블록체인 확장성(blockchain scalability)은 네트워크가 보안이나 탈중앙화(decentralization)를 해치지 않으면서 얼마나 많은 트랜잭션을 얼마나 빠르게 처리할 수 있는지를 의미합니다. 체인이 확장되지 못하면, 사용자는 혼잡한 시기에 높은 수수료, 느린 컨펌, 실패하는 트랜잭션으로 그 문제를 체감하게 됩니다. 강세장(bull run) 동안 소액을 전송하거나 NFT를 mint하려고 해봤다면, 수수료가 몇 달러까지 치솟고 컨펌을 몇 분씩 기다려야 했던 경험이 있을 수 있습니다. 이런 경험은 크립토가 과연 일상 결제, 게임, 대중적인 DeFi를 제대로 지원할 수 있을지 의문을 갖게 만듭니다. 이 가이드는 확장성의 핵심 개념과, 왜 이것이 어려운지(특히 확장성 트릴레마(scalability trilemma))를 설명합니다. 또한 sharding 같은 베이스 레이어 업그레이드와 rollups 및 기타 레이어 2(L2) 솔루션이 어떻게 함께 작동해 블록체인을 더 빠르고 저렴하게 만드는지, 그리고 그 과정에서 어떤 트레이드오프를 살펴봐야 하는지도 배우게 됩니다.
확장성 한눈에 보기
요약
- 확장성이란 네트워크 보안을 유지하면서 사용자에게 빠른 응답성을 제공하는 상태로, 초당 더 많은 트랜잭션을 처리하는 능력을 의미합니다.
- 이것이 어려운 이유는 확장성 트릴레마(scalability trilemma) 때문입니다. 확장성을 높이면 보안이나 탈중앙화(decentralization)에 압력이 가해지기 쉽습니다.
- Sharding은 블록체인을 보안을 공유하는 병렬 shard로 나누어 레이어 1(L1) 자체를 확장합니다.
- Rollups와 기타 레이어 2(L2) 솔루션은 연산을 오프체인으로 옮기고, 압축된 데이터나 증명을 L1에 다시 게시합니다.
- Sharding된 L1은 순수 처리량(throughput)을 크게 늘리는 데 강점이 있고, rollups는 유연한 배포와 빠른 반복에 강점이 있습니다.
- 성숙한 대부분의 생태계는 확장 가능한 L1과 강력한 L2를 혼합해 사용하는 방향으로 가고 있으며, 각각 서로 다른 트레이드오프를 가집니다.
확장성 기초: 처리량, 지연 시간, 그리고 트릴레마
사람들이 처리량(throughput)을 이야기할 때 보통은 블록체인이 초당 몇 건의 트랜잭션(TPS)을 처리할 수 있는지를 의미합니다. 처리량이 높을수록 더 많은 사용자가 동시에 거래, 게임, 결제를 하더라도 네트워크가 막히지 않고 수수료가 급등하지 않습니다.
지연 시간(latency)은 트랜잭션이 높은 신뢰도로 확정되기까지 걸리는 시간입니다. 지연 시간이 낮으면 앱이 빠릿빠릿하게 느껴집니다. “swap”이나 “send”를 누르면 몇 분이 아니라 몇 초 안에 최종 확정되는 것을 보는 느낌입니다. 처리량과 지연 시간은 모두 사용자 경험에 직접적인 영향을 줍니다.
확장성 트릴레마(scalability trilemma)는 보안, 탈중앙화(decentralization), 확장성을 동시에 극대화하기가 어렵다는 개념입니다. 매우 안전하고 탈중앙화된, 많은 독립 validator가 있는 네트워크는 엄청난 양의 트랜잭션을 빠르게 처리하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 반대로 블록 생산을 중앙화한 체인은 빠를 수 있지만 검열이나 공격에 더 취약해질 수 있습니다. 대부분의 현대 설계는 이 트릴레마를 완전히 “해결”하기보다는 세 가지 요소 사이에서 균형을 맞추려 합니다.
