블록체인/레벨 VI · 비트코인 이후/6.1 복제와 약속/수업 4
트리레마 세일즈 피치
검증 비용과 네트워크 처리량 간의 트레이드오프
준비물비트코인 코어, 게스(이더리움) 및 다른 두 주요 블록체인에 대한 공식 문서로, 풀노드 운영을 위한 시스템 요구사항이 상세히 설명되어 있습니다.다양한 체인에 걸친 노드 운영자 수와 하드웨어 사양을 추적할 수 있는 스프레드시트 템플릿
호기심
- 블록체인의 속도를 높이면 왜 일반적으로 그 기록을 검증할 수 있는 사람들의 수가 줄어드는 걸까요?
- 실제로 체인이 퍼미션리스 상태를 유지하는 데는 어떤 구체적인 하드웨어나 대역폭 요구 사항들이 결정적인 역할을 할까요?
- 확장성을 위해 분산화를 희생하는 선택이 네트워크의 보안 모델에 어떤 영향을 미치나요?
탐구
- 비탈릭 부테린은 2017년경 ‘확장성의 삼중 딜레마’라는 개념을 널리 알렸습니다. 그는 분산형 시스템이 탈중앙화, 보안, 확장성이라는 세 가지 특성 중 두 가지는 쉽게 달성할 수 있지만, 세 가지를 모두 갖추는 경우는 드물다고 주장했습니다. 이 개념은 새로운 블록체인들이 자신들의 아키텍처 선택을 평가할 때 사용하는 기준이 되었습니다. 이전에도 이러한 갈등들에 대한 논의는 있었지만, 부테린이 제시한 개념은 개발자들이 타협점을 정당화할 수 있는 표준적인 용어를 제공해 주었습니다. 높은 처리 속도를 우선시하는 블록체인은 종종 더 높은 하드웨어 요구사항이나 중앙 집중식 조율을 받아들여야 하며, 속도를 위해 탈중앙화를 희생해야 합니다.
- 실제로 더 높은 트랜잭션 처리량을 달성하려면 일반적으로 세 가지 방법 중 하나가 필요합니다: 더 큰 블록 크기, 더 짧은 블록 간격, 혹은 더 많은 연산 자원을 요구하는 합의 규칙입니다. 이러한 방법들은 각 규칙을 독립적으로 검증해야 하는 풀 노드의 운영 비용을 증가시킵니다. 블록 데이터가 커지면 대역폭과 저장 공간에 대한 요구도 함께 증가하며, 블록이 더 자주 도착하면 동기화 작업의 부담도 커집니다. 이러한 기술적 요구사항들로 인해 일반 참여자들은 제외되고, 체인의 상태를 검증하는 데 필요한 인프라를 유지할 수 있는 충분한 자원을 갖춘 기관들만 남게 됩니다.
- 비트코인은 기본 계층에서 높은 처리 속도보다는 저렴한 검증 방식을 선택했습니다. 비트코인 노드는 일반 노트북이나 싱글보드 컴퓨터와 같은 보통 수준의 하드웨어로도 작동할 수 있으며, 인터넷에 연결된 누구나 전체 거래 내역을 검증할 수 있습니다. 이러한 설계는 합의 과정에 참여하기 위해 특수한 기업용 인프라가 필요하지 않도록 함으로써 탈중앙화를 유지합니다. 처리 속도의 한계는 라이트닝 네트워크(레벨 V)와 같은 스케일링 계층을 통해 관리되며, 이 계층들은 오프체인에서 거래를 처리하고 메인 체인에서 최종적으로 확인합니다.
- 이더리움은 이러한 긴장 관계를 다르게 보여줍니다. 2020년에 이더리움의 로드맵은 샤딩 기반의 실행 방식에서 롤업 중심의 계획으로 전환되었습니다. 베이스 레이어는 여전히 검증 가능한 상태를 유지하지만, 대부분의 작업은 롤업에서 처리됩니다. 또한 ‘단크샤딩’을 통해 롤업이 사용하는 데이터 공간이 확장됩니다(8.2.6절 참조). 여기에는 명확한 타협점이 존재합니다. 더 많은 데이터를 베이스 레이어에 저장하면 검증 비용이 증가하지만, 오프체인에 데이터를 보관할 경우에는 해당 2차 레이어들의 무결성을 신뢰해야 합니다.
