이 포스트는 지분증명으로 전환을 시도하는 이더리움,
이더리움 2.0은 무엇이며 왜 중요할까요?,
[NFT 길라잡이] 이더리움 2.0이란?,
[이더리움2.0 깊이보기 시리즈] ETH 2.0 Explained: Phase 0 [1편]
을 참조하여 요약한 글입니다.
서론
최근 이더리움이 이더리움 2.0을 발표하며 몇가지 변경된 사항을 알렸다.
많은 채굴자들의 반발이 있었는데,
이제 블록체인의 세계를 조금씩 알아가는 나는 반발을 전혀 예상하지 못했던 터라 당황했다.
이더리움이 이더리움 2.0으로 바꾸려하는 게 무엇인지,
대체 왜 반발하는 것인지에 대해 알아보자.
이더리움(Ethereum)
2017년부터 현재까지 수많은 블록체인 기반 프로젝트가 등장했다.
하지만 블록체인 기반의 디앱(DApp)을 개발할 수 있도록 한 건 이더리움이 처음이었다!
프로그래밍이 불가능한 1세대 암호화폐인 비트코인과는 달리,
2세대인 이더리움은 자유로운 프로그래밍이 가능 하고 스마트컨트랙 컨셉을 이용한다.
비트코인처럼 단순히 주고받는 것이 아니라 NFT, DEX, DeFi 등을 이용해 이더리움 네트워크 상에 올릴 수 있다.
때문에, 탈중앙 금융(DeFi)의 혁신 사례들 중 상당수는 이더리움 상에서 작동하고 있다.
하지만, 이더리움 네트워크 사용량이 크게 증가함에 따라 확장성과 거래처리속도 문제가 대두되기 시작했다.
암호화폐 세대별 자세한 내용은 암호화폐의 문제점과 단점 에서
1. 이더리움은 왜 확장되어야하는가?
Web 3.0은 중개자가 없고, 프라이버시에 초점을 두고, 사용자에게 진정한 소유권을 가져다줌으로 탈중앙화 라는 큰 변화를 일으킬 것이다.
이것은 스마트 컨트랙트 형태의 분산화된 연산과, 분산화된 저장 / 통신 프로토콜을 사용해 기초를 구축할 것이다.
암호화폐에서의
확장성이란?
더 많은 사용자를 수용하기 위해 블록체인이 얼마나 잘 확장될 수 있는지 를 뜻함.
"사용자가 많다" = 더 많은 작업이 발생
=> 블록체인에 포함되기 위한 트랜잭션 경쟁이 심하다
그런데, 이더리움 네트워크가 왜 혼잡해진 것일까?
1-1. 이더리움은 왜 혼잡한가?
이더리움은 처리할 수 있는 트랜잭션 수를 크게 늘려야한다.
최근 몇 년간 이더리움의 초당 트랜지션 속도는 10을 거의 넘지 못했다.
이더리움은 비트코인과 달리, 블록 크기에 따라 트랜잭션의 수를 제한하고있지 않다.
그 대신 블록 가스 한도가 있어서, 특정 수량의 가스가 있어야 블록에 포함될 수 있다.
(이 가스에 대해서는 나중에 추가적으로 정리해보겠다)
이 방식은 모든 이들이 사용하는 시스템에서 적합하지 않다.
한 블록에서 사용 가능한 공간보다 많은 대기 트랜잭션이 발생할 경우 지연이 발생한다.
네트워크 과부하로 과도한 트래픽이 발생하고, 거래 수수료가 상승하며,
사용자는 자신의 트랜잭션이 다른 이들의 것보다 먼저 포함되게 하기 위해 더 비싼 값을 불러야 한다.
네트워크가 얼마나 붐비느냐에 따라 일부 활용방식에서는 운영 비용이 무척 비싸진다.
크립토키티(Cryptokitties)
이더리움 기반 게임 크립토키티의 인기로 대기 트랜잭션이 치솟았으며, 한동안 네트워크가 극심하게 혼잡해져 이더리움의 한계를 제대로 보여줬다.
1-2. 블록체인 트릴레마(Trilemma)
🤷🏻♀️ : Q. 트랜잭션 수 제한이 없고 블록 가스가 어느정도 있어야 블록에 포함될 수 있는 것이라면, 그냥 블록 가스 한도를 높이면 되지 않을까?
그럼 트랜잭션이 치솟을 이유가 사라지니 네트워크가 혼잡해지지 않을 것 같은데?!
주어진 타임프레임 내에서 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있으니, 이 방법은 확장성 문제를 해결할 수 있는 것처럼 보인다.
그러나, 블록체인은 까다로운 균형을 유지해야하기 때문에 이더리움의 핵심 속성을 희생하지 않고는 달성할 수 없다.
