레이어 2

레이어 2, 어렵지 않아요 블록체인이 왜 느리고 비싼지, 그 해결법

1. 레이어 2가 대체 뭐예요?

레이어 2(Layer 2)는 이더리움이나 비트코인 같은 기반 블록체인 위에 얹혀서 함께 돌아가는 '별도의 확장 계층'을 부르는 말이에요. 여기서 레이어 1은 스스로 합의(여러 컴퓨터가 무엇이 맞는지 서로 맞춰 보는 일)와 보안을 책임지는 기반 블록체인, 즉 메인넷을 뜻해요. 레이어 2는 그 위에서 실제 거래 처리를 대신 떠맡는 윗층이고요. 참고로 기반 체인보다 더 아래에서 여러 체인을 이어 주는 계층은 따로 레이어 0이라고 불러요.

블록체인은 참여자 모두가 똑같은 거래 기록을 확인하고 저장하는 구조예요. 그래서 이용자가 늘면 처리 속도가 느려지고 수수료가 확 뛰는 '확장성(scalability, 늘어나는 사용량을 감당하는 능력)' 문제가 생겨요. 레이어 2는 대량의 거래를 메인넷 바깥에서 처리한 다음, 그 결과나 요약본만 레이어 1에 기록하는 방식으로 이 부담을 덜어 줘요. 덕분에 레이어 1의 보안은 그대로 물려받으면서도 처리량은 크게 늘리고 가스 수수료는 낮출 수 있어요.

한 가지 짚어 둘 점은, 레이어 2가 특정 코인 하나의 이름이 아니라는 거예요. '기반 체인에 정산(최종 계산·기록을 맡기는 일)을 기대는 확장 계층'이라는 큰 묶음을 가리키는 말이고, 그 안에는 롤업, 상태 채널, 사이드체인처럼 성격이 서로 다른 여러 방식이 함께 들어 있어요.

이렇게 보면 쉬워요 · 레이어 1이 본사라면, 레이어 2는 손님을 대신 받아 주고 하루 장부만 본사에 보고하는 지점 같은 거예요.

2. 왜 이런 게 생겨났을까요?

레이어 2가 필요해진 배경에는 '확장성 트릴레마'라는 문제가 있어요. 블록체인이 탈중앙성(한곳이 권력을 쥐지 않고 여럿이 나눠 갖는 성질), 보안성, 확장성 이 세 가지를 동시에 높은 수준으로 만족시키기 어렵다는 이야기예요. 모든 노드(참여 컴퓨터)가 모든 거래를 다 검증하게 하면 탈중앙성과 보안은 강해지지만, 그만큼 처리량이 제한돼서 사람이 몰릴 때 병목이 생겨요.

이더리움은 인기 있는 디앱(블록체인에서 돌아가는 앱)이나 탈중앙화 금융 서비스에 수요가 몰릴 때마다 가스 수수료가 크게 뛰는 일을 반복해서 겪었어요. 그래서 기반 체인 자체를 무겁게 뜯어고치는 대신, 거래 처리는 바깥 계층으로 옮기고 기반 체인은 최종 검증과 정산에만 집중하게 하자는 접근이 대안으로 자리 잡았어요. '기반 체인은 그대로 두고 위에서 확장하자'는 이 발상이 바로 레이어 2의 출발점이에요.

비트코인 쪽에서도 블록 크기를 두고 논쟁을 거치면서, 기반 체인을 크게 바꾸기보다 소액·고속 결제를 별도 계층에서 처리하려는 흐름이 나왔어요. 그게 라이트닝 네트워크로 이어졌고요.

3. 어떻게 작동하나요?

레이어 2의 핵심 아이디어는 '실행'과 '정산'을 나누는 거예요. 거래를 실제로 처리하는 실행은 레이어 2에서 빠르고 싸게 하고, 최종적인 정산과 보안 보증은 레이어 1에 맡겨요.

보통은 이런 흐름으로 돌아가요.

첫째, 이용자는 레이어 2에서 거래를 주고받아요. 여기서는 확인이 빠르고 수수료가 낮아요. 둘째, 레이어 2는 여러 거래를 한데 모아 처리한 뒤, 그 결과나 압축한 요약본을 레이어 1에 제출해요. 셋째, 레이어 1은 제출된 데이터를 최종 기록으로 확정하고, 다툼이 생기면 무엇이 진실인지 가려 주는 최종 심판 역할을 해요.

이 구조 덕분에 레이어 2는 새로운 신뢰 기반을 처음부터 따로 만들 필요 없이, 이미 검증된 레이어 1의 보안에 정산을 기댈 수 있어요. 그리고 이용자가 레이어 2에서 레이어 1로 자산을 다시 옮기려면 브리지(bridge, 두 체인 사이를 이어 주는 다리)를 거쳐야 하는데, 이 인출 절차가 각 방식의 특성을 크게 좌우해요.

