기고 | 블록체인 진화상 살펴보기

이더리움과 여타 ‘컴퓨트 블록체인’ 기술이, 예전에는 없었던 인터랙션 및 데이터 프로세싱 레이어의 출현을 약속하고 있다.

블록체인은 암호화폐를 뒷받침하는 기술로 잘 알려져 있다. 비록 비트코인과 같은 암호화폐가 미디어 관심의 끌고 있지만, 블록체인 기술에 내재된 또 다른 혁명적인 가능성이 있다. 바로 안전하고 분산된 데이터 처리가 그것이다.

뻔하고 무미건조한 말로 들린다고 해서 관심을 접으면 안 된다. 새로운 블록체인 시스템은 완전히 새로운 상호 작용 및 처리 계층이 인터넷에서 출현할 수 있는 가능성을 제시한다. ‘글로벌 분산 튜링 머신’이라고 표현될 수 있는 존재다. 또 중앙 집권화 된 구조으로부터 데이터에 대한 제어권을 빼앗아 사용자에게 반환할 수 있다.

그것은 희망과 약속이다. 하지만 이런 잠재력이 어떻게 발휘될 수 있을 것인가? 

블록체인과 비트코인의 시작은 사토시 나카모토의 백서에 기술돼 있다. 그러나 블록체인을 기반으로 고차원 시스템을 구축하는 아이디어는 이더리움 백서에 사실상 처음 제시됐다. 그리고 이더리움(및 그 부수적인 코인인 이더(Ether))이 유독 두드러진 고차원 암호화 시스템일 수 있지만, 이 범주에는 폴카도트(다중 체인 시스템), 코스모스, 알고랜드 등도 포함된다.

이더리움은 본질적으로 컴퓨팅 생태계다. 따라서 그 위에 헥스 및 테더와 같은 코인과 유니스와프나 앰프와 같은 시스템을 포함한 광범위한 다른 시스템들이 구축되어 있다는 것을 깨닫는 것이 중요하다. 참고로 이더리움은 최근 마이크로소프트에 부여된 특허에도 등장한다.

이 글에서는 이더리움 등 고차원의 암호시스템으로 등장한 이 기본 아이디어를 ‘컴퓨팅 블록체인’이라고 부르고자 한다.
 

컴퓨팅 블록체인
우리가 말하는 ‘컴퓨팅 블록체인’을 이해하는 첫걸음은 블록체인 자체를 이해하는 것이다. 특히, 블록체인이 협업 노드, 즉 피어 네트워크에서 실행된다는 것에 주목할 필요가 있다. 이러한 노드는 세계 곳곳의 개인과 조직에 의해 실행된다. 네트워크의 노드는 (새로운 코인을 위한 채굴뿐만 아니라) 유료로 거래의 유효성을 확인하기 위해 협력한다. 이러한 노드들이 공동으로(또한 유료로) 계산 작업을 실행하는 경우, 네트워크는 일종의 분산형 상태 기계(state machine)로 부트스트랩 된다.

기존의 블록체인 트랜잭션은 대개 증가 및 감소와 관련된 제한된 행동만 수행할 수 있었다. 일단 새로운 상태가 로컬에서 검증되면, 그것은 네트워크로 전파되어 향후 글로벌 진실로 받아들여졌다. 반면 이더리움의 경우, ‘계약’ 또는 ‘스마트 계약’이라고 불리는 코드 청크(디앱(dapps) 또는 분산 애플리케이션이라고도 함)를 노드에 설치할 수 있다. 이들 계약 또는 디앱은 보다 정교한 논리를 실행한다. 그들은 심지어 다른 노드에 호출할 수도 있고, 이것은 다시 재귀적인(recursive) 호출 체인을 만들 수 있다.

각 계약에는 로직의 단계를 실행하기 위해 필요한 ‘가스’(gas ; 이더리움 이더 토큰에 명시됨)가 어느 정도인지 명시돼 있고, 계약 발신자는 계약을 실행하기 위해 일정량의 이더 가스를 공급하게 된다. 명확한 규칙은 가스가 어떻게 소비되고 무엇이 기계의 상태에 대한 성공적인 변화를 구성하는지 지시한다. 이 설정을 통해 블록체인 노드는 영구적인 글로벌 상태를 저장하는 프로세서와 합의 피어를 모두 나타내게 된다.

다른 가상 기계와 마찬가지로, 여기서의 목적은 기본 시스템과 실행 중인 애플리케이션 코드 사이에 추상화 계층을 생성하는 것이다. 이더리움과 같은 블록체인 기계는 네트워크나 파일 시스템에 접근하지 않고 코드를 실행하기 위해 엄격하게 제한된 컨테이너를 만든다. 대신, 프로토콜은 기계의 공유 상태를 변경할 수 있는 계약에 대한 API를 정의하며, 본질적으로 블록체인 합의 상태가 영구 메모리가 되도록 한다. 다시 말해 블록체인 자체가 데이터베이스다.

블록체인 프로그래밍
이더리움을 위해 몇 가지 고차원적 언어가 개발되었는데, 현재까지는 이 언어들은 간단한 스택 기반 언어만 지원한다. 현재 표준 언어는 솔리디티(Solidity)라고 하며, C와 유사한 구문을 지원한다. 솔리디티 코드는 스마트 계약으로 실행되기 위해 바이트코드로 컴파일 된다. 이더리움은 솔리디티 앱인 이더리움 리믹스를 개발하는 데 사용할 수 있는 온라인 IDE를 제공한다. 카운터를 증감할 수 있는 계약의 간단한 예는 목록 1(예시별 솔리디티)에서 보는 바와 같다.

