블록 체인의 확장 문제는 무엇입니까? 현재 솔루션은 무엇입니까?

블록 체인의 확장 문제는 분산 된 특성과 보안을 유지하면서 기술을 스케일링하는 데 더 많은 수의 트랜잭션 (TPS)을 처리 해야하는 과제를 말합니다. 블록 체인 기술, 특히 Bitcoin 및 Ethereum이 인기가 높아짐에 따라 더 빠르고 효율적인 거래 처리에 대한 수요가 증가했습니다. 이 기사는 블록 체인의 확장 문제를 탐구하고이를 해결하기 위해 현재 구현중인 솔루션에 대해 논의합니다.

확장 문제 이해

블록 체인 기술의 확장 문제 는 주로 거래 처리량과 블록 크기의 두 가지 주요 측면을 중심으로 진행됩니다. Bitcoin 및 Ethereum과 같은 전통적인 블록 체인은 초당 처리 할 수있는 트랜잭션의 수에 제한이 있습니다. 예를 들어, Bitcoin는 약 7 개의 TP를 처리 할 수있는 반면, 이더 리움은 약 30 tps를 처리합니다. 이 숫자는 비자와 같은 기존 금융 시스템과 비교할 때 창백하며 초당 수만 건의 거래를 처리 할 수 ​​있습니다.

이러한 한계의 주된 이유는 대부분의 블록 체인이 사용하는 합의 메커니즘 때문입니다. Bitcoin는 광부가 복잡한 수학적 문제를 해결하여 트랜잭션을 검증하고 블록 체인에 추가 해야하는 작업 증명 (POW)을 사용합니다. 이 프로세스는 본질적으로 느리고 에너지 집약적이며 거래 처리량이 낮아집니다.

확장 문제에 대한 현재 솔루션

블록 체인의 확장 문제를 해결하기 위해 몇 가지 솔루션이 제안되고 구현되었습니다. 이러한 솔루션은 광범위하게 온쇄 및 오프 체인 스케일링 방법으로 분류 될 수 있습니다.

온쇄 스케일링 솔루션

온쇄 스케일링 솔루션은 트랜잭션 처리량을 늘리기 위해 블록 체인 프로토콜 자체를 수정하는 데 중점을 둡니다. 가장 일반적인 접근법 중 하나는 블록 크기를 증가시키는 것입니다. Bitcoin 현금 인 Bitcoin의 포크는 Bitcoin의 포크 인 Bitcoin의 1 MB에서 블록 크기를 32MB로 증가시켜 각 블록에서 더 많은 트랜잭션을 처리 할 수있게 해줍니다.

또 다른 온쇄 용액은 샤드 입니다. 샤딩에는 블록 체인을 작은 조각 또는 파편으로 나누어 각각의 트랜잭션 세트를 처리 할 수 ​​있습니다. 이더 리움은 확장 성을 높이기 위해 샤딩 구현을 적극적으로 노력하고 있습니다. 여러 파편이 트랜잭션을 동시에 처리 할 수있게함으로써 네트워크의 전체 트랜잭션 처리량을 크게 향상시킬 수 있습니다.

오프 체인 스케일링 솔루션

오프 체인 스케일링 솔루션은 메인 블록 체인 외부의 트랜잭션을 처리하여 네트워크의 부하를 줄이는 것을 목표로합니다. 가장 인기있는 오프 체인 솔루션 중 하나는 Bitcoin 용으로 설계된 Lightning Network입니다. Lightning Network는 사용자간에 결제 채널을 생성하여 체인 오프 체인을 여러 번 수행하고 블록 체인의 최종 잔액 만 해결할 수 있습니다. 이는 기본 블록 체인에서 처리 해야하는 트랜잭션의 수를 크게 줄여서 전체 확장 성을 증가시킵니다.

또 다른 오프 체인 솔루션은 사이드 체인 입니다. 사이드 체인은 메인 블록 체인으로 짜여진 별도의 블록 체인으로 자산이 그들 사이에 양도 될 수 있습니다. 주요 블록 체인은 사이드 체인에서 트랜잭션을 처리함으로써 보안 및 합의 유지에 중점을 둘 수있는 반면, 사이드 체인은 거래량의 대부분을 처리합니다.

레이어 2 솔루션

계층 2 솔루션은 블록 체인 네트워크를 스케일링하는 또 다른 접근법입니다. 이 솔루션은 기존 블록 체인 (계층 1) 위에 구축되어 기본 프로토콜을 변경하지 않고 확장 성을 향상시킵니다. 계층 2 솔루션의 한 예는 Lightning Network와 유사하지만 단순한 지불 이상에 사용할 수있는 상태 채널 입니다. 상태 채널을 사용하면 사용자가 여러 개의 상호 작용을 체인 오프 체인으로 수행하고 최종 상태 만 블록 체인에만 제출하여 네트워크의 부하를 줄일 수 있습니다.

