Ethereum 사이드체인과 레이어 2, 차이점은 무엇인가

수백만 명의 사용자가 Ethereum 네트워크에 합류하고 개발자들이 매일 Ethereum 애플리케이션을 구축하면서, Ethereum은 트랜잭션 수에 제약을 받고 있습니다. 트랜잭션을 처리하는 Ethereum의 용량, 즉 트랜잭션 처리량은 초당 15건으로 제한되어 있어서 점점 더 비용이 많이 들고 많은 사람들이 사용하기에는 너무 혼잡해지고 있습니다.

Ethereum 네트워크는 메인 체인이며, 여기서 직접 발생하는 모든 트랜잭션은 "온체인"이고, 그 외의 모든 것은 "오프체인"으로 간주됩니다. 사이드체인과 레이어 2 같은 오프체인 솔루션들이 바로 Ethereum의 확장을 도와 트랜잭션 속도를 높이고 네트워크가 처리할 수 있는 트랜잭션 데이터의 양을 늘릴 수 있는 것들입니다. 이 글에서는 사이드체인과 레이어 2 솔루션이 무엇인지, 그리고 이들이 어떻게 확장성에 도움이 되는지 보여드리겠습니다.

사이드체인과 레이어 2는 어떤 문제를 해결하나요?

사이드체인과 레이어 2 Ethereum 솔루션은 Ethereum의 확장을 돕는 문제를 해결합니다. 온체인에서 성능을 확장하려는 시도는 종종 Ethereum의 탈중앙화 또는 확장성 중 하나를 희생하게 만드는데, 이를 확장성 트릴레마(Scalability Trilemma)라고 합니다.

Ethereum 레이어 1의 복잡성을 높이는 것은 플랫폼이 새로운 개선 사항을 지속적으로 논의하고 결정하고 구현하는 데 있어 거버넌스 부담을 가중시키기 때문에 이상적이지 않습니다. 사이드체인과 레이어 2 솔루션은 보안과 탈중앙화를 유지하면서도 모두를 위해 Ethereum을 개선하는 지속적이고 점진적인 혁신을 가능하게 합니다.

사이드체인과 레이어 2 솔루션의 주요 차이점은 무엇인가요?

사이드체인과 Ethereum 레이어 2 솔루션의 주요 차이점은, 레이어 2가 메인 Ethereum 네트워크의 보안을 상속받는 반면, 사이드체인은 자체 보안에 의존한다는 것입니다.

Ethereum 사이드체인이란 무엇인가요?

Ethereum 사이드체인은 Ethereum 메인 체인과 병렬로 실행되는 별도의 블록체인 네트워크입니다. 사이드체인은 양방향 페그 시스템을 통해 메인 체인과 연결되어 체인 간에 자산을 교환할 수 있게 합니다.

사이드체인에는 두 가지 기본 유형이 있는데, 하나의 체인이 다른 체인에 종속된 경우와 서로 독립적인 경우입니다.

한 체인이 Ethereum 같은 다른 체인에 종속된 경우, 이를 부모 체인의 자식 체인이라고 할 수 있습니다. 일반적으로 자식 체인은 자체 자산을 생성하지 않으며 부모 체인으로부터의 전송을 통해 모든 자산을 얻습니다.

사이드체인은 특정 유형의 트랜잭션을 위해 설계된 경우가 많은 자체 합의 프로토콜을 가지고 있어 더 빠르고 저렴할 수 있습니다. 하지만 이는 일반적으로 Ethereum의 보안 속성을 상속받지 못한다는 것을 의미하며, 사이드체인을 사용할 때는 자금에 대한 소유권을 잃고 오직 사이드체인의 보안, 즉 자체 합의 프로토콜에 참여하는 노드들에만 의존하게 됩니다.

사이드체인은 메인 체인의 혼잡을 줄여 모두를 위한 비용을 낮추고 Ethereum 생태계의 사용성과 확장성을 높입니다. 개발자들은 또한 사이드체인을 사용하여 메인 체인에서는 사용할 수 없는 새로운 기능과 사용 사례를 탐색하고 테스트할 수 있습니다.