4. 어떤 종류가 있나요?

레이어 2로 분류되는 방식은 크게 몇 가지로 나뉘어요.

먼저 롤업(Rollup)은 여러 거래를 하나로 묶어(roll up) 압축한 뒤 레이어 1에 제출하는 방식이에요. 오늘날 이더리움 확장의 주류이고, 부정 거래가 없다고 일단 가정하고 이의 제기 기간을 두는 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup), 그리고 영지식 증명으로 거래가 옳다는 걸 수학적으로 증명하는 영지식 롤업(ZK-Rollup)으로 나뉘어요.

상태 채널(State Channel)은 두 당사자가 채널을 열어 여러 거래를 오프체인(체인 바깥)에서 주고받고, 최종 결과만 레이어 1에 기록하는 방식이에요. 소액 결제를 채널 안에서 곧바로 처리하는 라이트닝 네트워크가 대표적이에요.

사이드체인(Sidechain)은 레이어 1과 브리지로 연결된 독립 블록체인이에요. 다만 사이드체인은 자체 합의와 보안을 갖기 때문에, 정산을 기반 체인에 기대는 순수한 레이어 2와는 구분해서 보는 시각도 있어요.

이 밖에 거래 데이터의 일부를 체인 밖에 두어 비용을 더 낮추는 밸리디움(Validium), 초기 확장 시도였던 플라즈마(Plasma)처럼 변형된 설계도 있어요.

5. 롤업, 조금 더 들여다볼까요?

롤업은 크게 두 갈래의 보안 방식을 써요.

옵티미스틱 롤업은 제출된 거래 묶음이 일단 정당하다고 '낙관적으로' 가정하고, 일정한 이의 제기 기간(challenge period)을 둬요. 이 기간에 누군가 부정 거래를 발견하면 사기 증명(fraud proof, 잘못됐다는 증거)을 제출해 되돌릴 수 있어요. 만드는 게 비교적 단순하고 이더리움 가상머신과 잘 맞는 장점이 있지만, 이의 제기 기간 때문에 레이어 1로 자산을 빼내는 데 시간이 걸려요.

영지식(ZK) 롤업은 거래 묶음이 규칙대로 처리됐다는 사실을 영지식 증명(유효성 증명, validity proof)으로 같이 제출해요. 레이어 1은 이 증명만 확인하면 되니까, 이의 제기 기간 없이 곧바로 최종성(더 이상 뒤집히지 않는 확정 상태)을 얻어요. 대신 증명을 만드는 데 연산이 더 많이 들고, 이더리움 가상머신과 완전히 호환되게 만들기가 어려워요.

두 방식 모두 '거래 실행은 밖에서, 검증 가능한 결과는 안에서'라는 원칙을 함께 써요. 또 데이터를 레이어 1에 남겨 누구나 상태를 다시 짜 맞춰 확인할 수 있게 한다는 점이, 사이드체인과 근본적으로 다른 부분이에요.

6. 데이터를 어디에 두느냐가 왜 중요해요?

롤업이 레이어 1에 남기는 데이터의 양과 비용은 레이어 2 수수료를 정하는 핵심 요소예요. 누구든 레이어 2의 상태를 검증하려면 원본 거래 데이터에 접근할 수 있어야 하는데, 이걸 데이터 가용성(data availability, 데이터를 실제로 구해 볼 수 있느냐) 문제라고 불러요.

2024년 이더리움 덴쿤(Dencun) 업그레이드에서 도입된 블롭(blob, EIP-4844)은 롤업이 데이터를 싸게 기록할 수 있는 임시 저장 공간을 마련해 줬어요. 덕분에 레이어 2 수수료가 크게 낮아지는 계기가 됐고요. 더 나아가 데이터 가용성만 전담하는 별도 계층을 두려는 흐름도 있는데, 셀레스티아가 이런 모듈러(modular, 기능별로 층을 나누는) 데이터 가용성 계층의 대표 사례로 꼽혀요.

데이터를 얼마나, 어디에 남기느냐에 따라 순수 롤업, 데이터를 밖에 두는 밸리디움 등으로 갈려요. 이건 결국 비용과 보안 사이에서 어디를 균형점으로 잡느냐의 선택이에요.

7. 실제로 어떤 것들이 있나요?

