트릴레마란?
블록체인 트릴레마란 블록체인 네트워크는 현실적으로 확장성, 보안성, 탈중앙성 이 3가지 요소 중 2가지 요소만 만족할 수 있는 것을 뜻한다.
그렇다면 이 트릴레마는 반드시 극복이 불가능한 것인가?
물론 완전히 해결하기는 어렵지만 블록체인 산업군에서는 레이어1, 레이어2 솔루션으로 분류되는 다양한 도전을 하고 있다.
교통 체증으로 비유하자면 레이어1 솔루션은 도로를 넓혀 차선을 추가하는 방법이다. 체인 상에서 솔루션을 제공하는 것이다. 레이어2 솔루션은 추가 도로를 건설하거나 다른 교통수단을 추가하는 방법이다. 체인 외부에서 해결책을 찾는 것이다.
Layer-1 Solution
레이어1은 블록체인 네트워크 그 자체를 의미한다.
따라서 레이어1 솔루션은 기존의 블록체인의 규칙 또는 메커니즘을 직접적으로 개선하는 것을 의미한다.
합의 알고리즘 개선
비트코인과 이더리움 같은 네트워크들은 분산된 합의 알고리즘을 활용한다.
트랜잭션을 처리하기 위해 여러 노드의 검증이 필요한다.
이런 과정은 안전하지만 속도가 느려서 많은 수요를 감당할 수 없다.
대표적인 합의 알고리즘 개선은 이더리움의 PoW -> PoS로의 변경이다. 작업증명에서 지분증명으로 변경하여 이더리움 네트워크의 용량을 극적이고 근본적으로 증가시키는 동시에 탈중앙화를 높이고 보안을 보장하는 효과가 있었다.
샤딩(Sharding)
샤딩은 트랜잭션을 샤드(Shard:조각)이라고 하는 더 작은 데이터 세트로 나눈다.
이러한 샤드는 네트워크에서 동시에 병렬로 처리되며 동시에 수많은 트랜잭션에 대한 순차적 작업이 가능하다.
각 네트워크 노드가 제네시스의 모든 블록 사본을 보유하도록 하는 대신, 서로 다른 노드에 의해 분할되고 유지될 수 있게 하며 각 노드는 그 자체로 일관성을 유지한다.
샤드는 메인 체인에 증거를 제공하고 교차 샤드 통신 프로토콜을 사용하여 주소, 잔약 및 일반 상태를 공유하기 위해 상호 작용한다.
Layer-2 Solution
레이어2는 다른 블록체인 위에 구축된 네트워크를 의미한다.
ex)비트코인: 레이어1 블록체인, 라이트닝 네트워크: 레이어2 솔루션
롤업(Roll up)
롤업은 레이어1 외부에서 트랜잭션을 실행하지만, 레이어1에 트랜잭션 데이터를 저장하는 방식이다. 이는 레이어1 블록체인의 보안성은 건드리지 않고 확장성을 강화할 수 있다는 강점이 있다.
롤업 기술은 대표적으로 2가지가 존재한다.
1. 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup) : 애플리케이션이 바로 상호 작용할 수 있게 해 주어 누구나 레이어1 클론에 연결 가능합니다.
2. ZK롤업(Zero Knowledge Rollup,영지식 롤업): 자체 환경에서 독립적으로 존재하기 때문에 사용자들이 자체 롤업으로 애플리케이션에 연결해야 합니다.
이 두가지 방식은 추후에 더욱 자세히 다루도록 하겠습니다.
중첩 블록체인
중첩 블록체인은 메인 블록체인을 활용하여 더 넓은 네트워크에 대한 매개변수를 설정하고 실행은 보조 체인의 상호 연결된 웹에서 수행되는 분산형 네트워크 인프라이다.
여러 블록체인 레벨이 이 메인 체인에 구축되며 이러한 레벨은 부모-자식 연결을 사용한다.
부모체인의 대리자는 자식 체인의 작업 결과를 다시 부모에게 보내는 작업을 수행한다. 기본 블록체인은 분쟁 해결이 필요한 경우가 아니면 네트워크 기능에 참여하지 않는다.
대표적인 예로 OMG Plasma가 존재한다.
https://docs.omg.network/smart-contracts/plasma-proposition
상태 채널
상태 채널은 두 사용자 간의 커뮤니케이션을 위한 양방향 채널이다. 전체 트랝개션 용량과 속도를 개선하기 위해 다양한 메커니즘을 사용하여 블록체인과 오프체인 트랜잭션 채널 간의 양방향 통신을 용이하게 한다.
상태 채널에는 트랜잭션을 검증하는 채굴 노드가 개입하지 않고 상태 채널을 열어서 참가자 간의 오프체인 수행 후 최종 결과만 메인체인에 저장하는 형식이다.
다시 말해, 트랜잭션은 오프체인에서 실행 후 결과 값만 메인체인에 저장한다.
대표적인 예로 비트코인 라이트닝 네트워크, 이더리움의 라이덴등이 상태 채널이다. 상태 채널은 확장성을 위해 어느정도의 탈중앙화를 희생한다.
사이드 체인
사이드 체인은 기존 블록체인의 확장성을 해결하기 위해 만들어진 체인이다. 말 그대로, 기존 블록체인 옆에서 대신 트랜잭션을 처리하는 역할을 한다.
확장성 문제로 메인넷에서는 토큰 전송에 대한 수수료가 상당히 비싼 경우가 많다. 하지만 사이드 체인을 이용하면 이러한 문제를 어느정도 해결할 수 있다.
메인넷에 보유하고 있는 토큰을 사이드 체인으로 전송하면 메인넷에서 보유중인 토큰은 사용불가하게 잠긴다. 보낸 토큰 수량만큼 사이드 체인의 계좌로 토큰을 수령한다. 그리고 사이드 체인에서 토큰 거래를 진행하게 되면 더 빠른 속도와 저렴한 수수료로 거래가 가능하다. 만약 사이드 체인에서 보유중인 토큰을 메인 체인으로 올리고 싶다면 메인체인에 있는 사이드 체인의 input주소로 요청을 보내면 된다.
이렇게 다양한 솔루션이 존재하지만 아직까지는 트릴레마를 완전히 해결한 체인은 나오지 않았다. 따라서 자신이 구현하고자 하는 서비스에 맞는 솔루션을 찾아서 적용하는 것이 중요할 것 이다. 그리고 각 솔루션에 대해 조금 더 심도있게 공부할 필요가 있어보인다.