인기 있는 사이드체인으로는 Polygon PoS, Skale, Rootstock이 있습니다. Ethereum 2.0에는 최근 출시된 Beacon Chain에 연결된 샤드 체인이라는 자체 사이드체인 변형이 있으며, 이는 궁극적으로 지분 증명(PoS) 기반 Ethereum의 메인 체인이 되는 것을 목표로 합니다.

사이드체인은 어떻게 작동하나요?

사이드체인은 양방향 페그 시스템이나 브릿지를 통해 메인 체인과 연결되어 작동합니다. 메인 체인에서 Ethereum을 락박스 역할을 하는 종료 주소로 보내면 다른 곳에서 사용할 수 없게 됩니다.

이 트랜잭션이 완료되고 추가 보안을 위한 "경합 기간"이 지나면 "간이 지불 검증"(Simple Payment Verification, SPV)이라는 영수증이 제공됩니다. 이는 스마트 계약을 통해 사이드체인의 락박스에서 동일한 가치를 방출하도록 트리거합니다. 사이드체인에서 메인 체인으로 다시 "전송"할 때는 정확히 동일한 과정이 반대로 일어납니다.

사이드체인 개발 방법은?

사이드체인은 Ethereum의 연산 엔진인 Ethereum Virtual Machine (EVM)을 기반으로 하며, 이 Ethereum Virtual Machine과의 호환성 덕분에 개발자들은 사이드체인에서 애플리케이션을 사용하고자 할 때 어떠한 변경도 할 필요가 없습니다. 모두 동일한 Solidity 소프트웨어 계층을 공유하고 동일한 Web3 API를 통해 접근할 수 있기 때문에 단순히 동일한 코드를 배포하기만 하면 됩니다!

레이어 2 프로토콜이란 무엇인가요?

레이어 2 프로토콜은 Ethereum 체인 내부에 존재하지만 보조 프레임워크를 통해 더 큰 확장성을 달성할 수 있는 체인입니다. 이는 대부분의 활동을 두 번째 레이어를 통해 처리함으로써 메인 레이어의 혼잡을 줄입니다. 사이드체인과 달리 레이어 2는 일반적으로 메인 체인의 보안 속성을 상속받습니다.

레이어 1은 기본 블록체인입니다. Ethereum은 다양한 레이어 2 블록체인이 구축되는 기본 토대이기 때문에 레이어 1 블록체인입니다. 간단히 말해, 레이어 2는 트랜잭션 묶음을 압축하여 메인 Ethereum 네트워크에 제출합니다.

레이어 2 확장 솔루션이란 무엇인가요?

레이어 2 확장 솔루션에는 채널, Rollups, 플라즈마가 있습니다. 각각의 개별 솔루션에 대해 살펴보겠습니다.

1. 상태 채널

상태 채널을 사용하면 사용자들은 서로 직접 오프체인에서 거래하고 온체인 트랜잭션은 가장 중요한 정보로만 줄입니다. 구체적으로, 블록체인의 일부가 스마트 계약을 통해 잠겨서 트랜잭션에 참여하는 당사자들이 업데이트하기 전에 완전히 동의해야 합니다.

참여자들은 블록체인에 제출할 수 있는 트랜잭션을 생성하고 서명함으로써 서로 간에 상태를 업데이트합니다. 채널 사용을 중단하고 싶으면 종료하고 마지막 상태 업데이트를 메인 체인에 제출하면 상태가 다시 잠금 해제됩니다.

2. Rollups

Rollup은 메인 Ethereum 블록체인 외부에서 트랜잭션 실행을 수행한 다음 여러 트랜잭션을 묶어서 메인 Ethereum 네트워크로 다시 보냅니다. Rollups는 트랜잭션을 처리하지 않고도 Ethereum이 그 정확성을 검증할 수 있도록 증명에 의존합니다.

Rollups의 두 가지 유형은 무엇인가요?

일반적으로 두 가지 유형의 Rollups가 있는데, 영지식(ZK) Rollups와 Optimistic Rollups입니다.

