블록체인 트릴레마는 무엇이며 해결하기 어려운 이유는 무엇입니까?

블록체인 트릴레마 이해

1. 블록체인 트릴레마는 블록체인 네트워크에서 분산화, 보안 및 확장성을 동시에 달성해야 하는 과제를 의미합니다. 이 세 가지 기둥 각각은 강력한 블록체인 시스템에 필수적입니다. 분산화는 단일 개체가 네트워크를 제어하지 않도록 보장하여 검열에 대한 신뢰와 저항을 강화합니다.

2. 보안은 이중 지출이나 51% 공격과 같은 공격으로부터 네트워크를 보호하여 데이터 무결성과 합의 신뢰성을 보장합니다. 확장성을 통해 네트워크는 지연이나 높은 수수료 없이 점점 더 많은 거래를 처리할 수 있으므로 대량 채택이 가능해집니다.

3. 대부분의 블록체인 시스템은 세 번째 측면을 타협하면서 이러한 두 가지 측면을 최적화합니다. 예를 들어 Bitcoin은 분산화와 보안을 우선시하지만 제한된 블록 크기와 처리량으로 인해 확장성에 어려움을 겪고 있습니다.

4. 이더리움은 처음에는 비슷한 모델을 따랐지만 수요가 증가함에 따라 거래 수수료가 급증하고 확인 시간이 늘어났습니다. 이는 분산화나 보안을 희생하지 않고 확장하는 것이 얼마나 어려운지 보여주었습니다.

5. 한 측면을 개선하려는 시도는 종종 다른 측면에서 취약성이나 비효율성을 초래합니다. 확장성을 높이기 위해 블록 크기를 늘리면 더 많은 스토리지와 대역폭이 필요할 수 있으며, 더 작은 노드를 밀어내고 분산화를 줄일 수 있습니다.

세 가지 기둥의 균형을 맞추는 과제

1. 진정한 분산화를 위해서는 다양한 지역과 관할권에 분산된 수많은 독립 노드가 필요합니다. 시스템이 높은 계산 능력이나 저장 용량을 요구할 때 이러한 분포를 유지하는 것이 더 어려워집니다.

2. 보안 강화에는 일반적으로 작업 증명 또는 지분 증명과 같은 강력한 합의 메커니즘이 포함됩니다. 이는 리소스 집약적이며 트랜잭션 처리 속도를 저하시켜 확장성에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.

3. 샤딩이나 레이어 2 네트워크와 같은 확장 솔루션으로 인해 복잡성이 발생합니다. 샤딩은 블록체인을 더 작은 조각으로 분할하여 각각 트랜잭션의 하위 집합을 처리합니다. 이로 인해 처리량이 향상되지만 샤드 간 통신 및 잠재적인 보안 단편화에 대한 우려가 제기됩니다.

4. 롤업과 같은 레이어 2 솔루션은 오프체인 트랜잭션을 처리하고 요약을 메인 체인에 게시합니다. 기본 계층의 부하를 줄이지만 기본 체인의 보안에 크게 의존하여 종속성 위험이 발생합니다.

5. 하나의 문제를 해결하기 위한 모든 아키텍처 변경은 다른 두 속성에 의도하지 않은 결과가 발생하는지 주의 깊게 평가해야 합니다. 모든 블록체인 설계에 적용되는 보편적인 수정 사항은 없습니다.

트릴레마를 해결하기 위한 혁신

1. Avalanche 및 Clique와 같은 새로운 합의 알고리즘은 중앙 집중식 제어 없이 더 빠른 최종성과 더 높은 처리량을 제공하는 것을 목표로 합니다. 이러한 모델은 새로운 접근 방식을 사용하여 기존 방법보다 더 효율적으로 노드 간의 합의에 도달합니다.

2. Solana와 같은 블록체인은 역사 증명과 지분 증명을 결합하여 높은 성능을 주장합니다. 그러나 소수의 고성능 검증자에 대한 의존도는 충분한 탈중앙화를 유지하는지에 대한 논쟁을 불러일으켰습니다.

3. Polkadot은 여러 병렬 체인(파라체인)이 공유 보안 하에서 작동하는 릴레이 체인 아키텍처를 도입합니다. 이 디자인은 보안과 어느 정도의 분산화를 유지하면서 병렬 처리를 통해 확장성의 균형을 맞추려고 시도합니다.

4. Cardano는 계산과 정산을 분리하는 계층형 아키텍처를 사용하여 핵심 기능을 방해하지 않고 업그레이드 및 확장이 가능합니다. Ouroboros 합의 프로토콜은 동료 검토를 거쳐 장기적인 지속 가능성을 위해 설계되었습니다.

5. 동적 샤딩, 적응형 블록 크기, 인센티브 조정 노드 참여를 실험하는 프로젝트에서는 하이브리드 모델을 계속해서 탐색하고 있습니다. 아직 확실한 해결책으로 폭넓은 합의를 이룬 사람은 없습니다.

자주 묻는 질문

블록체인이 분산화를 희생하면 어떻게 되나요? 분산화를 줄이면 효율성과 속도가 향상되지만 네트워크는 강력한 주체의 조작에 더욱 취약해집니다. 이는 무신뢰 운영의 기본 원칙을 훼손하고 검열이나 일방적인 의사 결정으로 이어질 수 있습니다.

레이어 2 솔루션이 타협 없이 확장성을 완전히 해결할 수 있습니까? 레이어 2 시스템은 트랜잭션 처리량을 향상하고 비용을 낮추지만 기본 레이어의 보안에 의존합니다. 메인 체인이 손상되면 그 위에 구축된 레이어 2 네트워크도 손상됩니다. 또한 상호 운용성 및 사용자 경험 문제는 많은 구현에서 해결되지 않은 상태로 남아 있습니다.

확장 중에 보안을 유지하기가 특히 어려운 이유는 무엇입니까? 트랜잭션 볼륨이 증가함에 따라 공격자는 대기 시간, 합의 지연 또는 취약한 검증 프로세스를 악용할 기회가 더 많아집니다. 더 빠른 블록 또는 분산된 샤드는 노드가 데이터를 확인하는 데 사용할 수 있는 시간을 줄여 사기 활동이 감지되지 않을 위험을 높일 수 있습니다.

트릴레마를 극복한 블록체인의 실제 사례가 있습니까? 트릴레마를 완전히 극복한 블록체인은 없습니다. Ethereum, Solana 및 Cosmos와 같은 시스템은 특정 영역에서 발전을 이루었지만 여전히 중앙 집중화 경향, 중단 위험 또는 글로벌 노드 참여 제한에 대한 비판에 직면해 있습니다. 최적의 균형을 찾기 위한 노력은 계속됩니다.