암호화폐의 3가지 요소
확장성(Scalable)탈중앙화(Decentralized)보안성(Secure)
(1) 비트코인, 이더리움과 같은 블록체인의 경우
이더리움과 같은 블록체인과 비트코인은 보안성과 탈중앙화를 우선시한다.
이들의 합의 알고리즘은 수천개의 노드로 네트워크 보안성을 유지하지만 확장성이 취약하다.
수많은 노드가 트랜잭션을 수신하고 검증하기 때문에, 해당 시스템은 중앙화된 시스템보다 훨씬 느리다.
(2) 블록 가스 한도를 높였을 경우
네트워크는 우수한 보안성과 확장성 을 가지지만 탈중앙화 의 정도가 높지 않다.
주어진 타임프레임 내에서 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있으니, 블록 안에 더 많은 트랜잭션이 포함될 것이고,
그럴 수록 블록 크기가 커지기 때문에!
노드는 네트워크 상에서 트랜잭션들을 다운로드 + 주기적으로 전파해야하는데 이러한 과정은 하드웨어에 부하가 된다.
따라서 블록 가스 한도가 증가하면, 노드가 블록을 검증+저장+전송하는 것이 더욱 어려워진다.
Q. 노드의 블록 처리가 어려워지는 것과 탈중앙화가 무슨 상관?
A. 하나의 노드를 실행하는데 필요한 요구조건이 높아질 수록, 참가자는 더 적어지고, 네트워크는 더욱중앙화된다.
=> 따라서 이더리움이 처리할 수 있는 트랜잭션 수가 늘어나면 노드 부담이 증가해서, 시스템의 온전성을 위협한다.
효과적으로 네트워크를 탈중앙화하기 위해서는 한도가 분명히 정해져야만 한다.
(3) 탈중앙화와 확장성에 초점을 맞춘 블록체인의 경우
속도가 빠름과 동시에 탈중앙적이기 위해서는 해당 체인에서 사용하는 합의 알고리즘이 희생되어야한다. 따라서 보안성이 취약.
| 암호화폐의 3가지 요소 | 확장성 | 탈중앙화 | 보안성 |
|---|---|---|---|
| 1번의 경우 | X | O | O |
| 2번의 경우 & 사기업통제 암호화폐 | O | X | O |
| 3번의 경우 | O | O | X |
이처럼 이더리움은 잠재력과 상당한 한계가 존재한다.
이더리움은 새로운 경제 시스템의 중추가 되고자 하며, 따라서 초당 더 많은 트랜잭션을 처리할 필요가 있다.
그리고 이더리움과 같이 합의 알고리즘을 작업증명(POW)으로 선택한 암호화폐들은 해결해야할 문제가 하나 더 있다. 바로 지나치게 자원 집약적이라는 것.
블록체인에 블록을 추가하기 위해서는 마이닝이 필수적이다.
이러한 방식으로 블록을 생성하기 위해서는, 상당한 전기를 소비하는 엄청나게 빠른 연산을 수행해야한다.
2. 이더리움 2.0 변경사항
전세계적 에너지 고갈 문제가 대두되는 시기에, 이더리움이 새로운 경제 시스템의 중추가 되기 위해서는 반드시 합리적인 경제를 구축해야할 것이다.
따라서 이러한 한계를 해결하기 위해 제시된 업그레이드가 바로 이더리음 2.0, ETH 2.0이다.
컨센시스 CEO 조셉 루빈이 “조만간 이더리움(ETH) 2.0이 출시될 것이다”라고 밝혔다.
그는 최근 열린 글로벌 블록체인 포럼 ‘캠프 이더리얼'(Camp Ethereal)에서,
“개발자들이 이더리움 2.0 네트워크로 전환을 위해 적극 노력하고 있으며 놀랍게도 ETH 1.0, ETH 2.0 네트워크의 병합(the merge)이 진행되고 있다”고 강조했다.
이더리움 2.0 이 출시하면, 네트워크 성능이 엄청나게 향샹될 것이다.
2-1. 목적과 키워드
보안 및 탈중앙화 특성을 해치지 않고
속도, 효율성, 확장성을 개선하는 것.
주목해야할 키워드 !
- 지분증명(POS) 합의 메커니즘 도입
- 사드 체인
- 비콘 체인
2-2. 합의 알고리즘 방식의 변화
합의 알고리즘에 대한 자세한 내용은 블록체인(Block chain) - 합의 알고리즘(Consensus algurithm)에서
기존 이더리움의 합의 알고리즘 방식인 작업 증명(POW)은,
블록체인상에서 블록을 생성하고 검증한 마이너에게 보상을 지급함으로써,
이더리움이 네트워크를 최신 상태로 안전하게 유지하는 방법이다.
매우 단순하고 직선적인 수학 문제를 풀어내서 답을 도출해낸다.
