이더리움 2.0 업그레이드에서 서지 단계(Surge Phase)란 무엇인가요?

이더리움 이 "The Surge"라는 다음 주요 업그레이드를 통해 계속 진화하고 있습니다. 이 단계는 탈중앙화와 보안을 희생하지 않으면서 확장성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 이더리움의 장기 비전의 일환으로, The Surge는 네트워크 용량을 TPS(초당 거래 처리 속도) 기준 Layer 1 및 Layer 2 네트워크 전반에 걸쳐 100,000건 이상으로 늘릴 예정입니다. 본 기사에서는 이더리움이 가장 확장 가능하고 효율적인 블록체인이 되는 다음 단계에 대해 알아야 할 모든 것을 설명합니다.

The Surge는 이더리움이 확장성을 향해 나아가는 것을 의미하며, 주로 Layer 2(L2) 솔루션과 롤업을 통해 이를 실현합니다. 이더리움의 창립자인 비탈릭 부테린은 네트워크를 더 빠르고 효율적으로 만들기 위한 로드맵의 일환으로 이 개념을 소개했습니다. 주요 목표는 탈중앙화, 보안, 상호운용성을 유지하면서 더 많은 거래를 처리하는 것입니다.

현재 이더리움은 기본 레이어에서 약 15–30 TPS를 처리하고 있습니다. 이는 많은 애플리케이션에 적합하지만, 피크 시간대에는 혼잡이 발생하여 가스 수수료가 상승하게 됩니다. The Surge는 이러한 병목현상을 해결하여 글로벌 규모의 애플리케이션을 지원할 수 있는 이더리움의 능력을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

The Surge의 주요 특징

The Surge 로드맵 | 출처: 비탈릭 부테린 

1. L1과 L2 네트워크에서 초당 100,000건 이상의 거래 처리: Layer 2 롤업을 활용하여 이더리움은 초당 100,000건 이상의 거래를 처리할 수 있습니다. 롤업은 여러 거래를 묶어 이더리움 블록체인에 제출하여 처리량을 향상시키고 가스 수수료를 줄입니다.

2. 탈중앙화와 보안: The Surge는 사용자가 최소한의 자원으로 노드를 실행할 수 있도록 하여 이더리움의 탈중앙화를 보장합니다. SNARKs와 같은 향상된 암호학적 증거는 이더리움의 신뢰 없는 특성을 강화할 것입니다.

3. DAS(데이터 가용성 샘플링)를 통한 데이터 가용성 향상: DAS는 노드가 모든 데이터를 다운로드하지 않고 데이터를 검증할 수 있도록 하여 효율성을 향상시키고 L2 솔루션의 성장을 지원합니다.

이더리움의 100,000 TPS 달성 경로

이더리움의 현재 처리 용량은 Layer 1에서 약 15–30 TPS입니다. 하지만 롤업과 DAS를 통해 네트워크는 100,000 TPS를 넘는 목표를 세우고 있습니다. 비탈릭 부테린은 이더리움이 분산된 블록체인의 집합이 아닌 하나의 통합된 생태계로 느껴져야 한다고 강조합니다.

이는 L2 간의 더 나은 상호운용성과 원활한 사용자 경험을 의미합니다. 이더리움의 로드맵은 자산을 레이어 간에 이동하는 것이 지갑 간에 ETH를 전송하는 것만큼 쉽게 만드는 데 중점을 두고 있습니다.

이더리움의 The Surge는 Layer 1 및 Layer 2 전반의 지속적인 업그레이드에 초점을 맞춘 여러 단계를 포함합니다. 최근 업데이트와 로드맵에 기반한 예상 타임라인은 다음과 같습니다:

1. 2024년 1분기 – 덴쿤 업그레이드 (프로토-덩크샤딩 출시)

• 프로토-덩크샤딩(EIP-4844)을 도입하여 데이터 "블롭"을 통해 데이터 가용성을 개선.

• 추가 롤업 확장을 위한 기초 다지기.

• 이더리움 레이어 2 솔루션이 개선된 데이터 가용성을 활용하여 더 빠르고 저렴한 거래를 실현.

2. 2024–2025년 – 롤업 확장 및 증명 시스템의 성숙화

• Arbitrum, Optimism, zkSync와 같은 롤업들이 확장성을 향상시키기 위한 업데이트 구현.

