[Ethereum] 이더리움 2.0, 이더리움 레이어 2(Layer 2), PoS(지분증명)

이더리움 Layer 1

이더리움 Layer 1은 이더리움의 기본이 되는 블록체인이다(이더리움 1.0 이라고 불림) 이더리움이 출시될 당시 블록체인계에 혁명으로 여겨졌던 이 네트워크도 시간이 흐름에 따라 취약점이 드러나고 있다. 현재 이더리움은 하루 100만건 이상의 거래가 이뤄지며 네트워크 용량이 한계에 도달했고, 이더리움의 성공과 수요가 증가하며 수수료 값이 매우 높아지고 있다. 그리고 새로운 3세대 블록체인들이 등장함에 따라 이더리움 Layer 1이 새로운 솔루션을 제시해야할 때가 되었으며 새로운 매커니즘으로 보완해야할 필요성이 대두되었다.

 

본디 블록체인은 탈중앙화, 보안성, 확장성을 갖춘 분산형 아키텍처로 3가지 요소를 모두 충족시키는 것이 이상적이지만 네트워크의 활성화가 진행될수록 3개중 2개만 달성하는 한계점이 드러났다. 보통의 메인넷들은 확장성을 포기하는 블록체인 트릴레마(Trillemma)에 부딪혔으며 이더리움은 한 가지 요소도 포기하지 않는 새로운 네트워크를 업그레이드 하기로 결정한다.

 

출처 : https://ethereum.org/ko/layer-2/

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이더리움 Layer 2

이더리움 Layer 2(이더리움 2.0)은 탈중앙화, 보안성, 확장성을 개선한 새로운 이더리움 체인이다. 확장성이라함은 곧 트랜잭션의 속도를 의미하는데 이더리움 2.0은 분산화와 보안 어떤것도 포기하지 않고 트랜잭션 처리 속도를 높이는 것에 집중했다.

이더리움 2.0은 이더리움 1.0의 보안을 계승하는 확장된 이더리움 체인이다. 기존 메인넷의 문제점이던 높은 수수료 문제, 느린 초당 트랜잭션 처리량을 개선했다. 이더리움 2.0이 출시되면 기존에 비해 최대 100배의 수수료를 절감할 수 있다한다.

 

현재 이더리움에서 제시한 업데이트 로드맵은 다음과 같다

 

1. Phase 0. 비콘체인(Beacon Chain) : 독립된 PoS 네트워크 구현, 검증인들의 지분을 통한 블록 생성 및 제안 메커니즘 확립
2. Phase 1. 샤드(Shard) : 높은 트랜잭션 처리 속도와 처리량 제공, 네트워크를 최소 64개의 샤드로 분할해 확장성 솔루션 도입
3. Phase 2. 이와즘(EWASM, Ethereum WebAssembly) : W3C 표준 웹 어셈블리 기반의 가상머신 도입

현재 이더리움은 Layer 2를 도입하기위해 마지막 테스트를 마친 상태이며 빠르면 올해 9월 중순에 Phase 0, 비콘체인 머지(Merge)를 계획중에 있다.

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PoS(Proof-of-Stake)

가장 주목해야할 점은 업데이트를 진행하며 기존 PoW(Proof-of-Work, 작업증명) 합의 알고리즘을 PoS(Proof-of-Stake, 지분증명)으로 변환하는 것이다.

 

기존에는 사용자들이 블록을 생성하기 위해선 채굴 작업으로 해시함수를 먼저 해독한 사람이 보상으로 가상자산을 가져가는 구조였다면, 이번에 이더리움 2.0이 도입하는 합의 알고리즘은 암호화폐를 보유하고 있는 지분율에 따라 합의 의사결정권이 주어지는 방식이다.

 

32 ETH 이상을 보증금으로 스테이킹(Staking, 예치 및 지분 등록)한 검증인만이 블록을 제안 및 검증할 수 있다. 32 ETH를 지불하면 이 금액은 Lock되며 검증 프로세스에 참가할 수 있는 권리를 얻게된다. 보증금을 지불한 사용자 중 랜덤으로 검증자를 선출하며 이 검증자는 블록을 제안하고, 나머지 검증자는 블록을 투표로 검증한다(나머지 검증자는 120명으로 제한됨, 이를 위원회라 부름). 검증된 블록은 네트워크에 브로드캐스트(등록)된다. 이더리움 2.0에선 이 과정을 캐스퍼라 부른다.

 

블록 제안자의 역할은 블록에 포함될 트랜잭션들을 수집하여 블록을 형성하는 것이다. 이후 위원회가 블록의 유효성을 검증하면 해당 블록은 온전한 블록임을 보증할 수 있다. 중요한 점은 블록에 포함할 수 있는 트랜잭션(거래) 수는 검증자의 스테이킹한 지분에 비례하는 것이다. 예를 들어 Alice가 38 ETH를 예치하여 제안자로 선출되었다면 제한된 양의 트랜잭션만 블록에 포함시킬 수 있다. Bob이 200 ETH 예치하여 제안자로 선정되었을때 Bob은 Alice보다 훨씬 더 많은 트랜잭션을 포함할 수 있고 더 많은 보상(거래 수수료)를 인센티브로 받게된다. 지분에 의해 합의가 결정되기 때문에 지분이 많은 사람이 좀더 높은 지위와 보상을 얻을 수 있는 것이다. 

 

하지만 악의적인 행동을 할 경우, 즉 블록에 제안하는 거래 중 잘못된 거래를 골라 포함시킬 경우는 패널티를 받게되며 지분을 잃게된다. 이를 슬래싱(Slashing)이라 하는데 지분이 16 ETH 이하로 떨어지게 되면 검증자 목록에서 제외되며 금전적 손실을 입게된다. 정상적인 사람이라면 악의적인 행동을 하지않고 올바른 네트워크를 형성하는 것에 주력할 것이다.

 

출처 : https://coincodecap.com/ethereum-beacon-chain

 

PoS의 이점은 다음과 같다.

하드웨어의 에너지 소비 절약
기존 PoW의 취약점이던 51%의 공격 가능성 감소
네트워크 확장성(속도) 향상

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이더리움의 성공적인 하드포크를 응원하며 이더리움 2.0의 상세한 기술적 내용은 다음에 업로드 하도록 한다.