쉽게 말해 블록 생성 방식이 그냥 숫자를 하나하나 넣어보는 수준의 문제를 푸는 것이다.
초창기 비트코인이 이 방식을 쓰면서 초기 알트 코인인 이더리움이나 라이트코인 등도 마찬가지로 POW를 사용했다.
문제는 이 POW는 문제를 풀면 코인을 지급하는 방식이기 때문에, "많은 연산"을 하면 "많은 코인" 을 받을 수 있었고, 결국 대형 채굴장을 가진 일부 업자들에 의해 점점 중앙화되는 단점이 있었다.
그리고 위에서 설명했듯, 작업 증명 방식은 블록체인 규모가 증가하면 더 많은 연산 자원을 필요로 하기 때문에 확장적이지 않다.
그래서 이더리움 2.0에서 적용될 지분증명(POS)은 연산 자원을 "스킨 인 더 게임"으로 대체하여 해결했다.
스킨 인 더 게임(Skin in the game)이란?
회사의 소유주, 임원, 직원들이 회사 주식의 상당 부분을 보유하고 있는 경우를 묘사하는 경제 용어.
기업의 소유주, 임원, 직원 등이 자사주를 상당 수 보유하고 있는 상황은 투자자에게 이를 해당 기업이 향후 성장에 관한 자신감을 보이고 있는 것으로 해석된다.
지분 증명(POS)의 주된 장점은 에너지 효율과 보안이다.
코인을 지속적으로 보유하는 사람에게 보상을 지급하는 방식이기 때문이다.
2-2-1. 지분증명의 에너지 효율은 왜 향상되는가?
지분 증명이라는 말 그대로, 블록 형성과정 참여자들은 자신의 "지분"을 일정량의 해당 코인으로 증명해야한다.
이 증명이란, 네트워크 상에 일정량의 코인을 자신의 지분으로 스테이킹(암호화폐를 일정기간동안 타겟 지갑에 묶어두는 과정) 하는 것을 말한다.
지분의 크기는 다음 블록의 검증자 노드로 선택될 확률을 결정 한다.
그럼 형성자는, 마이닝 풀에서 더 이상 블록들을 마이닝(채굴)하지 않아도 되게 한다.
따라서 빠른 컴퓨터가 필요없고, 에너지 낭비도 없다.
그리고 노드를 운영하는 것은 쉽고 저렴하기 때문에 많은 유저들이 노드를 운영하려 할 것이다.
따라서 시스템 내 임의화된 과정들과 함께 네트워크를 보다 탈중앙화 시킬 것이다.
2-2-2. 지분증명의 보안성은 왜 향상되는가?
지분은 형성자 노드가 잘못된 트랜잭션을 발생시키기 않게 하는 경제적 동기 가 될 것이다.
만약 네트워크가 잘못된 트랜잭션을 발견해낸다면,
형성자 노드는 지분의 일부를 잃게 되며, 향후 형성자로 참여할 수 없게 된다.
따라서 지분이 보상보다 크다면, 구축자는 부정 행위를 시도해 얻을 수 있는 것보다 많은 코인을 잃게 되는 것이다.
또한 보상을 위해 상대적으로 많은 코인을 유통시키지 않아도 되므로, 코인의 가격이 보다 안정적으로 유지될 수 있다.
그리고 이것은 현실로 다가왔다.
최근 이더리움은 테스트넷인 골리(Goerli)에 지분증명(POS)으로의 전환을 완료했고 밝혔다.
8월 11일 코인데스크에 따르면 골리는 이더리움 메인넷 머지(PoS 전환)를 위해 업그레이드를 선행하는 네트워크인 세폴리아, 롭스텐에 이은 마지막 테스트넷이다.
골리의 PoS 전환은 순조롭게 진행된 것으로 전해지며 이에 따라 이더리움 메인넷 머지는 9월 19일(현지시간) 예정대로 진행될 전망이다.
( 참조 기사 : 이더리움 마지막 테스트넷 골리, 지분증명 전환 완료 )
메인넷과 테스트넷에 대한 자세한 설명은 블록체인 용어정리 - 네트워크에서
2-3. 샤드 체인
이더리움 네트워크에 접근하려는 이들은 반드시 노드를 거쳐야 한다.
노드는 전체 네트워크의 사본을 보관 하며, 이는 노드가 이더리움 시작 이래의
"모든 트랜잭션을 다운로드, 연산, 저장, 처리해야 한다" 는 의미와 같다.
기존 이더리움은 블록체인이 하나였기에, 거래량이 많아지면 속도가 느려지는 병목현상이 발생했다.
이로 인해 모든 작업이 느려지는 것이다!
이더리움 2.0에서는 샤딩이 포함되어서, 샤드체인까지 총 64개의 체인이 있다.
따라서 노드에 무겁게 가지고 있던 데이터를 빠르게 검증할 수 있어 빠른 트랜잭션 속도를 향상시킬 수 있다.