- 혼잡한 시기에는 트랜잭션 수수료가 급격히 올라 소액 결제나 소규모 거래가 경제성이 없어집니다.
- mempool이 계속 혼잡해져, 블록에 포함되기를 기다리는 대기 트랜잭션이 많이 쌓입니다.
- 특히 기본 수수료 설정을 사용할 경우, 사용자는 컨펌 시간이 길어지거나 예측하기 어려운 상황을 겪습니다.
- 앱이나 wallet은 온체인 혼잡을 사용자에게서 숨기기 위해 중앙화된 릴레이나 커스터디얼(custodial) 서비스를 의존하기 시작할 수 있습니다.
확장으로 가는 두 길: 레이어 1 vs 레이어 2
레이어 1(L1) 블록체인은 블록이 생성되고, 합의(consensus)가 이뤄지며, ETH나 BTC 같은 자산이 존재하는 기본 네트워크입니다. L1에서의 확장은 블록 용량을 늘리거나 sharding을 도입해 더 많은 트랜잭션을 병렬로 처리하는 등, 이 코어 프로토콜 자체를 변경하는 것을 의미합니다.
레이어 2(L2)는 기존 L1 위에서 동작합니다. 대부분의 사용자 활동을 오프체인에서 처리한 뒤, 보안과 정산(settlement)을 위해 주기적으로 베이스 체인과 상호작용합니다. 오늘날 Ethereum에서 주요 L2 설계는 rollups이며, 이 외에도 payment channel과 sidechain이 있습니다.
실제로 생태계는 “보안은 L1, 확장은 L2” 모델로 수렴하는 중입니다. 베이스 레이어는 보수적이고 견고하게 유지되는 반면, L2는 더 빠르게 움직이며 새로운 기능을 실험하고, 일상적인 트랜잭션의 대부분을 흡수합니다.
- 온체인: 더 큰 블록이나 더 짧은 블록 타임은 순수 처리 용량을 늘리지만, 소규모 node가 네트워크를 따라잡기 어렵게 만들 수 있습니다.
- 온체인: Sharding은 블록체인을 여러 shard로 나누어 서로 다른 트랜잭션을 병렬로 처리하면서도 보안을 공유하도록 합니다.
- 오프체인/L2: Rollups는 트랜잭션을 오프체인에서 실행하고, 압축된 데이터나 증명을 보안을 위해 L1에 게시합니다.
- 오프체인/L2: Payment channel은 두 참여자가 빈번한 거래를 오프체인에서 수행하고, 최종 결과만 L1에 정산하도록 합니다.
- 오프체인/L2: Sidechain은 보통 자체 validator와 보안 가정을 가진, 메인 체인과 bridge로 연결된 별도의 블록체인입니다.
Sharding 설명: 블록체인을 조각으로 나누기
Sharding은 붐비는 대형마트에 계산대를 더 늘리는 것과 비슷합니다. 모두가 한 명의 계산원에게 줄을 서는 대신, 여러 계산대로 나뉘어 서면 같은 시간에 더 많은 손님을 처리할 수 있습니다.
Sharding된 블록체인에서는 네트워크가 여러 shard로 나뉘며, 각 shard는 자신에게 할당된 트랜잭션을 처리하고 상태(state)의 일부를 저장합니다. validator는 서로 다른 shard에 배정되어 작업을 병렬로 수행하지만, 모든 shard는 여전히 하나의 전체 시스템에 속해 있습니다.
중앙 코디네이터나 beacon chain이 shard 간 동기화를 돕고, 보안이 shard 전체에 공유되도록 합니다. 이 설계는 처리량을 크게 늘릴 수 있지만, shard 간 통신, 데이터 가용성(data availability), validator 배정 등에서 복잡성이 생기며 이를 신중하게 다뤄야 합니다.
- 병렬 shard는 동시에 많은 트랜잭션을 처리할 수 있어, 전체 네트워크 처리량(throughput)을 크게 높입니다.
- 상태가 shard에 나뉘어 저장되기 때문에, 개별 node는 더 적은 데이터를 저장·처리해도 되어 하드웨어 요구사항이 낮아질 수 있습니다.
