레이어 2 스케일링 설명: 그 중요성과 작동 방식

레이어 2 스케일링이란 무엇인가요?

레이어 2(L2) 스케일링은 기본 블록체인인 레이어 1(L1) 블록체인에서 트랜잭션을 처리하여 블록체인 네트워크의 용량, 효율성 및 사용성을 향상시키도록 설계된 일련의 방법을 말합니다. 이 개념은 제한된 처리량과 혼잡 시 높은 수수료라는 문제점을 안고 있는 이더리움이나 비트코인과 같은 L1 체인의 한계를 극복하기 위해 등장했습니다.

L2 솔루션은 기본 체인의 전반적인 보안 및 탈중앙화를 유지하면서 대부분의 연산 및 트랜잭션 처리를 오프체인으로 이동합니다. 오프체인에서 데이터를 처리한 후, 검증을 위해 요약 또는 최종 상태를 기본 체인에 제출합니다. 이러한 접근 방식은 신뢰성이나 탈중앙화를 저해하지 않으면서 비용을 대폭 절감하고 속도를 향상시킵니다.

레이어 2 솔루션이 필요한 이유

블록체인 네트워크는 탈중앙화, 보안, 확장성 간의 균형을 고려하여 설계되는데, 이를 "확장성 트릴레마"라고 합니다. 레이어 1 체인은 탈중앙화와 보안을 극대화하는 것을 목표로 하지만, 확장성에 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 예를 들어, 이더리움은 초당 약 15~30건의 거래(TPS)를 처리할 수 있는데, 이는 게임, 탈중앙화 금융(DeFi), 실시간 소액 결제와 같은 대량 도입 사례에는 충분하지 않습니다.

사용자 수요가 증가함에 따라 네트워크는 혼잡해집니다. 이로 인해 가스 요금이 상승하고 거래 확정 속도가 느려져 일상적인 사용 사례가 비현실적으로 됩니다. L2는 기본 체인의 기본 프로토콜을 수정하지 않고 이러한 단점을 해결하기 위해 개발되었습니다.

레이어 2 확장의 주요 이점

• 처리량 향상: 초당 수천 건의 트랜잭션(TPS)을 처리합니다.
• 수수료 절감: 오프체인 트랜잭션을 실행하여 네트워크 수수료를 크게 낮춥니다.
• 확장성: 블록체인 네트워크가 대규모 dApp을 지원할 수 있도록 합니다.
• 사용자 경험 향상: 더 빠른 트랜잭션 시간과 더 낮은 비용으로 더 많은 사용자를 유치할 수 있습니다.

누가 레이어 2 솔루션을 사용하나요?

레이어 2 솔루션은 DeFi 애플리케이션, NFT, 게임 플랫폼과 상호 작용하는 개발자, 기업 및 사용자에게 널리 채택되고 있습니다. 특히 이더리움 기반 프로젝트는 혼잡 문제 때문에 L2를 적극적으로 활용합니다. 유니스왑(Uniswap)과 같은 거래소 프로토콜, 오픈씨(OpenSea)와 같은 NFT 플랫폼, 갓즈 언체인드(Gods Unchained)와 같은 블록체인 게임 등이 그 예입니다.

주요 기관과 개발자들은 신뢰나 탈중앙화를 저해하지 않고도 레이어 2를 활용하여 애플리케이션을 확장합니다. 이러한 확산은 금융부터 물류까지 다양한 분야에서 주류 블록체인 통합을 달성하는 데 매우 중요합니다.

플라즈마 체인

플라즈마는 비탈릭 부테린과 조셉 푼이 이더리움 확장을 위해 제안한 최초의 레이어 2 기술 중 하나입니다. 플라즈마 체인은 이더리움 메인 체인에 주기적으로 보고하는 자식 체인입니다. 플라즈마 체인을 사용하면 많은 거래가 오프체인으로 처리될 수 있으며, 최종 상태만 이더리움 레이어 1에 커밋됩니다.

플라즈마 체인은 다양한 데이터 구조를 관리하는 스마트 계약을 통해 작동합니다. 사용자는 이러한 계약과 상호 작용하여 자금을 입금하거나, 자금을 인출하거나, 사기 거래에 이의를 제기해야 합니다. 이 시스템은 메인 체인을 통해 분쟁을 해결할 수 있도록 하여 보안을 보장합니다.

플라즈마의 장점:

• 간단한 이체 및 결제에 효율적
• 이더리움 메인넷의 부하 감소
• 이더리움의 보안을 그대로 이어받음

플라즈마의 단점:

• 특정 거래 유형으로 제한됨
• 종료 절차가 느릴 수 있음
• 범용 스마트 계약에는 적합하지 않음

롤업

롤업은 가장 널리 사용되고 널리 채택된 L2 솔루션입니다. L1 블록체인 외부에서 거래를 실행하지만, 거래 데이터를 L1에 게시하여 이더리움의 보안 보장을 유지합니다. 두 가지 주요 유형이 있습니다.

