[Blockchain] 블록체인 트릴레마 3요소?

딜레마는 2가지 선택지 중 어떤 쪽도 바람직한 결과를 가져오지 못하는 상황을 일컫습니다. 트릴레마는 3가지 선택 중 어떤 선택을 하더라도 문제를 해결할 수 없는 상황을 말합니다. 블록체인 트릴레마는 탈중앙성, 확장성, 보안성 3가지 중 한가지는 무조건 희생되어야 하는 상황을 의미합니다.

 

탈중앙성이란?

 

탈중앙성(Decentralization)은 중앙집중화된 방식에서 진보된 네트워크 형태입니다. 네트워크 참여자들(노드)이 자율적으로 연결되고 운영되는 형태를 의미합니다. 서버~클라이언트가 아닌 P2P 형태의 네트워크 패턴을 가지고 있습니다. 탈중앙성은 블록체인 네트워크의 핵심 개념입니다. 

탈중앙성이 강화되면 기존 중개역할을 하던 미들맨(은행, 부동산 중개인, 거래소 등 기존 서비스 제공자들)이 사라지고 산업 전반에 전방위적으로 산업의 형태가 변하게 될 것입니다. 또한 노드간 자율적으로 이뤄지는 거래로 더욱 활성화된 거래를 구현할 수 있습니다. 

 

 

 

 

은행을 예로 들면 이체 수수료, 예대마진, 환전 수수료 등 은행이 가진 수익모델을 거래 당사자들에게 나눠줄 수 있습니다. 즉, CeFi에서 DeFi로 넘어가면서 이체수수료를 코인을 스테이킹 한 유동성 공급자와 사용자에게 일정 비율로 분배하면서 많은 참여자들의 거래를 활성화 시킬 수 있습니다.

CeFi vs DeFi?

탈중앙화된 네트워크에서는 모든 노드들이 검열자이자 참여자가 됩니다. 따라서 각 노드들은 합의(Consensus)에 따라 새로운 트랜잭션과 블록을 처리하면서 보안을 강화할 수 있습니다. 악의적인 노드가 블록체인 전체를 해킹한다는건 현실에서는 거의 불가능하기 때문입니다.

하지만 탈중앙성이 강화되면 될 수록 한번에 처리할 수 있는 트랜잭션의 양은 줄어들게 됩니다. 합의를 하기 위한 채굴 노드가 많아질 수록 보안성은 올라가지만 합의에 도달하고 새로운 블록을 처리하는데 까지 더 많은 시간이 소요되기 때문입니다. 즉 TPS가 떨어진다고 할 수 있습니다. 

블록체인을 통해 높은 보안성을 가질 수 있지만 실제 산업에 적용하기 힘든 가장 큰 이유가 확장성의 문제 때문입니다. 따라서 보안성과 탈중앙성을 유지한 채로 확장성을 올릴 수 있는 방안이 다방면에서 연구되고 있습니다.

 

보안성이란?

 

보안(Security)은 정당한 권한이 없는 사용자가 데이터에 접근하는 것을 막는 장치입니다. 암호학적 관점에서 블록체인을 봤을 때 보안은 굉장히 중요한 요소입니다. 블록체인 네트워크에서 이미 많은 알트코인들이 나오면서 가상화폐 거래가 활발해지고 있어, 보안은 블록체인에서 뺄 수 없는 요소입니다.

 

 

 

 

데이터베이스 관점에서 블록체인을 봤을 때 확장성도 중요한 요소입니다. 하지만 무작정 트랜잭션 처리량을 늘리기 위해 분산되어 있는 노드의 참여를 제한해버리면 악의적인 노드(해커)들은 해킹에 필요한 해시 파워를 손쉽게 얻을 수 있게 되고 블록체인은 무너지게 됩니다.

작업 증명 방식의 합의 알고리즘을 채택하고 있는 블록체인들은 51%의 노드들만 해킹하면 전체 데이터를 조작할 수 있습니다. 따라서 참여노드의 수를 줄여버리면 해킹에 노출됩니다. 실제로 2020년 8월 이더리움 클래식(ETC)는 3번의 51% Attack을 당했습니다. 

거대한 참여자들이 존재하는 비트코인과 이더리움의 확장성은 낮은 대신 높은 보안성을 가지고 있다고 할 수 있습니다. 수준 높은 보안을 구현하기 위해서는 더 많은 노드들이 해시파워를 제공해 블록을 검열하고 생성해줘야 합니다. 하지만 이 과정에서 확장성은 희생되어 버립니다.

 

확장성이란?

 

확장성(Scalability)은 네트워크의 규모가 점점 커지면서 얼마나 많은 데이터 처리가 가능한지를 나타내는 지표입니다. 블록체인이 성장함에 따라 많은 노드들이 요청한 트랜잭션을 유연하게 처리할 수 있어야 합니다. 한번에 처리할 수 있는 트랜잭션이 제한되어 있거나 트랜잭션 처리량이 늘어남에 따라 성능이 저하되는 것을 확장성이 부족하다고 할 수 있습니다.

 

 

 

 

단순히 트랜잭션 처리량을 늘리면 탈중앙성과 보안성이 위협받게 됩니다. 이 문제 때문에 현재 출시된 많은 블록체인들은 탈중앙성과 보안성은 확보했지만 확장성을 달성하는 것은 해결해야 할 숙제로 남아있습니다. 탈중앙성과 보안성에 더해 확장성을 가질 수 있어야 기존 시스템을 대체할 수 있게 됩니다.

확장성이 부족하다는 것은 바꿔 말하면 트랜잭션 처리에 드는 비용이 비싸진다는 말입니다. 처리요청을 하는 노드는 많은데 실제 처리량이 적어지면 공급과 수요 법칙에 따라 1개 트랜잭션 처리에 드는 비용은 점점 올라가게 됩니다. 블록체인이 활성화 되기 힘든 구조입니다. 이더리움에서는 트랜잭션 처리 수수료를 gas로 지불합니다. 이더(ETH)로 아야 하는 가스비는 점점 올라가는 구조입니다. 현재 트랜잭션 처리 수수료는 약 $4.87입니다.

확장성 문제를 해결하기 위해 여러 방법이 개진되고 있습니다. 레이어1, 레이어2 방법이 출시되었고, 비트코인은 비트코인 캐시로 하드포크를 진행했습니다. 확장성을 개선한 대표적인 블록체인으로는 이오스(EOS)가 있습니다. 확장성과 TPS가 동의어는 아니지만 블록체인 확장성을 이해할 때 가장 먼저 등장하는 개념입니다. 비트코인이 7 TPS임에 비해 이오스는 3000 TPS를 처리할 수 있습니다.

 

 

 

	확장성	보안	탈중앙성
장점	- TPS가 높습니다. - 보안의 중요가 상대적으로 낮은 애플리케이션에 적합합니다	- 네트워크 공격을 효과적으로 방어합니다	- 미들맨 없이 트랜잭션의 신뢰를 유지할 수 있습니다.
단점	- 확장성을 위해서는 보안을 희생해야 합니다. - 합의 알고리즘이 희생되면서 중앙집중식 구조의 형태를 띄게 됩니다.	- 보안을 유지하기 위해 더 많은 자원이 필요하게 됩니다.	- 탈중앙화가 강해지면 네트워크 속도는 자연스레 저하됩니다.

 

 

 

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