10만 TPS(초당 거래량)까지 구현이 가능하다고 한다 !
샤딩이란?
데이터 분할 처리 기술.
블록체인 네트워크의확장성을 개선하기 위한 방법으로,
하나의 거대한 데이터베이스나 네트워크 시스템을 여러 개의 작은 조각으로 나누어 분산 저장하여 관리하는 것.
네트워크를 여러 샤드로 쪼개면서 더 많은 트랜잭션을 처리 할 수 있게 되고, 네트워크가 커짐에 따라확장성이 떨어지는 문제를 개선할 수 있다.
샤딩을 통해 나누어진 블록들의 구간을 "샤드" 라고 한다.
샤드 체인은 다른 모든 블록체인과 동일하지만, 전체 블록체인의 특정 부분만을 포함 하고 있다는 차이점이 있다.
이로 인해 노드는 이더리움 네트워크의 일부 또는 조각(샤드)만을 관리 하게 된다.
이로인해 트랜잭션 처리량과 이더리움 전체의 용량이 증가하는 것.
2-4. 비콘 체인
이더리움 2.0의 첫 단계!
샤드 체인이 손과 발이라면, 비콘 체인은 뇌라고 할 수 있다.
샤드 체인이 병렬적으로 작동하기 때문에, 모든 것이 동기화 상태를 유지 할 수 있게 하는 무언가가 필요하다.
비콘 체인은 병렬로 운영되는 모든 샤드 체인에 합의점을 제공하여 이를 처리합니다.
비콘 체인은 이더리움 2.0의 핵심 역할을 하는 새로운 블록체인이다.
비콘 체인이 없다면 샤드 간 정보 공유 및 확장성 또한 불가능하다.
3. 업계의 반응
커뮤니티의 반응은 정확히 양분된다.
아무것도 모르는 나처럼 와 기술발전 최고👏 지구 절대살려🌎 하고 좋아할 수도 있겠지만,
현재 채굴자로 활동하고 있는 사람들의 반응은 전혀 다르다.
그 중 기존처럼 작업증명(POW)에 필요한 연산을 위해 대량의 채굴기를 준비한 일부 채굴자들은 크게 반발하고 있다.
이제 "채굴" 자체가 필요 없어지면, 그들이 수억을 들여 준비한 값비싼 채굴기들이 무용지물이 되기 때문이다.
중국 채굴자 챈들러 궈(Chandler Guo)는 트위터를 통해 "이더리움 PoW 체인을 하드포크하겠다"는 의견을 남기면서 채굴자들을 중심으로 하드포크 움직임이 일어나고 있다.
이에 비탈릭 부테린 이더리움 창립자는 "이더리움 PoW 하드포크 시 생태계 혼란 야기 될 것"이라는 의견을 남겼다.
ETC 프로토콜 개발을 지원하는 비영리 재단 이더리움 클래식 협동조합(The Ethereum Classic Cooperative)은,
이더리움 PoW 버전 하드포크를 제안한 챈들러 궈(Chandler Guo)에게
"이더리움 PoW 하드포크를 버리고 채굴자는 ETC로 이동해야 한다. 포크의 존재는 혼란만 가중시킬 뿐이고 실패할 것" 이라는 공개 서한을 보냈다.
이런 움직임이 일자, 최근 유가랩스는 "이더리움2.0 NFT만 인정"한다는 입장을 발표했다.
"더머지 업데이트가 9월 중순 완료를 목표로 진행되고 있다"며 "이후 작업증명(PoW) 방식의 이더리움이 하드포크를 통해 갈라져 나온다고 해도 PoS 이더리움 체인 상의 NFT만 인정하려고 한다 "고 말했다.
이더리움 PoW 하드포크 논란에 유가랩스 "이더리움2.0 NFT만 인정"
커뮤니티는 하드포크를 지지하는 편과 그렇지 않은 편으로 양분되고 있다.
유가랩스는 여기서 하드포크를 지지하지 않는 편에 서겠다고 선언한 것이다.
자세한 지지단체와 반대단체는 이더리움 하드포크 논란, 누가 어느 편에 섰나 해당 기사에서 확인할 수 있다.
내가 몰랐고, 못 본 척 해왔던 세계가 이렇게까지 빠르게 미래를 위해서 발전하고 있었다니!
그리고 다들 이렇게 열심히 싸우고 있었다니......
너무너무 설렌다!
역시 도태되지 않으려면 발전해야 하는구나.
이제 슬랙에 올라오는 내용들을 조금씩 이해하기 시작했다.
다른 분들에 비할 수 없이 아주아주 조금이지만.... 🐸
내가 조금이나마 이해했다는 게 너무 신기하다.
실무에서 당장 만나도 당황하지 않게 열심히 해야지.
