블록체인에서 속도와 분산화가 공존할 수 있을까?

 

블록체인 기술은 분산화를 기반으로 합니다. 즉, 의사 결정과 관리가 한 곳에 집중되는 대신 여러 기관에 분산됩니다. 이 글에서는 분산화의 역사와 블록체인 네트워크의 현재 상태를 살펴보겠습니다.

 

탈중앙화 운동: 사이퍼펑크
 

"사이퍼펑크"라는 용어는 1980년 작가 브루스 베스케가 처음 사용했습니다. 사이퍼펑크는 강력한 암호화와 프라이버시 강화 기술이 사회 및 정치적 변화를 가져올 방법이라고 믿는 사람입니다. 그들은 정부와 경찰의 검열과 감시에 반대합니다. 

 

1993년 에릭 휴즈는 CypherPunk 선언문을 썼는데 , 여기서 더 강한 권위가 약한 사람에게 프라이버시를 주면 더 이상 침해할 수 없는 권리가 아니라고 명시했습니다. 다시 빼앗을 수 있는 것이 됩니다. 이것이 Cypherpunk 운동이 국가의 간섭이 없는 익명의 분산화된 통화 시스템을 사용하는 것을 강력히 주장한 이유입니다.

 

“비잔틴 장군들의 문제” 해결
 

B-Money, Bit Gold, Hashcash와 같은 디지털 통화는 비트코인보다 먼저 존재했습니다. 그러나 이러한 프로젝트는 분산형 시스템에서 필수적인 문제를 해결하지 못했고, 따라서 충분한 추진력을 얻지 못했습니다. 문제는 수많은 네트워크 노드가 악의적이거나 최적이 아닌 성능을 발휘하더라도 시스템이 정확하게 기능하도록 보장하는 방법입니다. 이 문제는 "비잔틴 장군 문제"로 알려져 있습니다.

 

 

군대가 매우 잘 방어된 적의 성을 포위했습니다. 이를 무너뜨리려면 군대가 공격을 조정해야 합니다. 그러나 일부 장군은 부패하여 공격 대신 후퇴를 계획하여 성이 군대를 물리치도록 합니다. 그렇다면 군대는 이러한 악의적인 요소에도 불구하고 어떻게 성공을 보장할 수 있을까요? 이 상황을 비잔틴 장군 문제라고 합니다. 

 

분산형 통화 네트워크에서 이 문제를 해결하지 못하면 "이중 지출"이 발생할 수 있습니다. 이는 디지털 현금 시스템에 결함이 있어 동일한 토큰을 두 번 이상 사용할 수 있는 경우를 말합니다. 

 

작업 증명과 분산화로 가는 길
 

비트코인에서 이 문제를 해결하기 위해 사토시 나카모토는 영국의 암호학자 애덤 백이 처음 제시한 솔루션인 작업 증명(Proof-of-Work)을 구현했습니다. 이 알고리즘의 주요 아이디어는 참여자가 시스템의 이익에 반하는 행동을 선택하면 가치 있는 것(전기)을 잃어야 한다는 것입니다. 

 

채굴은 PoW에 사용되는 용어입니다. 적절한 채굴 장비가 있거나 풀에 속한 사람은 누구나 채굴자가 될 수 있습니다. 이러한 채굴자는 컴퓨팅 리소스를 사용하여 계산 퍼즐을 지속적으로 풉니다. 

 

광부가 퍼즐을 성공적으로 풀면, 그들은 블록체인에 블록을 추가할 수 있습니다. 이러한 퍼즐을 푸는 데는 많은 노력과 리소스가 필요합니다. 따라서 광부가 악의적이고 블록을 채굴하고 체인을 포크하고 싶어한다면, 그들은 많은 리소스를 낭비해야 할 것이고, 해시레이트에 따라 그들에게는 너무 비쌀 것입니다. 

 

따라서 PoW 합의 메커니즘은 참여자들의 선의에 의존하지 않고 분산형 시스템이 분산된 방식으로 작동하도록 보장합니다.

 

PoW의 단점
 

블록체인 기술의 세계에서 작업 증명(PoW)은 매우 안전하고 현장에서 테스트되었기 때문에 가장 널리 사용되는 합의 알고리즘입니다. 그러나 거래 목적이라는 점에서 고유한 단점이 있습니다. 속도보다 보안을 우선시합니다. 

 

이는 소규모 네트워크에서는 수용 가능하지만 글로벌 통화 시스템에는 충분하지 않습니다. 비트코인은 초당 7~10개의 거래만 처리할 수 있으며 이는 글로벌 경제 시스템에 충분하지 않습니다.

 

2017년 ICO 열풍 동안 확장성이 인기 있는 주제가 되었습니다. 블록체인을 중앙 집중화하여 속도를 우선시하는 많은 프로젝트가 생겨났습니다. 이러한 프로젝트에서 사용하는 합의 알고리즘은 전체 네트워크가 참여하는 대신 투표 프로세스를 담당할 특정 대의원이나 리더를 선택하는 것을 포함합니다. 

 

이 접근 방식은 합의에 참여하는 노드가 적었기 때문에 기존의 작업 증명 합의보다 훨씬 빨랐습니다. 그러나 이 접근 방식은 상당한 중앙 집중화 문제를 제기했습니다.

 

속도 또는 분산화?
 

일부 결제 네트워크는 수천 건의 거래를 매우 빠르게 처리할 수 있지만, 이는 종종 분산화 수준을 낮추는 대가를 치릅니다. 네트워크가 분산화보다 속도를 우선시하는 경우, 완전히 분산화된 결제 시스템으로 간주되지 않을 수 있습니다. 예를 들어, XRP 네트워크는 매우 빠르지만 매우 중앙 집중화되어 있습니다.

 

Qtum, Ethereum, Bitcoin과 같은 소수의 프로토콜만이 완전히 분산화된 상태로 남아 있습니다. Qtum은 하드 포크 없이도 블록체인 매개변수를 조정할 수 있는 고유한 능력을 가지고 있습니다.

 

핵심 수준에서 Qtum은 약 1,100 TPS를 처리할 수 있어 비트코인보다 훨씬 확장성이 뛰어납니다.

 

Segregated Witness(SegWit) 구현으로 Qtum의 처리량이 60% 증가했습니다. 

 

2021년에 Qtum은 블록 간격을 128초에서 32초로 줄이고 블록 보상도 줄이는 Fastlane 하드 포크를 실행했습니다. 

 

Qtum의 "분산형 거버넌스 프로토콜"은 커뮤니티가 하드 포크 없이 블록 크기를 최대 8000kb까지 조정할 수 있게 하여 혼잡 시 체인을 확장할 수 있게 합니다. 또한 커뮤니티가 가스 요금을 올리거나 내릴 수 있는 메커니즘이 있어 Qtum이 결코 비싸질 수 없습니다.

 

하지만 너무 비싸지면 Qtum은 비트코인의 Lightning Network 버전을 구현했습니다. 이 2차 계층 확장 솔루션은 초당 수백만 건 이상의 거래를 처리할 수 있습니다. 또한 중개자가 필요 없이 작업/클릭당 지불이 가능합니다. 

 

요약하자면, 높은 처리량을 달성하기 위해 블록체인을 중앙 집중화할 필요는 없습니다. 프로젝트는 신뢰할 수 없는 상태에서 검열 저항과 커뮤니티 거버넌스를 유지하면서도 금융의 미래를 구축하는 데 필요한 속도를 제공할 수 있습니다.

 

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