이더리움 생태계에서는 아비트럼(Arbitrum)과 옵티미즘(Optimism)이 대표적인 옵티미스틱 롤업이에요. zkSync·스타크넷(Starknet)·폴리곤 zkEVM 등은 영지식 롤업 계열로 꼽히고요. 코인베이스가 옵티미즘 기술을 바탕으로 내놓은 베이스(Base)는 2023년 출시 이후 빠르게 이용자를 모은 사례예요.

이 밖에도 리네아, 블라스트, 맨틀, 메가이더, 그리고 게임·NFT에 특화된 이뮤터블엑스 등 다양한 레이어 2가 저마다의 특색을 내세우고 있어요. 비트코인 쪽에서는 소액·고속 결제를 위한 라이트닝 네트워크가 널리 알려진 레이어 2 사례예요.

최근에는 체인 하나하나를 만드는 걸 넘어, 표준화된 방식으로 레이어 2를 손쉽게 찍어내는 롤업 서비스(RaaS, Rollup as a Service)도 등장했어요. 알트레이어, 칼데라 같은 프로젝트가 여기 속해요. 그리고 이렇게 늘어난 체인들을 서로 이어 주기 위한 레이어제로·하이퍼레인 같은 상호운용성 계층의 중요성도 함께 커졌어요.

8. 레이어 2도 자체 토큰이 있나요?

많은 레이어 2 네트워크는 자체 토큰과 생태계를 갖추고 있어요. 이 토큰은 거버넌스(운영 방향을 정하는 의사결정) 투표, 생태계 보상, 수수료 관련 용도 등으로 쓰이고, 신규 이용자를 끌어들이기 위한 에어드롭(토큰을 무료로 나눠 주는 일)에 활용되기도 해요.

다만 이런 토큰이 있는 네트워크라도, 결국은 기반이 되는 레이어 1의 보안에 정산을 기대고 있다는 점에서 독립적인 알트코인 메인넷과는 성격이 달라요. 알트코인 메인넷은 자체 합의로 스스로를 지키지만, 순수한 레이어 2는 최종 안전을 기반 체인에서 빌려 오거든요.

또 상당수 롤업은 탈중앙화 자율 조직 형태의 거버넌스를 도입해서, 프로토콜 변경이나 생태계 자금 집행을 토큰 보유자 투표로 정하려는 시도를 이어가고 있어요.

9. 아직 남은 문제는 없나요?

레이어 2는 확장성 문제를 크게 덜어 주지만, 몇 가지 구조적인 과제를 안고 있어요.

먼저 시퀀서 중앙화 문제예요. 많은 롤업은 거래 순서를 정하는 시퀀서(sequencer)를 한 주체가 혼자 운영해요. 이 주체가 멈추거나 거래를 골라서 처리하면 검열·중단 위험이 생겨서, 탈중앙화가 남은 숙제로 지적돼요. 다음으로 브리지 위험이 있어요. 레이어 1과 레이어 2 사이에서 자산을 옮기는 브리지는 과거에 여러 해킹의 표적이 됐고, 레이어 2를 쓸 때 주요 위험 요소로 꼽혀요. 인출 지연도 있어요. 옵티미스틱 롤업은 이의 제기 기간 때문에 레이어 1로 자산을 빼내는 게 늦어질 수 있어요. 마지막으로 파편화 문제예요. 레이어 2가 늘어날수록 유동성과 이용자가 여러 체인으로 흩어져서, 사용 경험과 상호운용성이 복잡해져요.

어디까지를 '진짜' 레이어 2로 볼 것이냐를 두고 논쟁도 있어요. 데이터를 기반 체인에 충분히 남기지 않거나 자체 보안에 의존하는 사이드체인·밸리디움을 순수 레이어 2와 같은 묶음으로 넣는 게 맞는지, 시각이 갈려요.

10. 앞으로 어디로 가나요?

레이어 2의 다음 목표는 '더 빠르고 싸게'를 넘어 '더 탈중앙적이고 서로 잘 이어지게'로 옮겨가고 있어요. 구체적으로는 시퀀서의 탈중앙화, 저렴한 데이터 가용성 확보, 그리고 여러 레이어 2 사이를 매끄럽게 오가는 상호운용성 확보가 핵심으로 꼽혀요.

이와 맞물려, 실행·정산·데이터 가용성·합의를 각각 전문 계층으로 나누는 모듈러 블록체인 설계가 퍼지고 있어요. 이 관점에서 보면 레이어 2는 단순한 보조 장치가 아니라, 이더리움을 비롯한 기반 체인의 확장을 담당하는 표준적인 구성 요소로 자리 잡아 가고 있어요. 기반 체인은 보안과 최종 정산에 집중하고, 실제 이용자 활동의 대부분은 레이어 2에서 일어나는 그림이 점점 뚜렷해지는 셈이에요.