레이어 2란 무엇이며 왜 중요한가요?

간단한 비유를 들어 설명하자면, 업무량이 방대한 대기업을 상상해 보세요. 이 회사는 업무량 중 일부를 처리하기 위해 자회사를 설립합니다. 모회사는 레이어 1을 대표하고 자회사는 레이어 2를 대표합니다. 이렇게 하면 모회사의 부담이 줄어듭니다.

먼저 레이어 1이 무엇인지 정의해야 합니다: 레이어 1 네트워크는 블록체인의 기초 레이어 또는 최하위 레이어 인프라입니다. 메인넷 또는 ‘레이어 1’이라고도 하며, 이더리움, 비트코인, 솔라나 등의 예에서 볼 수 있듯이 생태계의 핵심 규칙을 정의할 뿐만 아니라 트랜잭션을 검증하고 마무리합니다.

레이어 1 블록체인은 일반적으로 건전한 네트워크의 핵심 원칙인 탈중앙화와 보안에 중점을 두고 시작하며, 소수의 예외를 제외하고는 다양한 글로벌 개발자 및 참여자(검증자 등)로 구성된 네트워크에 의해 유지됩니다.

참조: 블록체인 기술이란 무엇인가요?

이러한 플랫폼은 중앙 권한이나 감독이 없기 때문에 사기 및 공격으로부터 사용자를 보호하기 위해 기술 자체에 내재된 보안을 요구합니다. 이러한 설계 우선순위 때문에 완전한 기능을 갖춘 생태계를 유지하는 데 필요한 상당한 리소스는 말할 것도 없고 확장성이 부족한 경우가 많습니다.

일부 개발자는 보안, 탈중앙화, 확장성의 균형을 맞출 수 없다는 점을 기술의 불가피한 결함(블록체인 트릴레마)으로 보고 있지만, 이더리움의 롤업과 비트코인의 라이트닝 네트워크 같은 레이어 2 솔루션은 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 해결책입니다.

레이어 2란 무엇인가요?

레이어 2는 확장성과 데이터 감소를 통해 병목 현상을 완화하는 레이어 1(독립 블록체인) 위에 구축된 일련의 오프체인 솔루션을 말합니다. 모든 주문을 처음부터 끝까지 한 사람이 처리하고 확인 및 배달까지 완료해야 한다면, 시간당 몇 건의 주문만 완료되는 느린 프로세스가 될 것입니다. 하지만 레이어 2는 청소와 칼질, 요리, 접시 조립 등 준비 스테이션과 같은 역할을 하므로 작업에 집중하고 보다 효율적으로 완료할 수 있습니다. 시간이 되면 최종 직원이 조립된 각 요리를 주문과 일치시키고 최종 목적지(고객)로 보내기 전에 확인할 수 있습니다.

Visa와 같은 결제 플랫폼도 비슷한 시스템을 사용합니다. Visa는 공급업체로부터 매일 수천 건의 소액 거래를 개별적으로 처리하여 몇 분 안에 네트워크를 막는 대신 일괄 처리하여 은행 시스템에서 주기적으로 정산합니다. 그런 다음 은행은 내부에 해당하는 결제 계층을 통해 거래를 분류하고 저장합니다. 이 시나리오에서 Visa는 레이어 2와 거래 기록을 저장하고 금융 산업의 규칙을 정의하는 기관 및 정부 네트워크의 광범위한 네트워크 역할을 모두 수행하며, 레이어 1에서 금융 산업의 규칙을 정의합니다.

이더리움은 또한 메인넷에서 트랜잭션 관리의 부담을 덜어주는 낙관적 롤업과 영지식(ZK) 롤업과 같은 기능을 통해 유사한 방법을 활용하여 트랜잭션 포용성과 처리량(초당 트랜잭션 수 증가)을 향상시킵니다. 이 모든 것이 보다 원활하고 실용적인 사용자 경험을 제공합니다. 이더리움 레이어 2 솔루션의 예로는 Arbitrum, Optimism, Loopring, zkSync 등이 있습니다.

