a16z, 소프트뱅크, Mirana 등 유명 기관들로부터 총 2.7억 달러 투자 유치.
💠 Somnia의 생태계 현황
🔹 생태계 구성: Somnia 테스트넷에는 현재 4개의 AI/소셜 제품, 7개 게임, 4개 NFT 프로젝트, 6개 DeFi 애플리케이션이 입주했으며, 추가로 2개의 AI/소셜 제품, 11개 게임, 1개 DeFi 앱이 곧 출시 예정.
🔹 생태계 데이터: 2025년 2월 하순 테스트넷 출시부터 본문 작성 시점(2025년 6월 26일)까지, Somnia 테스트넷은 1억 개 이상의 블록을 생성했으며, 평균 블록 생성 시간은 0.1초. 총 96,878,557개의 지갑 주소가 테스트넷에 참여했고, 최근 1일 거래량은 2,643만 건.
블록 탐색기에서는 거래 수와 블록 수가 계속 깜빡이는 것을 자주 볼 수 있으며, Somnia는 이를 "아세컨드(0.1초 미만)"급이라고 표현하는데, 그야말로 눈으로 확인 가능한 수준이다.
💠 왜 Somnia가 다를 수 있다고 말할까?
🔹 고빈도 상호작용: 시장이 "고속 퍼블릭 체인"이라는 개념에 이미 무감각해졌지만, Somnia는 단순한 기술 지표 추구를 넘어서, 특히 게임 및 소셜과 같은 고빈도 상호작용 분야에서 Web3 기술이 실제 애플리케이션에 어떻게 서비스될 수 있는지를 중점적으로 고려하고 있음.
🔹 Web2와 Web3의 융합: Somnia의 독특한 배경은 Web2와 Web3의 통합에서 중요한 역할을 할 가능성이 있음. Somnia는 Web2 사용자가 Web3 세계로 원활하게 진입할 수 있는 통로를 제공하며, 사용자 경험 중심의 진정한 애플리케이션 생태계를 만들어낼 잠재력을 지님.
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앞서 소개한 부분은 【WHAT】 Somnia의 핵심 포인트, 강점 및 생태계 현황에 대한 설명이었다면, 이번 섹션에서는 Somnia의 기술을 심층적으로 해설합니다. 즉 【HOW】 Somnia가 어떻게 기술적으로 고빈도 상호작용을 실현하고, 저비용·고성능을 달성하는지, 그리고 【WHY】 다른 병렬 EVM 프로젝트들과 무엇이 다른지 살펴보겠습니다.
💠 멀티스트림 합의 알고리즘: 데이터 체인 + 합의 체인
🔹 개요: 데이터 체인 + 합의 체인 구조
Somnia는 새로운 형태의 멀티스트림(MULTISTREAM) 합의 알고리즘을 채택하고 있습니다.
멀티스트림이라 함은, Somnia가 여러 개의 데이터 체인에 트랜잭션 정보를 기록한다는 의미입니다. 각 데이터 체인은 하나의 검증자가 기록하며, 각 검증자는 다른 검증자의 데이터 체인을 간섭할 수 없습니다.
합의란, Somnia가 합의 체인에서 합의를 수행하여 트랜잭션 순서를 결정하고, 트랜잭션 참조 정보를 합의 체인에 기록하는 것을 말합니다. 합의 체인은 모든 검증자가 공동으로 실행하고 유지 관리합니다.
🔹 개요: Somnia 멀티스트림 합의의 작동 흐름
a 사용자가 Somnia 네트워크에 요청을 보내면, 해당 요청을 받은 검증자가 거래를 각각의 데이터 체인에 기록합니다.
b 합의 체인은 일정 주기마다(예: 30초, 1초 등), 데이터 체인의 검증자들이 서로의 데이터 체인 최상단 데이터 조각을 업로드하고 다운로드합니다.
c 검증자들은 모든 데이터 체인 최상단 데이터 조각의 집합을 하나의 완전한 데이터 슬라이스로 간주하고, 이를 합의 체인에 기록합니다.
d 검증자들은 트랜잭션 순서를 정하고, 정렬된 트랜잭션을 기반으로 상태를 업데이트하며, 모든 검증자가 동기화되어 Somnia의 IceDB 데이터베이스에 기록합니다.