- Shard 간 트랜잭션은 데이터와 메시지가 서로 다른 shard 사이를 안전하게 이동해야 하므로 더 복잡해집니다.
- 어떤 shard도 쉬운 공격 대상이 되지 않도록, 무작위 validator 배정과 공유 합의(consensus) 같은 방식으로 보안을 신중하게 설계해야 합니다.
- 데이터 가용성(data availability)을 shard 전반에서 보장하는 것이 중요하며, 이를 통해 사용자와 라이트 클라이언트가 전체 시스템을 검증할 수 있어야 합니다.
Rollups와 레이어 2: 연산을 오프체인으로 옮겨 확장하기
Rollups는 트랜잭션을 오프체인에서 실행한 뒤, 이를 주기적으로 묶어(batch) 결과를 L1에 게시하는 L2 네트워크입니다. 모든 트랜잭션을 베이스 체인에서 직접 처리하는 대신, L1은 주로 압축된 데이터나 그에 대한 증명만 저장합니다.
여러 트랜잭션이 하나의 L1 트랜잭션을 공유하기 때문에, 사용자는 비용을 나눠 부담하게 되어 개별 액션당 수수료가 훨씬 낮아집니다. L1에 배포된 rollup의 smart contract는 규칙을 정의하고, 잔고를 추적하며, fraud proof나 validity proof를 사용해 보안을 강제합니다.
중요한 점은 사용자가 여전히 L1을 최종 진실의 원천으로 신뢰한다는 것입니다. Rollup sequencer가 악의적으로 행동하거나 오프라인이 되더라도, L1에 게시된 데이터와 rollup의 출금 메커니즘을 통해(각 설계의 가정에 따라) 사용자가 잘못된 상태에 이의를 제기하거나 자금을 인출할 수 있도록 설계되어 있습니다.
Key facts
Optimistic rollups: proof model
기본적으로 batch가 유효하다고 가정하고, 누군가 잘못된 상태를 발견하면 챌린지 기간 동안 fraud proof를 제출할 수 있도록 합니다.
Optimistic rollups: withdrawal time
잠재적인 fraud proof를 기다려야 하는 챌린지 윈도우 때문에, L1으로의 출금은 보통 며칠이 걸립니다.
Optimistic rollups: typical use cases
즉각적인 L1 출금보다 EVM 호환성과 개발자 도구가 더 중요한 범용 DeFi 및 dApp에 주로 사용됩니다.
Zk-rollups: proof model
각 batch가 L1에서 승인되기 전에 규칙을 모두 따랐음을 수학적으로 증명하는 <strong>validity proof</strong>(zero-knowledge proof)를 생성합니다.
Zk-rollups: withdrawal time
L1 컨트랙트가 분쟁 기간을 기다리는 대신 proof를 검증하므로, 출금이 훨씬 더 빠를 수 있습니다.
Zk-rollups: typical use cases
빠른 최종성(fast finality)과 효율적인 proof가 중요한 고빈도 트레이딩, 결제, 프라이버시 중심 앱 등에 적합하지만, 엔지니어링은 더 복잡한 편입니다.
- 여러 사용자 트랜잭션을 하나의 L1 트랜잭션으로 묶어 베이스 레이어 비용을 공유하기 때문에 수수료가 낮아집니다.
- Rollups는 batch를 온체인에 게시하기 전에 거의 즉각적인 소프트 컨펌을 제공할 수 있어, 사용자 경험이 빠르게 느껴집니다.
- 보안은 여전히 기반이 되는 L1과 rollup의 proof 시스템, 데이터 가용성, 업그레이드 거버넌스에 크게 의존합니다.