레이어 2에 대한 수요

블록체인 기술은 2008년에 등장했습니다. 그 이후로 수천 명의 연구자와 개발자들이 블록체인의 확장성 병목 현상을 해결하여 증가하는 애플리케이션의 수요를 충족하기 위해 노력해 왔습니다. 이러한 병목 현상은 높은 거래 비용과 느린 실행 속도로 이어져 블록체인 기술이 주류로 채택되는 데 걸림돌이 되어 왔습니다.

레이어 2는 블록체인의 확장성 한계가 블록체인이 수행해야 하는 과도한 작업 때문이라고 주장하는 신흥 기술입니다. 현재 블록체인의 핵심 기능은 세 가지입니다:

• 트랜잭션 실행: 트랜잭션 처리 및 완료. 이 측정값은 블록체인이 초당 완료할 수 있는 계산 횟수(트랜잭션 수 포함)입니다.
• 데이터 가용성: 네트워크의 노드와 검증자는 트랜잭션, 상태 및 기타 데이터를 저장해야 합니다. 측정 기준은 MB 및 GB와 같은 표준 저장 단위입니다.
• 합의: 노드와 검증자는 네트워크 상태와 트랜잭션 순서에 대한 합의에 도달해야 합니다. 이는 탈중앙화 수준과 최종성 속도, 즉 모든 노드가 상태 변경에 동의하는 데 필요한 시간을 측정합니다.

레이어 2가 중요한 이유는 무엇인가요?

탈중앙화와 보안은 이더리움의 레이어 1 또는 메인넷의 특징이지만, 수년간의 시장 채택으로 인해 네트워크는 현재 하루 150만 건 이상의 트랜잭션을 처리할 수 있는 규모로 성장했습니다. 또한, 초당 약 15개의 트랜잭션을 처리하는 메인넷의 한계로 인해 네트워크 활동이 많은 기간에는 종종 데이터 정체가 발생합니다. 이는 결과적으로 가스(거래 수수료) 상승과 애플리케이션 성능 저하로 이어지며, 현재 약세장에서는 이러한 현상이 뚜렷하게 나타나지 않을 수 있지만 항상 약세장에 머물러 있지는 않을 것임은 분명합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 레이어 2는 이더리움을 레이어 1 네트워크 위에 별도의 블록체인으로 확장합니다. 앞서 언급했듯이, 강력한 탈중앙화 보안 모델을 갖춘 이더리움의 스마트 콘트랙트를 통해 통신하며, 메인넷의 과중한 트랜잭션 부담을 완화하는 데 도움을 줍니다. 기본적으로 레이어 1이 보안, 데이터 가용성, 탈중앙화를 처리하는 반면, 레이어 2는 트랜잭션 관련 확장성을 처리합니다.

대부분의 경우 레이어 1 블록체인의 경우:

• 네트워크 보호 및 검증을 위한 노드 네트워크
• 블록 생성 네트워크
• 주요 블록체인 및 거래 데이터
• 관련 합의 메커니즘

레이어 2와의 차이점은 다음과 같습니다:

• 비용 절감: 레이어 2는 여러 개의 오프체인 트랜잭션을 하나의 레이어 1 트랜잭션으로 묶어 데이터 부하를 줄입니다. 또한 메인넷에서 트랜잭션을 정산하여 보안과 탈중앙화를 유지합니다.
• 실용성: 레이어 2 프로젝트는 초당 트랜잭션 수 증가와 낮은 수수료의 이점을 결합하여 사용자 경험을 개선하고 애플리케이션 범위를 확장하는 데 집중할 수 있습니다.

대부분의 확장성 문제는 탈중앙화와 관련이 있습니다. 폐쇄적이고 효율적인 결제 규제 접근 방식을 가진 기존 은행과 달리 블록체인의 거래 및 데이터 관리는 보안과 투명성을 유지하면서 수천 명의 참여자가 있는 네트워크에서 승인, 검증, 배포와 같은 일련의 체계적인 단계를 거쳐야 합니다.

레이어 2는 어떻게 작동하나요?