🔹 강점: Somnia의 트랜잭션 정렬은 MEV 방지에 유리함
Somnia는 결정론적 의사 난수 함수(Deterministic Pseudorandom Function)를 사용하여 트랜잭션을 정렬합니다.
우리가 아는 바와 같이, 컴퓨팅 프로그램에는 진정한 난수가 존재하지 않으며, 알고리즘을 통해 생성되는 의사 난수를 사용합니다. 결정론적 의사 난수 함수는 두 가지 특징을 가집니다. 첫째, 예측 불가능한 난수성을 가지며, 다음 난수가 무엇인지 알 수 없지만, 모든 검증자가 동일한 알고리즘을 실행하면 똑같은 순서의 난수를 생성한다는 것입니다.
따라서 모든 검증자가 동일한 결정론적 의사 난수 함수를 실행하면 동일한 일련의 난수가 생성되며, 이 난수를 기반으로 데이터 체인의 순서를 정합니다. 이후 이 순서를 기반으로 해당 주기의 트랜잭션들을 정렬합니다.
예를 들어, 정렬된 데이터 체인 순서가 B, A, C라면,
최종 트랜잭션 순서는 데이터 체인 B의 트랜잭션을 먼저 처리하고, 그 다음 데이터 체인 A, 데이터 체인 C 순으로 진행됩니다. 물론 이 과정에서 중복된 트랜잭션은 해시값을 기반으로 제거됩니다.
물론 데이터 체인의 순서는 고정되지만, 서로 다른 데이터 체인 내에서 트랜잭션의 순서는 다를 수 있습니다. 예를 들어, 데이터 체인 A에서는 거래 1이 먼저, 거래 2가 나중이고, 데이터 체인 B에서는 거래 2가 먼저, 거래 1이 나중일 수 있습니다. 데이터 체인 정렬 순서가 B가 A보다 앞이므로, 최종 거래 순서는 거래 2가 먼저, 거래 1이 나중이 됩니다.
이러한 정렬 방식의 장점은 MEV 공격자가 검증자를 매수하기 어렵다는 점입니다. 왜냐하면 공격자는 검증자에게 할당된 데이터 체인이 어떤 순서로 정렬될지 알 수 없기 때문입니다. 만약 네트워크에 총 100개의 검증자 노드가 있고, MEV 공격자가 50개를 매수했다고 하더라도, 공격 대상 트랜잭션을 포함한 단 하나의 비매수 검증자가 그 50개보다 앞선 순서에 위치한다면, 합의 체인은 올바른 트랜잭션 순서대로 장부에 기록하게 되어 MEV 공격은 실패합니다.
🔹 강점: 중복 감소, 비용 절감 및 효율성 증대
첫째, Somnia는 각 검증자가 별도의 데이터 체인을 기록하므로 검증자 간 데이터 검증 과정이 필요 없습니다. 스냅샷 전송 시에도 구체적인 트랜잭션 정보를 포함하지 않은 스냅샷 정보만 전송하므로 상호작용의 중복이 줄어듭니다.
둘째, 각 데이터 체인은 다른 데이터 체인의 정보를 동기화할 필요가 없으며, 합의 체인에도 트랜잭션 정보를 기록하지 않고, 일정 주기마다 데이터 체인의 스냅샷 정보와 정렬된 트랜잭션 참조(해시값)만 기록합니다. 이를 통해 저장 공간의 중복도 줄어듭니다.
상호작용의 중복이 줄어들었으므로 Somnia는 더 높은 효율로 작동할 수 있습니다.
저장 중복이 줄어들었으므로 Somnia는 운영 비용이 낮아집니다.
🔹 보충: 데이터 체인의 위변조 방지
데이터 체인 간 정보 검증은 없지만, 검증자가 거래 정보를 위조할 수는 없습니다. 검증자가 거래 정보를 위조하면 해당 거래의 해시값과 후속 거래들의 해시값이 모두 변경되어, 합의 체인에 저장된 정보와 충돌이 발생하기 때문입니다.