• 새로운 암호학적 증명(SNARK 등)을 통해 롤업의 신뢰성을 향상.

• PeerDAS 및 2D DAS와 같은 데이터 가용성 샘플링(DAS) 시스템 확장을 통해 거래 처리량 증가.

3. 2025년 말 – 가스 요금 최적화 및 레이어 1 개선

• 스마트 계약 실행을 더 효율적으로 만들기 위한 EOF(Ethereum Object Format) 도입.

• 계산, 데이터, 저장을 위한 요금을 구분하는 다차원 가스 요금 체계를 채택할 가능성.

• 이더리움 프로토콜에 직접 통합된 네이티브 롤업 솔루션 도입 가능성.

4. 2026년 이후 – 전체 덩크샤딩 출시

• 프로토-덩크샤딩에서 전체 덩크샤딩으로 전환하여 이더리움을 여러 샤드로 나누어 확장성을 더욱 증대.

• 이더리움은 레이어 1과 레이어 2 생태계 전반에서 초당 100,000개 이상의 거래를 목표로 함.

5. 2026년 이후 – 지속적인 모니터링 및 업그레이드

• 포스트 양자 암호학을 포함한 고급 합의 메커니즘 도입으로 네트워크 보안을 강화.

• 이더리움은 사용자 경험을 통합하고 향상시키기 위해 크로스 레이어 2 상호운용성을 지속적으로 최적화 및 통합.

이 타임라인은 이더리움의 단계적 접근 방식을 반영하며, 전환 과정에서의 안정성과 원활한 수용을 보장합니다. The Surge의 각 단계는 이전 단계를 기반으로 구축되며, 궁극적으로 탈중앙화와 보안을 유지하면서 글로벌 규모의 애플리케이션을 지원할 수 있는 블록체인을 목표로 합니다.

다음은 이더리움 2.0 로드맵 에서 The Surge 업그레이드 동안 영향을 받을 주요 요소들입니다: 

L1과 L2 간 “업무 분담” 제안 | 출처: 비탈릭 부테린 

레이어 2 롤업: The Surge의 핵심

레이어 2 롤업은 이더리움을 더 빠르고 저렴하게 만드는 데 필수적인 도구입니다. 이는 여러 거래를 오프체인(이더리움 메인 네트워크 외부)에서 묶어 요약본을 이더리움 블록체인에 게시합니다. 이 과정은 메인 네트워크의 부하를 줄여 거래를 더 빠르고 저렴하게 처리할 수 있도록 합니다.

롤업에는 두 가지 주요 유형이 있습니다:

• 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollups): 모든 거래가 유효하다고 가정하며, 특정 기간 내에 누군가 오류를 보고하지 않는 한 이를 그대로 처리합니다. 이 접근 방식은 모든 거래를 즉각적으로 검증할 필요가 없기 때문에 속도가 빠릅니다.

• 제로 지식 롤업(ZK-Rollups): 제로 지식 증명(Zero-Knowledge Proof)이라는 고급 수학 기술을 사용하여 거래가 즉시 유효함을 확인합니다. 이 방식은 즉각적이고 안전한 검증을 제공합니다.

롤업은 이미 큰 영향을 미치고 있습니다. L2Beat에 따르면, 이더리움 레이어 2 네트워크의 총 잠금 자산(TVL)은 지난 1년간 216% 증가하여 380억 달러를 초과했습니다. 더 많은 사람과 프로젝트가 롤업을 사용함에 따라 이더리움은 더 확장 가능하고 접근 가능해지고 있으며, 이는 “더 서지(The Surge)”의 기반을 마련하고 있습니다.

이더리움 레이어-2 TVL | 출처: L2Beat 

데이터 가용성 샘플링 (DAS)

데이터 가용성 샘플링(DAS)은 이더리움이 대규모 데이터를 보다 효율적으로 처리할 수 있도록 돕는 방법입니다. 이더리움과 같은 탈중앙화 네트워크에서는 모든 노드가 거래에 필요한 모든 데이터가 가용한지 확인해야 합니다. 하지만 모든 노드가 이 데이터를 모두 저장하는 것은 현실적으로 어렵습니다. DAS는 노드가 모든 데이터를 다운로드하고 저장하지 않아도 데이터를 검증할 수 있도록 하여 이러한 문제를 해결합니다.