레이어 2 프로토콜은 레이어 1과 별도로 트랜잭션이 발생할 수 있는 두 번째 프레임워크를 제공합니다. 이는 메인 체인에서 수행되는 상당한 양의 작업을 레이어 2로 옮길 수 있음을 의미합니다. 그런 다음 레이어 2 애플리케이션은 트랜잭션 데이터를 레이어 1에 게시하고 블록체인 장부와 기록 내에서 보호받습니다.

다른 개방형 또는 폐쇄형 플랫폼과 마찬가지로 레이어 2에 대한 접근성 또한 다양합니다. 다양한 애플리케이션에서 사용할 수 있는 것도 있고, 특정 프로젝트의 필요에 따라 사용할 수 있는 것도 있습니다. 하지만 레이어 2에서 활용되는 몇 가지 주요 구성 요소에는 롤업과 사이드체인이 포함됩니다.

레이어 2 롤업(롤업)

롤업은 특정 유형의 레이어 2 솔루션으로, 수백 개의 트랜잭션을 오프체인에서 실행하여 하나의 압축된 데이터로 압축한 후 메인넷에 다시 게시하여 누구나 검토하고 의심스럽다고 판단되는 경우 이의를 제기할 수 있도록 합니다. 이를 통해 롤업은 이더리움의 보안을 활용할 뿐만 아니라 가스비를 최대 10~100배까지 절감할 수 있습니다.

롤업은 입금, 출금, 증명 검증에 도움이 되지만, 데이터를 레이어 1에 다시 게시하는 옵티미즘과 ZK 롤업과 같이 롤업의 작동 방식에는 미묘한 차이가 있습니다.

낙관적 롤업

낙관적 롤업은 모든 트랜잭션을 이더리움 메인체인과 병렬로 실행한 다음 데이터를 레이어 1에 다시 게시합니다. 사용자는 경쟁력 있는 낮은 수수료로 인해 이러한 레이어 2에서 거래하도록 인센티브를 받습니다. 사기 거래가 의심되는 경우, 사기 증명을 통해 이의를 제기하고 평가할 수 있습니다. 이 시나리오에서 롤업은 사용 가능한 상태 데이터로 트랜잭션 계산을 수행합니다. ZK 롤업(아래 설명)과 비교했을 때, 이는 레이어 1로 자금을 롤오프하고 인출하는 종료 시간이 약간 더 길다는 것을 의미합니다. 하지만 ‘내부’ 롤업 사용자는 여전히 빠른 트랜잭션 확인을 받을 수 있습니다.

일반적으로 옵티미스틱 롤업은 이더리움 가상머신(EVM) 및 솔리디티와 호환되므로 이더리움 레이어 1에서 가능한 모든 것이 레이어 2에서 복제될 수 있습니다.

옵티미스틱 롤업의 예로는 Arbitrum, Optimism, Boba 등이 있습니다.

사이드체인

사이드체인은 xDai와 Polygon PoS와 같은 프로젝트에서 병렬로 실행되고 브리지를 통해 메인넷과 상호작용하는 독립적인 EVM 호환 블록체인을 말합니다. 별도의 합의 메커니즘을 사용하고 레이어 1에 의해 보호되지 않으므로 기술적으로 레이어 2로 간주되지 않습니다. 그러나 이더리움은 EVM을 모델로 하기 때문에 이더리움과 유사하게 작동합니다. 즉, 사용자가 사이드체인을 신뢰하기 때문에 운영자는 더 큰 위험을 감수해야 합니다.

이더리움 프로토콜(또는 적절한 레이어 2)이 아닌 그들의 자금을 사용합니다. 참고: (폴리곤은 M&A를 통해 여러 차례 인수를 완료했기 때문에 “사이드체인”이라는 용어가 더 이상 정확하지 않을 수 있습니다.)

밸리듐

스탁웨어와 같은 밸리디움은 유효성 증명(ZK 롤업과 유사)을 사용하지만 레이어 1에 데이터를 저장하지 않습니다. 여러 유효성 체인을 병렬로 실행할 수 있으며, 각 체인은 초당 약 10,000개의 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 그러나 보다 전문적인 언어가 필요하기 때문에 일반적인 스마트 컨트랙트에 대한 지원은 제한적입니다.