💠 명령어 수준의 병렬 EVM
🔹 문제점: 트랜잭션 병렬 처리는 고빈도 상호작용 혼잡을 해결하기 어렵다
Somnia의 병렬 EVM은 Monad, Reddio와 다릅니다. 이 세 체인 모두 EVM 병렬화를 지향하지만, Monad와 Reddio는 트랜잭션 단위의 병렬 처리를 통해 속도를 높입니다.
Monad는 낙관적으로 트랜잭션을 병렬 실행한 후 충돌이 발생하면 수정하는 방식이며, Reddio는 충돌이 없고 의존 관계가 없는 트랜잭션만 병렬 처리합니다.
그러나 많은 연관 트랜잭션이 동시에 발생하면 트랜잭션 병렬 처리가 불가능하여 쉽게 혼잡이 발생합니다. 두 가지 극단적인 사례를 들 수 있습니다. 예를 들어, 네트워크 상에서 많은 사용자들이 USDC로 특정 토큰을 거래하려 할 때, 이 모든 거래는 LP 풀과 상호작용해야 하므로 병렬 처리가 불가능하고 순차적으로 실행되어야 합니다.
또 다른 극단적인 예로, 많은 사람들이 동일한 NFT를 민팅하려고 몰리는 경우도 마찬가지로 병렬 처리가 불가능합니다. NFT 수량이 한정되어 있기 때문에 누가 성공하고 누가 실패할지를 결정하기 위해 반드시 순차 처리가 필요합니다.
Reddio는 이러한 고빈도 상호작용 혼잡 문제를 GPU를 활용하여 해결합니다. GPU의 강력한 계산 능력을 이용해 처리 효율을 높이지만, 이는 동시에 거래 비용을 증가시키기도 합니다.
🔹 강점: 명령어 수준의 병렬 EVM
많은 연관 트랜잭션이 동시에 발생할 때 트랜잭션 병렬 처리로는 해결하기 어려운 혼잡 문제를 해결하기 위해, Somnia는 혁신적으로 EVM 컴파일러를 자체 개발했습니다.
표준 EVM 실행 과정에서는 트랜잭션 내 명령어를 순차적으로 하나씩 해석 실행할 수밖에 없습니다. 그러나 Somnia는 트랜잭션을 여러 명령어 집합(instruction set)으로 나누어, 충돌이 없고 의존 관계가 없는 명령어 집합은 병렬로 실행할 수 있도록 지원합니다.
Swap 거래를 예로 들면, 기능별로 다음과 같은 명령어 집합으로 나눌 수 있습니다: 파라미터 검증, 파라미터 처리, 잔액 확인, 권한 확인, 풀 상태 확인, 가격 계산, 수수료 계산, 입력 토큰 이전, 풀 상태 및 수수료 기록 업데이트, 출력 토큰 이전, 이벤트 발행. 이 중 충돌이 없고 의존 관계가 없는 명령어 집합은 병렬로 실행되어 거래 처리 효율을 높일 수 있습니다.
명령어 집합 병렬 EVM의 핵심은 Somnia가 자체 개발한 EVM 컴파일러에 있습니다. 이 컴파일러는 EVM 바이트코드를 x86 머신 코드로 컴파일합니다. 현대 CPU는 멀티스레드 코어를 갖추고 있으며, 각 CPU 코어는 여러 스레드에서 머신 코드를 병렬로 실행할 수 있으므로, EVM의 여러 명령어 집합을 동시에 병렬 처리하여 단일 거래의 실행 속도를 높일 수 있습니다. 따라서 Somnia의 EVM을 하드웨어 수준의 병렬 EVM이라고 부를 수도 있습니다.
🔹 강점: 비용과 효율의 이중적 이점
표준 EVM의 해석 실행: 거래1 → 바이트코드 변환 → 순차적 해석 실행 → 거래2 → 바이트코드 변환 → 순차적 해석 실행 → 거래3 → 바이트코드 변환 → 순차적 해석 실행...