확장 가능한 블록체인의 실제 활용 사례
더 나은 확장성(scalability)은 크립토를 비싸고 느린 결제 레이어에서, 사용자가 매일 상호작용할 수 있는 플랫폼으로 바꿉니다. 수수료가 낮아지고 컨펌 속도가 빨라지면, 완전히 새로운 카테고리의 애플리케이션이 현실적으로 가능해집니다. DeFi 프로토콜은 더 작은 규모의 트레이더를 지원할 수 있고, 게임은 대부분의 인게임 액션을 온체인으로 옮길 수 있으며, NFT는 대량으로 mint·거래할 수 있습니다. Rollups, sharding된 체인, 기타 확장 솔루션은 이미 혼잡한 베이스 체인만으로는 불가능했던 실험들을 가능하게 하고 있습니다.
활용 사례
- 사용자가 토큰을 swap하거나 유동성을 공급할 때 트랜잭션당 몇 달러를 내지 않아도 되는, rollups 기반의 저수수료 DeFi 트레이딩.
- 게임 아이템이나 컬렉터블 같은 대규모 NFT mint 이벤트로, 단일 L1 블록 공간만으로는 감당하기 어려운 규모의 작업.
- 게임 내 이동, 업그레이드, 보상 등을 위한 빈번한 마이크로 트랜잭션(micro-transactions)을 L2에서 저렴하게 처리하는 블록체인 게임.
- 소액을 전 세계로 보내면서도 수수료로 큰 비중을 잃지 않는 국경 간 결제 및 송금.
- 높은 처리량과 낮은 지연 시간 덕분에 수많은 빠른 거래가 필요한 고빈도 차익거래 및 마켓 메이킹 전략.
- 예측 가능한 비용과 성능이 필요한 공급망 추적, 내부 정산 등 기업·기관 워크플로.
사례 연구 / 스토리
Ravi는 인도에 사는 프리랜서 개발자로, 지역 커뮤니티를 위한 소규모 DeFi 저축 앱을 만들고 있습니다. 처음에는 가장 안전해 보이고 생태계가 큰 인기 L1에 앱을 배포했습니다. 하지만 시장 랠리 동안 사용량이 급증하자, 단순 예치(deposit)에도 수수료가 몇 달러까지 올라가고 컨펌에 몇 분씩 걸린다며 사용자들의 불만이 쏟아졌습니다.
Ravi는 로드맵에 있는 sharding 계획을 읽어보지만, 이것이 당장 사용자에게 도움이 되지는 않는다는 걸 깨닫습니다. 그는 L2 옵션을 탐색하기 시작하고, rollups가 트랜잭션을 어떻게 batch로 묶어 메인 체인에 게시하는지 배우게 됩니다. 여러 네트워크를 테스트넷에서 시험해 본 뒤, 기존에 사용자가 신뢰하던 동일 L1의 보안을 상속받는 잘 정착된 rollup을 선택합니다.
앱을 이전한 후 평균 수수료는 90% 이상 감소했고, 인터페이스는 훨씬 더 빠르게 느껴졌습니다. Ravi는 bridge 리스크와 출금 시간 등을 포함한 트레이드오프를 커뮤니티에 문서화하고, L1이 여전히 궁극적인 정산 레이어 역할을 한다는 점을 설명합니다. 그의 핵심 교훈은, 적절한 확장성 접근 방식을 선택하는 일은 단순 TPS 숫자뿐 아니라 사용자 경험과 리스크 가정까지 함께 고려해야 한다는 것입니다.
리스크, 보안 고려사항, 그리고 트레이드오프
주요 리스크 요인
확장성은 강력하지만 공짜로 얻을 수 있는 것은 아닙니다. Sharding이든 rollups든, 새로운 메커니즘이 도입될 때마다 복잡성이 늘어나고, 문제가 발생할 수 있는 지점도 함께 늘어납니다. L2는 종종 bridge, sequencer, 업그레이드 키 등에 의존하는데, 이는 베이스 체인 외에 추가적인 신뢰 가정을 도입합니다. Sharding된 시스템은 데이터 가용성이나 보안 공백을 피하기 위해 많은 구성 요소를 정확히 조율해야 합니다. 사용자이든 빌더이든, 네트워크가 빠르고 저렴하다는 사실뿐 아니라 그 이면에 어떤 가정과 리스크가 존재하는지도 이해하는 것이 중요합니다.
