이더리움 2.0 설명 - 세레니티, 샤딩, 비콘 체인 설명

 

이더리움 네트워크가 커진 것은 바로 디앱(DApp, Decentralized Application) 즉, 탈중앙화 어플리케이션 덕분이었습니다. 이 디앱을 매개체로 운용되는 디파이(DeFi, 탈중앙화 금융)는 거의 대부분이 이더리움 네트워크상에서 서비스되고 있죠. 이런 요소들이 이더리움에 대한 기대감을 심어주었습니다. 그야말로 혁신을 불러온 암호화폐라 해도 과언이 아닙니다.

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그러나, 기존의 이더리움 네트워크는 치명적인 문제점이 있었습니다. 바로 '확장성' 문제와 느린 트랜잭션 속도 문제입니다.

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트랜잭션 속도를 저하시키는 요인 1

노드의 수

이더리움 네트워크는 '노드'라고 불리는 네트워크 기여자들로 구성됩니다. 트랜잭션 요청이 들어오면 노드들은 가까운 노드에게 트랜잭션이 담긴 블록을 전송하고, 또 그 노드가 가까운 노드에게 블록을 전달함으로서 블록의 전파 과정이 진행됩니다.

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현재 이더리움은 3,949개의 활성화 노드가 존재합니다. 한 때 11,259개로 비트코인의 당시 노드 수인 11,136개를 넘어선 적도 있었습니다.

(참고로 현재 비트코인 노드는 11,749개로, 이더리움과는 다르게 노드 수가 유지되고 있습니다.)

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이런 식으로 노드 수가 많아지면 블록 전달 시간도 오래걸리고, 검증도 그만큼 더 많이 이뤄져야 하므로 검증시간도 오래걸려 트랜잭션의 속도가 느려지는 결과를 낳게 됩니다.

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트랜잭션 속도를 저하시키는 요인 2

블록의 가스비 상한선

이더리움은 초당 약 20건의 트랜잭션을 처리합니다. 매 트랜잭션은 채굴자에게 지급할 수수료(가스, gas)를 포함합니다.

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그런데, 한 블록이 생성 될 때 마다 그 블록에 담을 수 있는 가스가 제한돼있습니다. (약 670만 개)

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이더리움의 문제

탈중엉화와는 거리가 멀어짐

 

작업증명(PoW)로 운영되던 이더리움은 블록체인의 규모가 커짐에 따라 아무나 참여할 수 있는 네트워크와는 거리가 멀어졌습니다. 비트코인도 똑같이 당면한 문제이기도 합니다.

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이더리움 2.0

 

 

이러한 문제점들을 해결하기 위해 제안된 이더리움 네트워크 업데이트가 바로 이더리움 2.0입니다. (a.k.a. 세레니티, Eth2)

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이더리움 2.0은 간소성(Simplicity), 견고성(Resilience), 지속성(Longevity), 보안성(Security), 탈중앙화(Decentralizaton)의 다섯가지 원칙 하에 계획됐습니다.

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전체적으로 종합하면 이더리움 2.0은 위의 문제점들을 블록 자체의 크기를 키우기보다는 노드간의 블록 전파 속도를 높여 해결하고자 했습니다.

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여기에는 대표적으로 세가지 업그레이드가 있습니다.

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보유하기만 하면 누구나 참여할 수 있게 될겁니다. 최소 32ETH 이상 갖고 있고 검증자가 된다면 누구나 보상을 받을 수 있습니다. 네트워크의 확장성이 좋아지죠.

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이더리움 2.0 - 샤딩(Sharding)

 

이더리움 네트워크의 노드들은 지금까지 있었던 모든, 방대한 양의 트랜잭션을 각자 가지고 있어야 합니다. (Full Node)

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그 방대한 양의 데이터를 똑같은 내용임에도 몇 천, 몇 만개의 노드가 중복 저장하는것은 엄청난 낭비이기도 하고, 네트워크 입장에서도 부담이 큽니다. 이는 앞서 말씀드렸던 블록의 전파와 검증 과정에 큰 방해물이죠.

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이더리움 2.0에서는 이 문제를 샤딩으로 해결하고자 합니다.

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샤딩이 적용된 블록체인을 샤드 체인(Shard Chain)이라고 부르는데요, 샤드 체인에서는 트랜잭션 데이터를 각 노드들이 모두 가지고 있을 필요 없이 일부만 가지고 있으면 됩니다. 일부만 가지고 일부 트랜잭션만 처리하며 검증하는겁니다. 이 조각(샤드)들을 모두 모으면 전체 이더리움 네트워크가 되게끔 바꾸는겁니다.

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이렇게 하면 각 노드에 부하되는 데이터 양이 적어지므로 트랜잭션 처리량을 늘릴 수 있고, 나라가 이더리움 네트워크의 전체 용량이 늘어가게 됩니다. 또한, 한 노드에서 모든 트랜잭션을 처리하던 것을 샤드 체인에서는 나누어서 처리하기 때문에 처리 속도도 빨라지고, 궁극적으로는 초당 트랜잭션 수 (Transaction per second)

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이더리움 2.0 - 비콘 체인 (Beacon Chain)

각 노드들이 조각들을 들고 있다면, 이 노드들이 서로를 믿을 수 있게끔 하는 과정이 필요합니다. 이를 위해 이더리움 2.0에서는 비콘 체인을 도입합니다.

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비콘 체인이 정확히 어떤 방식으로 작동하는지는 너무 복잡하기에 넘어가겠습니다. 저희는 간단히 '병렬로 운영되는 각 샤드체인들을 연결시켜주는 체인'이라고만 이해하면 됩니다.

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비콘 체인은 이더리움 2.0 업데이트 중 샤딩에 앞서 선제적으로 이뤄져야 할 아주 중요한 요소입니다.