Somnia의 EVM 컴파일 실행: 계약 코드 → 바이트코드 변환 → 동적 머신 코드 컴파일 → 거래1 명령어 집합 병렬 실행 → 거래2 명령어 집합 병렬 실행 → 거래3 명령어 집합 병렬 실행...
비교하면 거래량이 많을수록 Somnia의 EVM 컴파일 실행이 더욱 유리하다는 것을 알 수 있습니다.
따라서 일반적인 고빈도가 아닌 거래의 경우, Somnia는 여전히 표준 EVM 해석 실행을 사용합니다. 즉 각 실행 시마다 스마트 계약 코드를 EVM 바이트코드로 파싱한 후 순차적으로 해석 실행합니다.
집중된 고빈도 거래의 경우, Somnia는 EVM 컴파일러를 활성화하여 EVM 바이트코드를 x86 머신 코드로 컴파일합니다. 이후 파라미터에 따라 머신 코드를 반복 실행함으로써 집중된 고빈도 거래를 신속하게 완료할 수 있으며, 이는 트랜잭션 단위 병렬 EVM으로는 달성할 수 없는 효과입니다.
결과적으로 Somnia는 비용과 효율 사이에서 이중적인 이점을 실현할 수 있습니다.
💠 IceDB 데이터베이스 엔진
🔹 개요: 머클 트리 대신 LSM 트리 데이터 구조 사용
대부분의 블록체인은 머클 트리(Merkle Tree) 데이터 구조를 사용합니다. 머클 트리의 리프 노드는 트랜잭션 데이터의 해시값(또는 트랜잭션 데이터 자체를 해싱한 값)을 저장하고, 비리프 노드는 자식 노드 해시값의 해시값을 저장하며, 층층이 두 개씩 결합하여 해시값을 계산함으로써 최종적으로 머클 루트(Merkle Root)를 생성합니다. 이를 통해 블록 내 데이터의 무결성을 안전하게 검증하고, 데이터 위변조를 방지할 수 있습니다.
ERC20 토큰 계약의 데이터 저장용 머클 트리를 예로 들면, 리프 노드는 다음과 같은 정보를 포함합니다:
• 토큰 총 공급량(TotalSupply), 토큰 심볼(NameSymbol) 등의 속성. 각 속성은 키(속성명)와 값(속성값)으로 구성됨;
• 해당 토큰의 모든 보유 주소의 보유량 정보. 각 주소는 키(주소 해시)와 값(보유 수량)으로 구성됨;
• 해당 토큰의 모든 승인 정보. 각 승인 주소는 키(주소 해시)와 값(승인 수량)으로 구성됨;
……
예를 들어 ERC 토큰이 4개의 속성, 32,000개의 보유 주소, 2,764개의 승인 주소를 가진다고 가정합시다. 이 수치는 그리 크지 않습니다. 하지만 총 32,768개의 리프 노드가 생기며, 이 토큰의 머클 트리를 작성하려면 65,535번의 해시 계산이 필요합니다.
Somnia가 자체 개발한 IceDB 데이터베이스 엔진은 일반적인 머클 트리 데이터 구조를 사용하지 않으며, 따라서 블록 정보에도 해시 루트가 존재하지 않습니다.
IceDB는 LSM 트리(Log-Structured Merge-Tree, 로그 구조 병합 트리)를 사용합니다. 이는 로그 기반의 트리형 데이터 구조로, 주요 특징은 데이터를 기존 위치에서 수정하는 것이 아니라 새 데이터를 계속 추가하여 기록한다는 점이며, 따라서 위변조가 불가능합니다.
IceDB의 쓰기 작업은 먼저 메모리의 MemTable에 기록됩니다. MemTable이 가득 차면 디스크에 플러시되어 SSTable을 형성합니다. LSM은 정기적으로 SSTable을 병합하면서 중복된 키를 삭제합니다.