DAS에는 두 가지 주요 유형이 있습니다:

• PeerDAS: 이 시스템은 P2P(피어 투 피어) 네트워크를 사용하여 작업을 분산 처리합니다. 네트워크의 각 노드는 데이터의 일부만 확인하며, 모든 노드가 협력하여 전체 데이터셋을 검증합니다. 이 방법은 높은 저장 용량을 요구하지 않으면서도 효율적인 데이터 검증을 보장합니다.

• 2D DAS: PeerDAS의 개선된 버전으로, 데이터의 개별 조각뿐만 아니라 이 조각들이 어떻게 조화를 이루는지도 검증하여 Ethereum의 확장성을 더욱 향상시킵니다. 이를 통해 네트워크의 탈중앙화를 유지하면서도 보안을 더욱 강화할 수 있습니다.

DAS가 적용되면 롤업을 통해 Ethereum 네트워크에 과부하를 주지 않으면서 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 이는 시스템을 빠르고, 저렴하며, 탈중앙화된 상태로 유지하여 Ethereum이 확장성과 보안을 동시에 달성하는 목표를 지원합니다.

플라즈마와 데이터 압축 솔루션

EVM 플라즈마 체인을 만드는 한 가지 방법(유일한 방법은 아님): ZK-SNARK를 사용하여 EVM에 의해 변경된 잔액을 반영하는 병렬 UTXO 트리를 생성하고, 역사적으로 "같은 코인"이 무엇인지에 대한 고유한 매핑을 정의합니다. 이를 기반으로 플라즈마 구조를 구축할 수 있습니다. 

출처: 비탈릭 부테린

롤업 외에도 플라즈마와 데이터 압축 기법은 Ethereum이 효율적으로 확장하는 데 도움을 줍니다. 이들이 어떻게 작동하는지 알아보겠습니다:

• 플라즈마(Plasma): 플라즈마는 트랜잭션을 오프체인에서 처리합니다. 즉, 트랜잭션이 메인 이더리움 블록체인 외부에서 발생합니다. 개별 트랜잭션을 모두 블록체인에 제출하는 대신, 플라즈마는 해당 트랜잭션들의 요약본만을 전송합니다. 이렇게 하면 메인 체인에 저장해야 할 데이터 양이 줄어들어 속도가 향상되고 비용이 절감됩니다. 마치 여러 작은 작업을 하나의 보고서로 그룹화하여 시간과 자원을 절약하는 것과 같습니다.

• 데이터 압축: 데이터 압축은 트랜잭션에서 사용하는 데이터 양을 줄여 트랜잭션을 더 작게 만듭니다. 예를 들어, 이더리움은 표준 서명에서 BLS 서명으로 전환하여 여러 서명을 하나로 결합할 수 있습니다. 이는 블록체인 상의 공간을 절약하며, 특히 대량의 트랜잭션을 처리하는 레이어 2 네트워크와 같은 시스템에서 트랜잭션을 더 효율적으로 만듭니다.

플라즈마와 롤업의 작동 방식

플라즈마 시스템을 만드는 한 가지 방법은 ZK-SNARKs라는 암호화 기술을 사용하여 코인의 이동을 추적하는 것입니다. 이 시스템은 코인의 이동 경로를 시간에 따라 맵핑하는 "병렬 원장"을 생성합니다. 필요한 정보만 메인 체인에 요약하여 전송함으로써, 플라즈마는 정확성과 보안을 희생하지 않으면서도 효율성을 보장합니다.

플라즈마와 데이터 압축 기술은 롤업의 효율성을 더욱 향상시킵니다. 이러한 솔루션은 이더리움이 가스 비용을 줄이고, 트랜잭션 처리량을 늘리며, 대규모 애플리케이션을 지원하는 데 도움을 주는 동시에 탈중앙화를 유지하도록 합니다.

롤업이 많은 트랜잭션을 오프체인에서 처리하는 동안, 이더리움의 메인 블록체인(레이어 1)도 성장하는 생태계에 발맞추기 위해 업그레이드가 필요합니다. 이러한 업그레이드는 이더리움의 기본 레이어가 확장 가능하고, 효율적이며, 접근 가능하도록 보장할 것입니다. 레이어 1에 도입될 주요 개선 사항을 살펴보겠습니다:

1. 가스 한도 증가: 가스 한도는 단일 블록에서 처리할 수 있는 데이터의 양을 결정합니다. 가스 한도를 높이면 이더리움이 블록당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있어 대기 시간이 단축되고 네트워크 혼잡이 완화됩니다. 하지만 가스 한도를 지나치게 높이는 것은 리스크가 따릅니다. 한도가 너무 높아지면 노드를 운영하는 비용이 증가해 네트워크 보안에 참여할 수 있는 사람이 제한될 수 있으며, 이는 탈중앙화를 저해할 가능성이 있습니다. 이더리움은 더 많은 트랜잭션을 처리하면서도 네트워크를 개방적이고 탈중앙화된 상태로 유지하기 위해 균형을 맞추는 것을 목표로 하고 있습니다.

