블록체인에서 레이어 1 체인의 역할

블록체인 기술은 각기 고유한 목적을 가진 계층의 스택으로 종종 설명됩니다. 레이어 0은 일반적으로 블록체인의 블록체인으로 불리며, 블록체인 계층의 기본 하드웨어 인프라 역할을 합니다. 레이어 0 바로 위에는 레이어 1, 2 및 3이 있습니다.

이 가이드에서는 레이어 1 체인의 핵심 기능과 유틸리티를 살펴보겠습니다. 시작해 봅시다.

레이어 1 블록체인이란 무엇인가?

레이어 1의 정의

레이어 1 체인(또는 “L1”)은 거래 실행, 데이터 검증 및 합의 메커니즘을 독립적으로 관리하는 블록체인 생태계의 기반 네트워크입니다. L1은 다른 블록체인과 독립적으로 작동하며, 탈중앙화, 보안 및 사용성을 제공하기 위해 함께 작동하는 여러 구성 요소를 포함합니다.

• 네트워크 노드 – 블록체인 사본을 저장하고 서로 통신하는 전 세계의 컴퓨터
• 합의 계층 – 노드가 유효한 것을 어떻게 동의하는지에 대한 규칙 (비트코인 마이닝이나 이더리움 스테이킹과 유사)
• 데이터 계층 – 과거 거래가 변경되거나 조작될 수 없도록 전체 블록체인 기록을 저장합니다.
• 거래 계층—이 계층은 토큰 전송과 스마트 계약을 처리하여 네트워크 규칙에 따라만 실행되도록 보장합니다.
• 응용 계층 – 이 계층은 탈중앙화 앱(dApps), DeFi 플랫폼 및 기타 블록체인 서비스의 인터페이스입니다.
• 네이티브 토큰 – 이들은 블록체동을 구동하는 통화입니다. 토큰은 거래 수수료 지불, 검증자 보상 및 거버넌스 참여 촉진에 사용됩니다.

이더리움, 솔라나 및 비트코인은 레이어 1 체인의 예시이며, 모두 고유한 보안 아키텍처, 네이티브 토큰 및 합의 메커니즘을 가지고 있습니다.

레이어 1이 레이어 2와 어떻게 다른가

레이어 1 네트워크는 기반을 형성하는 반면, 레이어 2는 이 기반 위에 구축되어 속도, 비용 및 효율성 등의 한계를 해결합니다. 두 가지의 비교는 다음과 같습니다.

특징	레이어 1 (L1)	레이어 2 (L2)
의존성	주요 블록체인으로서 독립적으로 운영됨	레이어 1 네트워크 위에 구축됨
거래 처리	모든 거래는 주요 블록체인에서 직접 처리됨	거래는 오프체인에서 처리된 후 배치*되어 L1에서 최종 확정됨
속도	모든 노드가 각 거래를 검증해야 하므로 느림	검증 요구 사항이 줄어들어 훨씬 빠름
비용	피크 수요 시 특히 높은 수수료	오프체인 처리와 효율적인 배치*로 인해 수수료가 낮음
보안	고유한 합의를 통해 자체적으로 보안	기반이 되는 레이어 1 네트워크에서 보안을 상속받음
확장성	블록 크기 증가나 합의 메커니즘 변경과 같은 기본 프로토콜 변경은 확장성을 개선할 수 있음	확장성을 개선하기 위해 오프체인 네트워크 또는 서비스 사용 포함

*배치는 많은 소규모 거래를 하나로 결합하여 개별적으로 처리하는 대신 단일 엔트리로 주요 블록체인에 전송하는 것을 의미합니다.

왜 레이어 1을 기본 계층이라고 부르는가

레이어 1 체인은 블록체인 생태계를 위한 기반 계층 역할을 하기 때문에 “기본 계층”이라고 불립니다. 다른 레이어와 애플리케이션이 구축되는 곳입니다. L1 체인은 거래 검증, 합의 및 보안과 같은 핵심 서비스를 제공하며, 일반적으로 다른 기반 네트워크에 의존하지 않습니다. 

레이어 1 체인의 핵심 기능

거래 검증 및 보안

레이어 1 블록체인은 거래를 검증하고 블록체인에 직접 기록하는 기본 메커니즘입니다. 각 거래는 분산 원장에 영구적으로 추가되기 전에 진위와 적법성을 위해 엄격하게 검토됩니다. 

이 과정은 이중 지출이나 거래 기록 조작과 같은 사기 행위를 방지하는 데 필수적입니다. 따라서 레이어 1 블록체인은 탈중앙화 시스템에 안전하고 신뢰할 수 있는 기반을 마련합니다.

