블록체인 트릴레마란?

 

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블록체인 트릴레마란?

2023년 1월 12일 /

블록체인 기술

확장성은 블록체인 기술의 성장과 채택에 있어 가장 큰 과제 중 하나이지만, 이를 달성하는 데는 전통적으로 탈중앙화나 보안, 때로는 둘 다에서 절충이 필요했습니다. 이러한 장단점을 관리하는 것을 "블록체인 트릴레마"("확장성 트릴레마"라고도 함)라고 합니다.

확장성 트릴레마라는 용어는

Vitalik Buterin

이 고성능 블록체인 플랫폼이 가져야 하는 세 가지 속성인 탈중앙화, 보안 및 확장성 사이의 내재된 긴장을 설명하기 위해 처음 만들어졌습니다. 트릴레마는 블록체인 플랫폼이 이 세 가지 목표 중 두 가지만 효과적으로 달성할 수 있다는 믿음을 말합니다.

분산화 및 보안 – 기본 설계 원칙

탈중앙화는

블록체인

네트워크의 핵심 설계 원칙으로, 금융 활동을 위해 제3자에게 의존할 필요성을 없애고 대신 P2P 거래를 촉진합니다. 계좌 및 거래 기록을 유지하기 위해 은행과 같은 기관에 의존하는 전통적인 금융 시스템과 달리 블록체인에서는 노드라고 하는 컴퓨터의 분산 네트워크에서 이 역할을 수행합니다.노드는 트랜잭션을 확인하고 작업 증명(PoW) 또는 지분 증명(PoS) 과 같은

합의 모델

을 사용하여 블록체인의 현재 상태에 동의합니다 . 트랜잭션이 유효한 것으로 확인되면 블록체인의 블록(또는 트랜잭션 그룹)에 추가됩니다. 독립적으로 실행되는 대규모 노드 네트워크는 일반적으로 건전하고 분산된 블록체인의 신호입니다.

분산화는 블록체인 보안의 핵심 요소입니다. 많은 노드에 걸쳐 전력을 분배하면 네트워크가 다수 공격( 51% 공격

이라고도 함)과 같은 공격에 대해 더 탄력적으로 대처할 수 있기 때문 입니다. 그러나 다른 요소도 블록체인 보안에 영향을 미치므로 아무도 원장이나 코인 발행을 조작할 수 없습니다. 이는 블록체인이 PoW 또는 PoS 프로토콜을 사용하는지 여부에 따라 다릅니다.PoW 프로토콜은 채굴자가 컴퓨팅 리소스를 소비하여 트랜잭션을 확인하고 이를 블록체인의 블록에 추가하여 이에 대한 암호화 보상을 얻도록 요구합니다. 광부가 에너지 및 광업 장비 형태로 자원을 투자해야 한다는 요구 사항은 네트워크를 공격하기보다는 네트워크의 이익을 위해 행동할 수 있는 충분한 "스킨 인 더 게임"을 갖도록 설계되었습니다.PoS 프로토콜은 다르게 작동합니다. 에너지 및 외부 리소스에 투자하는 대신 PoS는 노드가 블록 유효성 검사에 참여하고 그 대가로 보상을 받기 위해 플랫폼의 기본 암호 화폐를 최소한으로 스테이킹하도록 요구합니다.

노드

가 네트워크의 이익을 위해 행동하지 않으면 지분의 일부(또는 전부)가 페널티로 몰수되어 획득한 보상이 줄어들 수 있습니다. 이 경우 노드는 블록체인 보안 유지에 직접적인 금전적 이해 관계를 갖습니다.

확장성에 미치는 영향

탈중앙화와 보안이 함께 작동하여 블록체인이 잠재적인 심각한 공격에 대해 탄력적으로 유지되도록 합니다. 그러나 종종 이것은 확장성 또는 블록체인의 용량 증가 능력을 희생합니다.예를 들어 PoW 시스템은 네트워크의 컴퓨팅 성능에 관계없이 일정한 블록 시간(새 블록을 생성하는 데 걸리는 시간)을 유지하도록 구축되었습니다. 프로세스는 블록체인을 사용하는 사람들의 수에 관계없이 변경되지 않으며, 이는 증가된 거래량을 지원하는 블록체인의 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.확장성 솔루션은 일반적으로 분산화 또는 보안을 손상시키지 않으면서 트랜잭션 처리량을 늘리는 방법에 중점을 둡니다. 비트코인 커뮤니티는 수년에 걸쳐 네트워크의 확장성을 높이는 방법에 대해 토론해 왔으며, 그 결과 블록체인의

여러 포크 가 발생했습니다.