2. EVM 바이트코드 개선: 이더리움 가상 머신(EVM)은 스마트 계약이 실행되는 곳입니다. 이더리움은 EOF(Ethereum Object Format)라는 새로운 바이트코드 형식을 도입하여 스마트 계약 실행을 더욱 효율적으로 만들고자 합니다. 이 업데이트를 통해 가스 비용이 감소하여 개발자와 사용자가 트랜잭션 및 계약 상호작용을 보다 저렴하게 수행할 수 있게 됩니다.

3. 다차원 가스 요금 구조: 이더리움은 다차원 가스 요금 구조를 도입하여 가스 요금을 계산, 데이터, 스토리지 등 사용된 리소스의 종류에 따라 구분합니다. 이 접근 방식은 사용자가 실제로 필요로 하는 리소스에 기반하여 공정한 요금을 지불하도록 하며, 비용 구조를 최적화하고 사용자 경험을 향상시킵니다.

4. 이더리움 네이티브 롤업: 네이티브 롤업은 이더리움 프로토콜 내에서 직접 실행되는 롤업을 의미합니다. 이는 이더리움이 여러 병렬 버전의 이더리움 가상 머신(EVM)을 동시에 지원할 수 있음을 뜻합니다. 이러한 네이티브 롤업은 네트워크에 과부하를 주지 않으면서 이더리움의 트랜잭션 처리 능력을 증가시킵니다. 이는 마치 기차역에 여러 개의 선로가 있어 각 선로가 독립적으로 열차를 처리하는 것과 같으며, 이를 통해 전체 시스템이 더 빠르고 효율적으로 작동할 수 있습니다.

이러한 레이어 1 개선 사항은 롤업이 대부분의 트랜잭션 부하를 처리하더라도 이더리움이 확장 가능하고 효율적인 상태를 유지하도록 보장합니다. 이를 통해 이더리움은 복잡한 애플리케이션과 수백만 명의 사용자를 지원할 수 있는 안전하고 탈중앙화된 플랫폼으로 계속 성장할 수 있을 것입니다.

이더리움의 The Surge 업그레이드는 네트워크를 더 효율적이고 경제적으로 만들어 일상 사용자와 개발자 모두에게 혜택을 제공합니다. 일부 기술적인 세부 사항은 복잡할 수 있지만, 이러한 변화가 여러분에게 어떤 영향을 미칠지 간단히 설명하겠습니다:

• 가스 수수료 감소: 가장 눈에 띄는 개선 사항 중 하나는 가스 수수료의 감소입니다. 특히 Arbitrum 및 Optimism과 같은 레이어 2 네트워크에서 더 저렴한 트랜잭션 비용을 제공하며, 현재 ETH 전송 비용은 약 $0.24에서 $0.78 수준입니다. The Surge 이후, 트랜잭션 수수료는 더욱 낮아질 가능성이 있어, ETH를 전송하거나 탈중앙화 애플리케이션(dApp)을 사용하는 것이 더욱 경제적이 될 것입니다. 가스 수수료 감소는 네트워크 혼잡 시에도 높은 비용 걱정 없이 빈번한 트랜잭션을 가능하게 합니다.

• dApp 성능 향상: 개발자는 더 빠른 트랜잭션 속도의 혜택을 받아 더 복잡하고 기능이 풍부한 dApp을 구축할 수 있습니다. DeFi 플랫폼, 블록체인 게임, 또는 NFT 마켓플레이스를 개발하는 경우, The Surge의 확장성 향상은 원활한 운영을 보장합니다. 더 빠른 트랜잭션은 지연 시간을 줄이고 사용자 만족도를 높이며, 탈중앙화 금융(DeFi) 및 게임과 같은 다양한 분야에서 혁신을 장려할 것입니다.