Primary Risk Factors
Bridge 및 출금 리스크
L1과 L2 사이, 또는 체인 간 자산 이동은 bridge 컨트랙트에 의존하는데, 이 컨트랙트가 해킹되거나 잘못 설정되거나 일시 중지될 경우 자금이 동결되거나 손실될 수 있습니다.
Smart contract 버그
확장 시스템은 rollups, bridge, sharding 로직을 위한 복잡한 컨트랙트에 의존하므로, 구현 오류가 자금 손실이나 트랜잭션 정지로 이어질 수 있습니다.
데이터 가용성
트랜잭션 데이터가 안정적으로 게시·저장되지 않으면, 사용자와 라이트 클라이언트는 rollup이나 shard 상태를 검증할 수 없어 보안이 약해질 수 있습니다.
중앙화된 sequencer/validator
초기 L2와 일부 빠른 체인은 소수의 운영자에 의존하는 경우가 많아, 이들이 트랜잭션을 검열하거나 오프라인이 될 수 있으며, 이는 <strong>탈중앙화(decentralization)</strong>를 저해합니다.
Shard 간·체인 간 복잡성
Shard나 체인을 가로지르는 상호작용은 설계·테스트가 더 어렵고, 미묘한 버그나 혼란스러운 사용자 경험이 발생할 가능성을 높입니다.
사용자 혼란 및 UX 함정
사용자가 어떤 네트워크를 쓰는지, 출금에 얼마나 걸리는지, 어떤 수수료가 적용되는지 이해하지 못해 실수하거나 자금을 잘못된 곳으로 보내는 일이 생길 수 있습니다.
보안 모범 사례
Sharding vs Rollups: 장단점 비교
장점
Sharding은 단일 네이티브 자산과 보안 모델을 유지하면서 베이스 레이어 처리량을 늘립니다.
Shard 간 보안 공유 덕분에, 동일 L1 생태계 안에서 애플리케이션 간 상호운용성을 더 쉽게 구현할 수 있습니다.
Rollups는 기반 L1 프로토콜을 바꾸지 않고도 빠른 실험과 업그레이드를 가능하게 합니다.
서로 다른 rollups는 DeFi, 게임, 프라이버시 등 특정 용도에 특화될 수 있어, 빌더에게 더 큰 유연성을 제공합니다.
Rollups는 베이스 체인에 완전한 sharding이 도입되기 전이라도, 더 이른 시점부터 확장성 이점을 제공할 수 있습니다.
단점
Sharding은 프로토콜 복잡성을 높이고, shard 간 통신과 개발 도구를 더 어렵게 만들 수 있습니다.
L1을 sharding을 지원하도록 업그레이드하는 과정은 느리고 보수적이어서, L2 솔루션보다 혜택이 늦게 도달할 수 있습니다.
유동성과 사용자가 여러 rollups에 분산되면서, 최종 사용자 경험이 더 복잡해질 수 있습니다.
일부 rollups는 아직 생애 주기 초기에 있어, 표준·업그레이드 경로·리스크 프로필이 계속 진화하는 중입니다.
블록체인 확장성의 미래
장기적인 흐름은 각 레이어가 역할을 분담하는 모듈형 블록체인(modular blockchains)으로 향하고 있습니다. 어떤 레이어는 보안을, 어떤 레이어는 데이터 가용성을, 또 다른 레이어는 실행과 사용자 지향 앱을 담당합니다. Sharding된 L1, 데이터 가용성 레이어, rollups는 모두 이 모듈형 구조 안에 들어갑니다.
인프라가 성숙해지면, 사용자는 자신이 L1, L2, 심지어 L3 중 어디에 있는지 알 필요도, 신경 쓸 필요도 없을 수 있습니다. Wallet과 bridge가 트랜잭션을 가장 효율적인 경로로 라우팅하면서도, 보안은 여전히 견고한 베이스 레이어에 고정(anchor)될 것입니다.