1. 영지식 Rollups (ZK rollups)

**영지식 Rollups (ZK rollups)**는 유효성 증명을 사용합니다. 모든 트랜잭션 묶음에는 메인 Ethereum 레이어의 계약에 의해 검증되는 SNARK(Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge)라는 암호학적 증명이 포함됩니다.

메인 체인에는 부피가 큰 트랜잭션 데이터가 아닌 유효성 증명만 저장하면 되기 때문에, 이 오프체인 연산은 많은 처리 시간과 연산력을 절약하여 영지식 Rollups를 더 빠르고 훨씬 더 효율적으로 만듭니다.

2. Optimistic Rollups

Optimistic Rollups는 부정 증명(fraud proof)을 사용합니다. 이름에서 알 수 있듯이, 이는 모든 트랜잭션이 유효하다고 낙관적으로 가정하고 초기 증명 없이 묶음을 제출합니다. 다른 사람들이 묶음의 데이터가 사기임을 감지하고 증명할 수 있는 챌린지 기간이 있습니다.

만약 묶음이 사기로 판명되면, Optimistic rollups는 부정 증명을 실행하고 메인 Ethereum 체인에서 사용 가능한 데이터를 사용하여 올바른 트랜잭션 계산을 수행합니다. 참여자들이 자신의 행동에 따라 보상받거나 삭감되는 ETH를 스테이킹하도록 요구함으로써 좋은 행동을 유도합니다.

Optimism과 같은 회사들은 더 높은 처리량, 더 낮은 지연 시간, 더 낮은 가스 요금을 제공하여 Ethereum의 확장을 돕습니다. 이 글을 쓰는 시점 기준으로, Optimism의 가스 요금은 Ethereum보다 최대 10배 저렴합니다!

3. 플라즈마

플라즈마를 Ethereum의 네이티브 사이드체인이라고 생각하시면 됩니다. 스마트 계약과 머클 트리의 조합을 사용하여 무제한으로 분기되는 자식 체인을 생성합니다. 이러한 자식 체인은 자체 합의 메커니즘을 가진 Ethereum 메인 체인의 더 작은 사본입니다.

연산과 트랜잭션 데이터에 필요한 대역폭은 부모 체인에서 오프로드되지만 정기적인 간격으로 루트 체인에 게시됩니다. 각 자식 체인은 누구나 그 유효성에 이의를 제기할 수 있는 기간을 가진, Rollups와 유사한 부정 증명 시스템에 보안을 의존합니다.

다른 사이드체인과의 주요 차이점은 각 플라즈마 체인 블록의 "루트"가 Ethereum에 게시된다는 것으로, 이는 메인 체인의 보안을 상속받는다는 것을 의미합니다.

Polygon과 같은 회사들은 개발자와 최종 사용자 모두에게 훨씬 더 낮은 가스 요금으로 더 빠른 트랜잭션을 제공합니다. 이러한 명확한 이점들은 플라즈마 위에 구축하는 것을 매우 매력적으로 만들며, 이들이 폭발적인 성장을 보인 이유를 쉽게 알 수 있습니다.

Alchemy는 어떤 사이드체인과 레이어 2를 지원하나요?

무료 Alchemy 개발자 계정을 만들어 Ethereum이나 다음 사이드체인 및 Ethereum 레이어 2에서 구축을 시작하세요:

• Polygon (사이드체인)
• Arbitrum (레이어 2)
• Optimism (레이어 2)
• Starknet (레이어 2)

사이드체인과 레이어 2(채널, optimistic rollup, zk rollup, 플라즈마) 같은 확장 솔루션의 구현이 대규모로 채택되면 Ethereum 메인넷의 부담을 줄여주며, 이를 통해 더 많은 사용자가 느린 트랜잭션 시간을 단축하고 높은 트랜잭션 수수료를 낮추면서도 (레이어 2 솔루션의 경우) 동일한 보안 보장과 Ethereum에서 잘 알려진 탈중앙화 앱들을 그대로 유지할 수 있습니다.