사이드체인과 밸리디움은 이더리움과 병렬로 실행되며, 메인넷에 연결된 브리지를 통해 자산과 상호작용하는 블록체인입니다. 이더리움 자체에서 보안이나 데이터를 파생하지 않으므로 옵티미스틱이나 ZK 롤업과 같은 적절한 레이어 2로 간주되지 않습니다. 잠재적인 보안과 신뢰의 영향을 고려할 때 특히 그렇습니다. 그러나 두 가지 모두 낮은 트랜잭션 수수료와 높은 처리량을 제공함으로써 레이어 2와 유사한 확장성을 확장합니다.

ZK 롤업

낙관적 롤업과 비교했을 때, ZK 롤업은 트랜잭션의 진위를 확인하기 위해 암호학적 증명을 생성합니다. 이러한 증명(레이어 1에 게시됨)을 유효성 증명 또는 SNARK(간결한 비대화형 지식 인수) 또는 STARK(확장 가능한 투명한 지식 인수)라고 합니다.

ZK 롤업은 레이어 2에서 모든 전송 상태를 유지하며 유효성 증명을 통해서만 업데이트되므로 더 효율적입니다. ZK 롤업은 전체 트랜잭션 데이터가 필요하지 않으므로 블록을 검증하고 이더리움의 기본 토큰인 이더(ETH)를 레이어 1로 옮기는 것이 더 쉽습니다. ZK 롤업 콘트랙트에서 허용하는 유효성 증명은 이미 트랜잭션의 진위를 검증했습니다. 즉, 온체인 활동이 적은 애플리케이션을 위해 더 집중적으로 계산을 실행하며 완전한 EVM을 지원하지 않습니다.

zkSync와 Starkware는 모두 zk 방지 솔루션을 사용하지만 차이점이 있습니다:

• 스타크넷은 기술적으로는 ZK롤업(온체인 데이터 가용성)이지만, 본질적으로는 발리디움입니다. 현재 카이로 가상 머신의 아키텍처는 L1을 통한 임의의 트랜잭션 실행을 허용하지 않습니다.
• 밸리디움의 메커니즘은 zk롤업과 유사하지만, 한 가지 차이점은 zk롤업의 데이터 가용성은 온체인인 반면, 밸리디움은 오프체인으로 유지한다는 점입니다. 이를 통해 밸리디움은 더 높은 처리량을 달성할 수 있지만, 이러한 중앙화된 부분에는 대가가 따릅니다: 밸리디움 운영자는 사용자의 자금을 동결할 수 있습니다. 반면 zkSync는 완전히 탈중앙화되어 있습니다.

레이어 2가 왜 이렇게 많은가요?

주요 레이어 2(옵티미스틱 롤업, ZK 롤업, 사이드체인)를 다루었지만, 플라즈마 및 스테이트 채널과 같은 일부 애플리케이션이 결국 포기되는 등 생태계는 끊임없이 진화하고 있습니다.

추가 레이어 2 리소스 및 고려 사항

이러한 레이어 2는 아직 초기 단계이므로, 메인넷에서 거래하는 것과 비교했을 때 여전히 위험과 다양한 수준의 잘못된 신뢰 가정이 존재합니다. 또한 주목할 점은 메인넷 계층의 보안을 활용하면서도 사기 증명 기능이 활성화된 경우에만 레이어 2가 진정으로 안전하다는 점인데, 이 글을 쓰는 시점에서는 아직 이 기능이 활성화되지 않았습니다.

블록체인 브리지(사람들이 자산을 레이어 2로 이동하는 데 사용할 수 있는)도 개발 초기 단계에 있으며 높은 위험을 수반합니다. 이 모든 점을 고려할 때, 레이어 2에 참여하기 전에 L2BEAT와 같은 리소스를 통해 철저한 실사를 수행하는 것이 좋습니다.