• 상호운용성 강화: 상호운용성, 즉 서로 다른 네트워크가 함께 작동할 수 있는 능력도 개선될 것입니다. 레이어 2 네트워크와 이더리움 메인넷 간의 토큰 및 자산 이동이 무척 간단해질 것입니다. 사용자는 네트워크 간 자산을 전송하기 위해 복잡한 브리지를 의존하지 않아도 됩니다. 대신, 이더리움은 하나의 통합된 생태계처럼 느껴질 것이며, 네트워크 내 다양한 계층에서 dApp과 상호작용하거나 자금을 이동하는 것이 단일 네트워크를 사용하는 것만큼 쉬워질 것입니다.

이러한 개선 사항은 이더리움을 사용자 친화적이고 개발자 친화적인 플랫폼으로 만들어, 일반 사용자와 빌더 모두가 번영할 수 있는 생태계를 조성합니다. 자금을 전송하거나, 애플리케이션을 개발하거나, 새로운 프로젝트를 탐색하는 등 어떤 활동을 하든, The Surge는 이더리움 커뮤니티에 더 빠르고 저렴하며 접근 가능한 블록체인 서비스를 제공합니다.

이더리움 네트워크 확장은 보안을 유지하는 복잡성을 증가시킵니다. 롤업이 더 널리 사용됨에 따라, 신뢰성과 견고성을 보장하는 것이 중요합니다. 롤업은 트랜잭션을 확인하기 위해 암호학적 증거에 의존하며, 이는 잠재적인 취약점으로부터 안전해야 합니다.

비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 양자 컴퓨팅이 장기적으로 제기하는 위험에 대해서도 강조했습니다. 이더리움 개발자들은 네트워크를 미래에 대비하기 위해 이미 양자 저항 암호화 기술을 탐구하고 있습니다.

서지(The Surge) 이후, 이더리움은 완전한 덩크샤딩(Danksharding)을 향한 로드맵을 계속 진행할 것입니다. 이 단계는 완전한 데이터 샤딩을 도입하여 확장성을 더욱 증가시킬 예정입니다. 앞으로 예정된 또 다른 업그레이드에는 다음이 포함됩니다:

• 스플러지(The Splurge): 가스 요금 개선 및 트랜잭션 형식과 같은 다양한 개선 사항에 중점을 둡니다.

• 버지(The Verge): 스테이트리스 클라이언트를 구현하여 이더리움의 합의 메커니즘 효율성을 향상시킵니다.

• 퍼지(The Purge): 불필요한 데이터를 줄이고 노드 성능을 개선하여 네트워크를 최적화합니다.

이더리움의 장기적인 비전은 보안이나 탈중앙화를 희생하지 않고 전 세계 수백만 명의 사용자를 지원할 수 있는 블록체인을 구축하는 것입니다.

덩크샤딩 - 이더리움의 완전한 샤딩 업그레이드에 대해 자세히 알아보세요. 

이더리움의 'The Surge'는 글로벌 탈중앙화 플랫폼으로 발전하기 위한 중요한 단계입니다. 롤업, 데이터 가용성, 그리고 레이어 1 개선에 초점을 맞추어 이더리움은 탈중앙화와 보안이라는 핵심 원칙을 유지하면서도 초당 100,000건 이상의 거래(TPS)를 처리하는 것을 목표로 하고 있습니다.

이러한 업그레이드가 진행됨에 따라 사용자들은 더 빠른 거래 속도와 낮은 수수료의 혜택을 받을 수 있으며, 개발자들은 더 혁신적인 디앱(dApps)을 구축할 수 있게 됩니다. 그러나 빠른 확장성은 새로운 리스크를 동반합니다. 레이어 2 솔루션의 취약성, 일시적인 네트워크 중단, 전환 과정에서의 가스 수수료 변동 등의 잠재적인 도전 과제가 존재합니다. 개발자와 사용자들은 이더리움의 진화 과정에서 정보를 지속적으로 업데이트하고 이에 적응해야 합니다.

'The Surge'를 통해 이더리움은 확장 가능하고 효율적이며 안전한 블록체인 미래를 위한 기반을 마련하고 있습니다. 그러나 모든 주요 업그레이드와 마찬가지로, 장기적인 성공을 보장하기 위해서는 면밀한 모니터링과 지속적인 조정이 필수적입니다. 이는 이더리움이 야심 찬 미래로 나아가는 첫걸음일 뿐입니다.

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