1. 낙관적 롤업: 이의가 제기되지 않는 한 거래가 유효하다고 가정합니다. 이들은 무효 거래를 감지하기 위해 게임 이론적 사기 방지 증명을 사용합니다.
2. 영지식(ZK) 롤업: 데이터 내용을 공개하지 않고 거래의 정확성을 검증하는 암호화 유효성 증명(SNARK 또는 STARK라고도 함)을 사용합니다.

낙관적 롤업의 예로는 Arbitrum과 Optimism이 있으며, 대표적인 ZK 롤업으로는 zkSync, Starknet, Loopring이 있습니다.

롤업의 장점:

• 이더리움 수준의 보안을 갖춘 높은 확장성
• 스마트 계약에 대한 광범위한 지원(특히 ZK 롤업)
• 낮은 거래 수수료와 빠른 속도 확인

단점:

• 낙관적 롤업은 출금 대기 기간이 7일입니다.
• ZK 롤업은 기술적으로 복잡하고 개발 비용이 많이 듭니다.

상태 채널

상태 채널을 사용하면 두 당사자가 오프체인에서 직접 거래할 수 있습니다. 최종 상태만 메인 블록체인에 제출되므로 거래가 빠르고 비용 효율적입니다. 비트코인 ​​라이트닝 네트워크가 대표적인 예입니다.

이더리움에서 상태 채널은 고빈도 상호작용이 필요한 게임이나 결제 애플리케이션에 주로 사용됩니다. 참여자들은 일반적으로 스마트 계약에 자산을 예치하고, 오프체인에서 자유롭게 상호작용한 후, 온체인에서 공동으로 채널을 닫습니다.

장점:

• 거의 즉각적이고 저렴한 거래
• 개인적이고 빈번한 거래에 적합

제한 사항:

• 상태를 업데이트하려면 양 당사자가 모두 온라인 상태여야 함
• 범용 분산 애플리케이션에는 적합하지 않음

2계층 기술의 발전

2계층 솔루션은 빠르게 발전하고 있습니다. ZK 롤업은 빠른 속도, 강력한 보안 가정, 스마트 계약과의 호환성 덕분에 주목을 받고 있습니다. zkEVM(영지식 이더리움 가상 머신)과 같은 기술은 ZK 롤업이 기존 이더리움 dApp과 완벽하게 호환되도록 하여 사용성을 향상시킵니다.

업계가 지속적으로 발전함에 따라 하이브리드 솔루션도 발전하고 있습니다. 이러한 솔루션은 여러 L2 기술을 통합하거나 샤딩 또는 댄크샤딩과 같은 1계층 최적화를 L2 아키텍처와 결합합니다. 그 결과, 강력한 성능 향상을 제공하는 계층적 확장 방식이 탄생했습니다.

Starknet 및 zkSync Era와 같은 프로토콜은 프로토콜 계층의 완전한 탈중앙화를 추진하여 신뢰 없는 상호작용이라는 블록체인의 핵심 목표를 더욱 달성하고 있습니다.

계층 1 업그레이드와의 통합

이더리움의 지속적인 로드맵에는 프로토-댄크샤딩(Proto-Danksharding) 및 완전한 댄크샤딩(Full Danksharding)과 같은 주요 업그레이드가 포함되어 있으며, 이는 데이터 가용성 비용을 절감하여 L2 네트워크를 크게 보완할 것으로 예상됩니다. 이러한 개선 사항은 롤업을 더욱 효과적으로 확장하고 스택 전반의 거래 비용을 절감하는 데 도움이 될 것입니다.

계층 1과 계층 2의 이러한 통합은 매우 중요합니다. 계층 2는 L1과 경쟁하는 것이 아니라, 사용성을 향상시키고 증가하는 부하와 수요 속에서도 이더리움의 지속 가능성을 보장합니다.

기업 및 기관 도입

기업들은 확장성, 규정 준수 및 개인 정보 보호가 필요한 애플리케이션에 계층 2 솔루션의 유용성을 인식하고 있습니다. 물류 추적부터 부동산 토큰화, 국경 간 결제까지, L2 솔루션은 블록체인을 더욱 광범위한 사용 사례에 적합하게 만듭니다. 이러한 기관들의 관심은 블록체인의 주류 도입에 중요합니다.

향후 전망

레이어 2 확장의 미래는 지속적인 통합, 최적화, 그리고 확장입니다. 개발자들이 사용자 경험 개선과 도구 연결에 집중함에 따라, 레이어 1과 레이어 2 간의 경계는 최종 사용자에게 점점 더 매끄러워질 것입니다.

궁극적으로 레이어 2 솔루션은 글로벌 규모의 애플리케이션을 지원할 수 있는 개방적이고 프로그래밍 가능한 네트워크의 약속을 실현하는 데 중추적인 역할을 할 것입니다. 기술이 발전함에 따라, 속도, 경제성, 그리고 탈중앙화가 그 어느 때보다 효과적으로 조화를 이루는 풍부한 블록체인 생태계를 기대할 수 있습니다.