빌더에게 미래는 여러 실행 레이어에 동시에 배포하면서, 그 아래에서 공유 보안과 유동성에 의존하는 방향일 가능성이 큽니다. 사용자에게 약속되는 것은 단순합니다. 웹 서비스처럼 빠르고 저렴하며 안정적인 상호작용이지만, 불투명한 서버 대신 검증 가능한 암호학(cryptography)적 보장을 기반으로 한다는 점입니다.
비교: 기존 웹 확장 vs 크립토 확장
L2 및 확장된 네트워크를 안전하게 사용하는 방법
L2를 사용하려면 보통 Ethereum 같은 L1에서 시작해, 자금을 대상 네트워크로 옮기기 위해 bridge를 사용합니다. 이는 bridge 컨트랙트로 트랜잭션을 보내고, L2 잔고가 wallet에 나타날 때까지 기다리는 과정을 포함합니다.
Bridge를 사용하기 전에, 여러 출처에서 공식 bridge URL을 확인하고, 네트워크 이름과 컨트랙트 주소를 점검하며, 입·출금에 보통 얼마나 걸리는지 이해해야 합니다. Wallet에서는 선택한 네트워크가 실제로 사용하려는 L2와 일치하는지, 토큰 컨트랙트 주소가 올바른지 확인하세요.
처음에는 작은 테스트 금액으로 시작해 모든 것이 예상대로 작동하는지 확인합니다. 시간이 지나면서 L1과 L2의 네트워크 수수료와 혼잡도를 함께 모니터링해, 비용이나 출금 시간 변화에 놀라지 않도록 하세요.
- Wallet을 연결하기 전에, 여러 신뢰할 수 있는 출처에서 공식 bridge URL과 문서를 확인합니다.
- 입·출금이 예상대로 작동하는지 확인하기 위해, 소액을 L2로 테스트 전송해 봅니다.
- L1으로 다시 나올 때 놀라지 않도록, 일반적인 출금 시간과 챌린지 기간에 대해 미리 읽어둡니다.
- 입·출금에는 여전히 높은 L1 gas가 영향을 줄 수 있으므로, L1과 L2 양쪽의 네트워크 수수료를 모니터링합니다.
- 현재 어떤 네트워크에 연결되어 있는지 명확히 보여주고, 사용하려는 L2를 지원하는 신뢰할 수 있는 wallet을 사용합니다.
FAQ: 블록체인 확장성, Sharding, Rollups
블록체인 확장성에 대한 핵심 정리
다음과 같은 분께 적합할 수 있습니다
다음과 같은 분께는 적합하지 않을 수 있습니다
- 단기 가격 예측이나 트레이딩 시그널을 찾는 사람
- 일반적인 교육이 아닌, 특정 상품 추천을 원하는 사용자
- 기본적인 wallet 및 네트워크 설정 관리를 원치 않는 독자
- 개별 토큰에 대한 법률·세무·투자 자문이 필요한 사람
블록체인 확장성(scalability)은 더 많은 사용자를 더 빠르고 저렴한 트랜잭션으로 지원하면서도, 강력한 보안과 탈중앙화(decentralization)를 유지하는 능력에 관한 것입니다. 확장성이 어려운 이유는 확장성 트릴레마 때문으로, 한 축을 지나치게 밀어 올리면 다른 축에 부담이 가기 쉽습니다. Sharding은 베이스 체인 자체를 업그레이드해 여러 shard로 나누고, 보안을 공유하면서 처리량을 늘리는 방식으로 문제에 접근합니다. Rollups와 기타 L2는 대부분의 연산을 오프체인으로 옮기고, L1을 주로 데이터와 정산을 위한 레이어로 사용해 큰 효율성을 끌어냅니다. 일반 사용자에게 이상적인 결과는, 웹 서비스만큼 부드럽게 느껴지면서도 그 아래에는 개방적이고 검증 가능한 인프라가 깔려 있는 앱입니다. 다양한 네트워크를 탐색할 때는 속도와 수수료뿐 아니라, 보안 가정, bridge 설계, 탈중앙화 수준도 함께 살펴보며 자신의 필요에 맞는 환경을 선택하세요.