목록 1. 솔리디티 카운터



노드가 계약을 수락하고 실행할 때 코드 실행에 대한 수수료를 받는다. 이는 비트코인 노드가 블록체인 거래를 검증할 때 받는 수수료와 유사하다. 개발자가 앱을 수익화 하는 방법은 다양하다.

설명된 시스템의 흥미로운 결과는 모든 노드가 모든 계약을 실행한다는 것이다. 이는 글로벌 상태가 모든 상태 전환에 대해 합의를 지향하는 추세에 달려있기 때문에 모든 노드가 모든 계약의 거래를 최종적으로 검증하고 준수해야 한다는 것을 의미한다. 솔리디티 언어에 대한 자세한 내용은 이 개요를 참조하라.

지분증명(PoS)
이더리움은 새로운 버전인 이더리움 2에 적극적으로 공을 기울이고 있다. 특히 중요한 발전 중 하나는 비트코인과 이더리움 1이 사용하는 작업증명(PoW) 모델 대비 지분증명(PoS) 모델을 도입하는 것이다. 이들은 합의 알고리즘으로 알려져 있으며 그것들은 블록체인이 노드가 유효한 연산자임을 증명할 수 있게 하는 방법을 말한다. 비트코인과 PoW 시스템에서 노드는 어려운 암호 계산을 수행하여 계산 작업을 수행했음을 보여준다. PoS에서 노드는 일종의 실행 중인 담보로 보유하고 있는 토큰을 내놓는다.

PoS의 근본적인 이점은 노드가 거래를 검증하기 위해 값비싼 계산을 수행할 필요가 없어져 에너지가 크게 절약된다는 것이다. 이것은 차례로 노드에 대한 진입 장벽을 낮추어 더 많은 노드(및 사람들)가 참여한다는 것을 의미한다. 그 결과 확장성이 크게 향상될 가능성이 높다.

PoS 모델은 또 코인 보유에 대한 일종의 배당금을 지불하는 것을 허용한다.

PoS의 단점 중 하나는 PoW보다 훨씬 덜 테스트되었다는 것이다. 이더리움 2와 (테조스 같은) 다른 PoS 코인의 채택이 확대되는 것을 지켜볼 것이다. 특정 형태의 PoS(PoS와 PoW 합의 메커니즘을 모두 사용하는 하이브리드 모델 포함)가 향후 암호 분야의 주요 일부가 될 것이라는 것은 확실해 보인다.

PoS 암호시스템으로는 이더리움 외에도 다양하다. 주목받고 있는 여러 지분 증명 시스템이 있다. 순수한 PoS인 것도 있으며, 하이브리드 모델인 것도 있다.

블록체인 샤딩하기((Sharding)
확장성과 채택을 개선하기 위한 노력으로 이더리움 2와 같은 일부 블록체인은 샤딩의 사용을 제안한다. 이것은 데이터베이스 샤딩과 유사하다. 단순화된 지불 확인(SPV)과 라이트 노드에 더해서 네트워크에 참여하기 위해 노드가 보유해야 하는 데이터 양을 제한하는 꽤 똑똑한 접근법이라고 할 수 있다.

샤딩의 기본 아이디어는 하나의 블록체인을 여러 개의 협력적인 블록체인으로 샤딩 하는 것이다. 그런 다음 노드(심지어 전체 노드)는 그것들이 속한 하위 체인에 대한 데이터와 처리량만 처리하면 되며, 메타 프로토콜은 하위 체인 간의 협상을 처리한다. 이를 ‘레이어 2’ 기술이라고 한다. 한편 이더리움 1에도 레이어 2 기능이 있었다. 이는 거래 번들을 오프라인으로 롤업한 다음 암호화 증명과 함께 메인 네트워크에 제출할 수 있는 기능 등을 의미한다. 

투자 및 암호화폐 거래소
블록체인은 본질적으로 분산되어 있다. 그러나 독립적인 노드에서 이루어지고 있는 모든 데이터와 작업을 고려할 때, 중앙 집중식 암호화폐 거래소가 급증하고 있다는 사실에도 주목해야 한다. 코인베이스나 바이낸스 같은 기업들이 두드러지지만 현장에는 야심찬 경쟁자들이 가득하다.

이들 거래소는 일종의 미들웨어 역할을 하며, 암호 토큰에 대한 공개 거래소를 만들어 (토큰 보유 이자, 선물 및 마진 거래 기능 등) 추가 금융 서비스를 제공한다. 이들 업체는 블록체인 정보를 원격지갑에 저장하지만, 암호화폐를 사용자의 개인 지갑으로 다시 이동할 수 있는 기능은 모두 지원하고 있다.

암호화폐 서비스 외에도 (USD와 같은) 다양한 명목통화로 전환해 이용할 수 있는 여러 서비스를 지원하기도 한다. 이러한 서비스는 특히 핀테크 분야의 규제를 원하는 정부 관료들의 관심을 끌었던 바 있다(물론 국세청도 할 말이 있다.)

기술 동향을 예측하는 것은 어떤 상황에서도 어려운 제안이다. 블록체인과 같은 획기적 신기술의 경우 예측의 난이도가 불가능으로 쏠린다. 블록체인이 화폐의 사용을 넘어 어떻게 진화할지 정확히 밝혀내려면 몇 년이 더 필요할 것이다. 그렇기는 하지만, 이 글에서 식별된 동향이 현재진행형의 이야기라는 것은 분명하다. 이해하고 관찰해야 할 중요한 요소다. 

* Matthew Tyson은 다크 호스 그룹의 설립자다. 2007년부터 자바월드의 전문 필자로 활동해왔다. ciokr@idg.co.kr