이 과정에서는 해시 계산이 필요 없으며, 단순히 MemTable에 새로운 데이터를 기록하면 되므로, 메모리, 캐시 또는 디스크에 데이터를 쓰는 속도가 훨씬 빠릅니다.
🔹 강점: 더 빠른 읽기/쓰기 속도
LSM 트리 데이터 구조는 쓰기 성능에서 명백한 이점을 가집니다. 또한 Somnia의 기술 문서에는 "읽기와 쓰기를 동시에 최적화할 수 있는 데이터 캐시를 만들어 IceDB의 평균 읽기/쓰기 시간을 15~100나노초 사이로 유지한다"고 명시되어 있습니다.
🔹 특징: 성능 보고서와 공정하고 효율적인 가스(Gas)
대부분의 블록체인 네트워크에서 최종적으로 검증자 노드들이 동일한 데이터를 저장하게 되지만, 단기적으로는 각 검증자 노드의 메모리와 디스크에 저장된 데이터에 일부 차이가 존재할 수 있습니다. 이로 인해 사용자가 데이터를 읽거나 쓸 때 접근 위치가 달라져 소비하는 가스 양이 달라질 수 있습니다. 또한 접근 위치가 다르기 때문에 데이터 읽기/쓰기 소요 시간이 길어지고, 이 시간 창 안에서 네트워크의 가스 가격이 변동할 수 있어 공정하고 효율적인 가스를 산정하기 어렵습니다. 만약 가스를 과소평가하면 노드는 수익이 낮아 소극적으로 작동하여 네트워크 효율에 영향을 줄 수 있고, 과대평가하면 사용자는 불필요한 추가 비용을 지불하게 되며, MEV 공격에 악용될 가능성도 있습니다.
IceDB 데이터베이스 엔진 아래에서는 사용자가 데이터를 읽거나 쓸 때 캐시에 원하는 데이터가 없으면 메모리와 SSD에서 데이터를 각각 읽어야 하며, 메모리와 SSD에서 데이터를 읽는 빈도를 통계적으로 수집하여 "성능 보고서"를 반환합니다. 이 "성능 보고서"는 사용자가 필요한 가스를 계산하는 데 결정적인 근거를 제공하여 네트워크의 가스가 더욱 공정하고 효율적이게 만들며, 네트워크 안정성에도 기여합니다.
💠 데이터 압축 기술
Somnia 기술 문서에 따르면, 정보량과 발생 빈도의 멱법칙(power law) 이론에 기반하여 정보 발생 확률에 따라 정보를 집계하면 데이터를 매우 높은 비율로 압축할 수 있습니다.
Somnia의 각 데이터 체인은 하나의 검증자가 담당하며, 검증자는 전체 블록을 전송할 필요 없이 정보 스트림만 전송하면 됩니다. 스트리밍 압축은 더 높은 압축률을 가지므로 네트워크 전송 능력을 향상시키는 데 유리합니다.
또한 Somnia는 BLS 서명을 사용하여 서명 전송 및 검증 속도를 향상시킵니다.
Somnia의 멀티스트림 합의 알고리즘 하에서, 데이터 체인 검증자 노드들은 데이터 조각을 서로 전송하며, 중앙 집중형 리더 없이 데이터를 집중적으로 업로드하거나 다운로드하지 않으므로, 검증자 간에 대역폭을 균등하게 분배할 수 있습니다. 각 검증자는 다른 검증자들에게 데이터 조각을 전송해야 하며, 동시에 다른 검증자들이 보낸 데이터 조각을 다운로드해야 하므로, 각 검증자의 업로드 및 다운로드 대역폭 요구량은 대칭적입니다. 따라서 Somnia 네트워크의 전송 능력은 비교적 균형 잡히고 안정적입니다.
💠 맺음말
Web3는 겉보기에 Web2보다 더 고급스럽지만, 실제로는 Web2의 기술 체계가 훨씬 더 복잡하고 성숙합니다. Web2 개발자들이 Web3 개발에 참여할 때, 그들의 기술적 배경은 블록체인 세계에 더 많은 혁신을 가져올 수 있습니다.
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