- 2017년 이후 출시된 거의 모든 새로운 블록체인은 세 가지 특성을 동시에 달성함으로써 이 ‘삼중 딜레마’를 해결할 수 있다고 주장해왔습니다. 하지만 실제로는 이러한 주장들이 해당 블록체인에서 ‘분산화’나 ‘보안’이 무엇을 의미하는지에 대한 미묘한 해석 변화에 기반을 두고 있습니다. 일부 블록체인은 넓은 참여도를 희생하고 고속성을 얻기 위해 필요한 검증자의 수를 소수의 강력한 장비로 줄입니다. 또 다른 블록체인들은 신뢰할 수 있는 중계자나 위원회 기반의 최종 결정 체계를 도입합니다. 중요한 문제는 해당 블록체인이 빠른지 여부가 아니라, 누가 그 규칙들을 검증할 수 있는지, 그리고 그에 어떤 대가가 따르는지입니다.
- 새로운 블록체인의 장점을 평가하려면 두 가지 구체적인 지표를 살펴보아야 합니다. 바로 모든 규칙을 확인하는 풀노드를 운영하는 데 필요한 최소 하드웨어 사양과, 실제로 그러한 노드를 운영하고 있는 독립적인 주체의 수입니다. 만약 어떤 블록체인이 합의 과정에 참여하기 위해 기업용 서버나 전용 데이터센터가 필요하다면, 그것은 분산성을 확장성과 맞바꾼 것입니다. 상태를 검증할 수 있는 주체가 극소수에 불과하다면, 보안은 수학적 증명이 아닌 해당 주체들의 성실성에 달려 있게 됩니다. 이러한 검토를 통해 마케팅 문구 뒤에 숨겨진 진짜 타협점을 알아낼 수 있습니다.
핵심 사실
- 비탈릭 부테린은 2017년경 ‘확장성의 삼중 딜레마’라는 개념을 널리 알렸으며, 분산화, 보안, 확장성을 동시에 최대화할 수는 없다고 주장했습니다.
- 더 큰 블록이나 더 짧은 간격을 통해 블록체인의 처리량을 높이면, 풀 노드에 필요한 하드웨어와 대역폭도 증가합니다.
- 비트코인의 기본 계층은 저렴한 검증을 우선시하여, 노드들이 노트북이나 라즈베리 파이와 같은 일반적인 소비자용 하드웨어에서도 작동할 수 있게 합니다.
- 검증 노드를 운영하기 위해 엔터프라이즈급 인프라가 필요한 체인은 사실상 탈중앙화를 확장성과 맞바꾼 셈입니다.
- 풀 노드를 운영할 수 있는 독립적인 파티의 수는 네트워크의 실질적인 분산화 수준을 결정합니다.
- 비트코인은 기본 레이어의 블록 크기를 키우는 대신, 라이팅 네트워크와 같은 레이어 2 솔루션을 통해 고주파수 처리 성능을 높입니다.
연습 아홉, 여섯, 셋, 하나
9모으기2017년부터 2023년 사이에 출시된 주요 블록체인 프로젝트 9개를 선정하십시오. 각 프로젝트에 대해 공식 문서에 명시된 초당 처리 건수(TPS)와 풀 노드를 운영하는 데 필요한 최소 RAM 또는 저장 공간을 기재하십시오.
6묶기이 9개의 프로젝트를 아키텍처상의 트레이드오프에 따라 고처리량/중앙집중형, 저처리량/분산형, 샤딩/하이브리드형, 롤업 의존형, 합의에 많은 자원 소모/느린 속도형, 혹은 실험적/검증되지 않은 형태로 6개의 카테고리로 분류하십시오.
3추리기6개 그룹을 검증에 드는 하드웨어 비용 및 활성 독립 노드 운영자 수와 가장 강하게 상관관계를 보이는 3개의 요인으로 줄입니다.
1결정화탈중앙화를 평가할 때 체인이 주장하는 TPS보다 최소한의 검증 하드웨어 요구사항이 더 중요한 이유는, 후자가 네트워크의 안정성과 분산도를 직접적으로 결정하기 때문입니다.
팩트 체크
날짜, 수치 및 주장은 아래에 명시된 출처들을 통해 확인되었습니다.