제안된 방법 중 하나는 블록에 저장할 수 있는 데이터의 양을 늘리는 것이었지만 이러한 변경 사항을

비트코인

에 구현하려는 시도 는 논쟁의 여지가 있었습니다. 2017년 8월 비트코인 ​​커뮤니티는 블록 내 트랜잭션의 "가중치"를 줄이는 세그윗(

SegWit )이라는 업그레이드 제안으로 분열되었습니다.

일부는 업그레이드에 반대하고 대신 비트코인의 원래 코드에 정의된 1MB 제한에서 블록 크기를 늘릴 것을 제안했습니다. 그러나 더 큰 블록은 전체 노드를 운영하는 데 더 많은 비용이 들게 하여 노드를 운영하기 위한 진입 장벽을 높이고 탈중앙화에 영향을 미칩니다.이 불일치로 인해 블록 크기가 더 큰 비트코인 ​​버전인 비트 코인 ​​캐시 를 생성 하고 비트 코인이 세그윗 업그레이드를 허용 하는

하드 포크

로 알려진 블록체인 분할이 발생했습니다 . 이후 몇 년 동안 블록 크기 논쟁은 비트코인 ​​캐시 커뮤니티 간에 더 많은 분열 을 야기할 것입니다.확장성 부족은 사용자 경험에 영향을 미칩니다. 제한된 대역폭에 대한 수요가 높을 때 최대 네트워크 활동 기간 동안 긴 트랜잭션 시간과 높은 수수료가 발생할 수 있기 때문입니다. 궁극적으로 확장성 부족은 블록체인 네트워크의 유용성과 접근성을 손상시켜 채택 가능성을 제한합니다.

블록체인 트릴레마 해결

블록체인 트릴레마에 대한 빠르고 쉬운 해결책은 없습니다. 그러나 이제 분산화, 보안 및 확장성 사이의 긴장을 완화하기 위해 노력하는 몇 가지 접근 방식이 있습니다. 대체로 오프 체인 처리 솔루션과 샤딩 솔루션의 두 가지 범주로 나뉩니다.

레이어 2를 사용한 오프체인 처리

오프체인 처리는 제한된 블록 공간에 대한 혼잡과 경쟁을 완화하는 방법으로 트랜잭션을 메인 블록체인 밖으로 옮기는 것을 말합니다. 게임과 같은 블록체인의 일부 사용 사례에는 메인 체인 외부에서 수행할 수 있는 소액 거래에 대한 고주파 트랜잭션이 포함됩니다.

레이어 2 프로토콜

은 응용 프로그램이 고속 처리를 위해 트랜잭션을 번들로 묶을 수 있도록 하는 동시에 기본 블록체인에서 계정 잔액을 주기적으로 정산함으로써 확장 가능한 해결 방법으로 작동합니다. 몇 가지 예는

Ethereum

의 Arbitrum 또는 Optimism 또는 Bitcoin 의

Lightning Network 입니다.

레이어 2 플랫폼은 확장성을 달성하기 위해 보안 또는 분산화에서 절충안을 만들 수 있습니다. 예를 들어 트랜잭션을 확인하기 위해 소수의 검증자 그룹에 의존하는 레이어 2는 레이어 2 수준에서 다수 공격의 위험을 초래합니다. 결과적으로 일부 레이어 2 플랫폼은 이전에 해커의 표적이 되었습니다.

샤딩

샤딩은 병렬 처리를 가능하게 하여 더 높은 트랜잭션 처리량을 가능하게 하는 방법으로 블록체인을 세그먼트로 분할하는 것을 포함합니다. 샤딩은

이더리움이 선택한 확장 방법

이며 다년간의 로드맵의 일부로 구현되고 있습니다. 그러나 샤딩은 각 세그먼트 또는 샤드가 51% 공격에 더 취약하기 때문에 새로운 보안 고려 사항을 도입합니다.새로 도입된 지분 증명 알고리즘 덕분에 이더리움은 검증자가 단일 샤드를 공격하기 위해 결탁하는 문제를 해결할 수 있습니다. 샤딩이 활성화되면 유효성 검사기가 ETH를 스테이킹하면 샤드의 무작위 할당을 위한 트리거 포인트 역할을 합니다. 이 정도의 무작위성과 유효성을 검사할 샤드를 선택할 수 없기 때문에 공격을 조정하는 것이 사실상 불가능합니다.

블록체인 트릴레마 필수 요소

• 분산되고 안전한 블록체인을 설계하고 개발할 때 개발자는 종종 확장성을 타협하게 됩니다.
• 이 3자간 긴장은 "블록체인 트릴레마"로 알려져 있으며 블록체인 핵심 개발자가 직면한 고전적인 문제가 되었습니다.
• 솔루션 및 해결 방법에는 레이어 2 프로토콜 을 사용하는 오프체인 처리 와 샤딩을 사용하는 병렬 처리가 포함됩니다.

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