다른 레이어 2 솔루션은 롤업 입니다. 롤업은 여러 트랜잭션을 단일 트랜잭션으로 배치 한 다음 기본 블록 체인에서 처리됩니다. 낙관적 인 롤업 과 ZK 롤업 의 두 가지 유형이 있습니다. 낙관적 롤업은 기본적으로 트랜잭션이 유효하다고 가정하고 챌린지가있는 경우에만 실행하는 반면 ZK-Rollups는 제로 지식 증명을 사용하여 블록 체인에 제출하기 전에 중쇄 오프 체인을 검증합니다.

합의 메커니즘 혁신

합의 메커니즘의 혁신은 확장 문제를 해결하는 데 중요한 역할을합니다. Bitcoin와 같은 블록 체인의 전통적인 합의 메커니즘이지만 작업 증명 (POW)은 본질적으로 느리고 에너지 집약적입니다. 결과적으로, POS (Proof of Stake) 및 DPO (Stake of Stake) 와 같은 대체 합의 메커니즘이 개발되었습니다.

예를 들어, 이더 리움은 Ethereum 2.0 업그레이드를 통해 POW에서 POS로 전환하고 있습니다. POS를 통해 유효성 검사기는 보유한 동전 수를 기반으로 새 블록을 만들 수 있으며 담보로 '스테이크'를 기꺼이 할 수 있습니다. 이 접근법은 더 에너지 효율적이며 POW보다 더 빨리 거래를 처리 할 수 ​​있습니다. EOS와 같은 블록 체인이 사용하는 DPO는 토큰 보유자가 거래 검증 및 새로운 블록을 만들고있는 소수의 대의원에게 투표 할 수있어 확장 성이 증가 할 수 있습니다.

상호 운용성 및 크로스 체인 솔루션

상호 운용성 및 크로스 체인 솔루션 도 블록 체인 확장 성을 향상시키기 위해 탐색되고 있습니다. 다른 블록 체인이 자산간에 자산을 전달하고 양도 할 수있게함으로써 블록 체인 생태계의 전반적인 용량을 증가시킬 수 있습니다. Polkadot 및 Cosmos 와 같은 프로젝트는 상호 운용 가능한 블록 체인 네트워크를 만들기 위해 노력하고 있으며, 각각은 자체 거래를 처리하고 다른 사람과 의사 소통 할 수 있습니다.

예를 들어, Polkadot은 릴레이 체인을 사용하여 여러 낙하산을 연결하며, 각각은 특정 사용 사례에 대해 최적화 될 수 있습니다. 이를 통해 네트워크 내에서 확장 성과 유연성을 높일 수 있습니다. 반면에 Cosmos는 IBC (Inter-Blockchain Communication) 프로토콜을 사용하여 다른 블록 체인이 데이터 및 자산을 안전하게 교환 할 수 있도록합니다.

자주 묻는 질문

Q : 샤드는 어떻게 블록 체인 확장 성을 향상 시키는가?

A : Sharding은 네트워크를 Shards라는 더 작고 독립적 인 조각으로 나누어 블록 체인 확장 성을 향상시킵니다. 각 샤드는 자체 트랜잭션 세트를 동시에 처리 할 수있어 전체 네트워크가 초당 많은 양의 트랜잭션을 처리 할 수 ​​있습니다. 이 접근법은 개별 노드의 부하를 줄이고 전체 블록 체인의 처리량을 증가시킵니다.

Q : 낙관적 인 롤업과 ZK 롤업의 주요 차이점은 무엇입니까?

A : 낙관적 인 롤업과 ZK- 롤업은 둘 다 레이어 2 스케일링 솔루션이지만 다르게 작동합니다. 낙관적 롤업은 기본적으로 트랜잭션이 유효하다고 가정하고 도전이 발생한 경우에만 실행되므로 확인 시간이 길어 지지만 계산 집중력이 떨어질 수 있습니다. 반면에 ZK-Rollups는 제로 지식 증거를 사용하여 블록 체인에 제출하기 전에 거래를 유효성으로 확인하여 더 빠른 확인 시간을 제공하지만보다 계산 능력이 필요합니다.

Q : 블록 크기 만 증가하면 블록 체인의 확장 문제가 해결 될 수 있습니까?

A : 블록 크기를 늘리면 거래 처리량을 어느 정도 향상시키는 데 도움이 될 수 있지만 확장 문제에 대한 완전한 솔루션은 아닙니다. 더 큰 블록에는 더 많은 스토리지와 대역폭이 필요하므로 상당한 리소스가있는 노드 만 네트워크에 참여할 수 있으므로 중앙 집중화로 이어질 수 있습니다. 또한 더 큰 블록은 작업 증명과 같은 합의 메커니즘으로 근본적인 문제를 해결하지 않으므로 확장 성을 제한 할 수 있습니다.

Q : 번개 네트워크는 어떻게 작동하며 그 이점은 무엇입니까?

A : Lightning Network는 사용자간에 지불 채널을 생성하는 오프 체인 스케일링 솔루션입니다. 이 채널을 사용하면 사용자가 여러 번의 트랜잭션을 체인 오프 체인을 수행하고 블록 체인의 최종 잔액 만 수행 할 수 있습니다. 번개 네트워크의 이점에는 메인 블록 체인에서 처리되어야하는 트랜잭션의 수를 줄이기 때문에 더 빠른 거래 처리, 수수료 및 확장 성 증가가 포함됩니다.