합의 메커니즘 (PoW vs PoS)

모든 L1에는 핵심에 합의 메커니즘이 있습니다. 작업 증명(PoW)이나 지분 증명(PoS)과 같은 이러한 메커니즘은 거래가 어떻게 검증되고 동의되는지를 정의합니다. 예를 들어, 비트코인은 작업 증명(PoW) 합의 메커니즘을 사용합니다. 채굴자는 거래를 검증하기 위해 암호학적 문제(수학적 퍼즐)를 해결하려고 시도해야 합니다. 반면 이더리움은 지분 증명(PoS) 합의 메커니즘을 사용합니다. 검증자는 거래를 검증하고 네트워크를 보호하기 위해 토큰을 잠급니다.

네이티브 토큰 경제학 (예: ETH, BTC, SOL)

각 레이어 1에는 그 생태계를 구동하는 네이티브 토큰이 있습니다. 비트코인(BTC), 이더리움(ETH) 및 솔라나(SOL)가 대표적인 예입니다. 이러한 토큰은 거래 수수료 지불, 검증자 또는 채굴자 인센티브 제공 및 네트워크 보안 유지에 사용됩니다. 또한 이들은 블록체인 위에 구축된 애플리케이션을 위한 경제적 기반을 형성합니다.

스마트 계약 배포 (이더리움, 솔라나, 아발란체)

이더리움, 아발란체, 솔라나와 같은 블록체인은 단순한 거래 처리를 위해 구축된 것이 아닙니다. 이들은 스마트 계약 배포를 지원하므로, 개발자는 탈중앙화 앱(dApp), DeFi 프로토콜, NFT 프로젝트 및 기타 Web3 서비스를 온체인에서 직접 출시할 수 있습니다. 이러한 네트워크는 단순한 거래 장부에서 포괄적인 개발 환경으로 진화했습니다.

*스마트 계약이란? 특정 조건이 충족될 때 블록체인에서 특정 작업을 자동으로 실행하는 자동화 프로그램이라고 생각하시면 됩니다.

주요 레이어 1 블록체인 예시

비트코인 – 결제용 최초의 레이어 1

2009년에 출시된 비트코인은 최초이자 가장 널리 사용되는 레이어 1 블록체인입니다. 은행이나 중개자 없이 탈중앙화된 디지털 화폐 및 P2P 결제 시스템으로 설계되었습니다. 거래는 공개 원장에 기록되며, 복잡한 퍼즐을 풀어 네트워크 보안을 강화하는 대가로 비트코인 보상을 받는 작업 증명(Proof of Work) 방식을 사용하는 채굴자들이 검증합니다.

이더리움 – 스마트 계약의 선구자

이더리움은 스마트 계약을 도입하여 블록체인에 dApp을 구축할 수 있도록 함으로써 블록체인 분야에 혁명을 일으켰습니다. 2015년 출시된 이후 이더리움은 DeFi, NFT, DAO 및 Web3 생태계의 기반이 되었습니다. 이더리움에는 자체 암호화폐인 이더(Ether)가 있으며, 시가총액 기준으로 세계 두 번째로 큰 블록체인 플랫폼이 되었습니다.

솔라나 – 속도와 dApp을 위한 고성능 L1

솔라나는 높은 처리량과 저비용 거래를 위해 설계되었으며, 초당 수천 건의 거래를 처리할 수 있습니다. 이는 정밀한 거래 시간 순서를 제공하는 작업 증명(PoS)과 역사 증명(PoH)의 하이브리드 모델을 통해 달성됩니다. 

아발란체 – 서브넷 및 맞춤형 체인

아발란체는 서브넷 아키텍처를 통해 레이어 0 프레임워크를 제공하므로, 개발자와 기업은 특정 사용 사례에 맞춘 맞춤형 블록체인을 출시할 수 있습니다. 이러한 서브넷은 자체 거버넌스 모델과 토큰을 가질 수 있어, 유연성이 필요한 기업에게 특히 매력적입니다. 

빠른 거래 최종성(몇 초 이내)과 낮은 수수료로 인해, 아발란체는 DeFi와 기업용 블록체인 채택 모두에서 이더리움의 경쟁자로 자리 잡았습니다.

폴카닷 & 코스모스 – 상호 운용성 중심 레이어 1

폴카닷과 코스모스는 상호 운용성을 주요 특징으로 합니다. 폴카닷은 파라체인이라고 불리는 특수화된 블록체인을 메인 릴레이 체인에 연결하여 보안 공유와 통신을 가능하게 합니다. 

반면, 코스모스는 독립적인 블록체인들을 연결하기 위해 인터블록체인 통신(IBC) 프로토콜을 사용합니다. 둘 다 여러 블록체인이 원활하게 상호 작용하고, 자산을 거래하며, 데이터를 공유할 수 있는 생태계를 구축하여 블록체인의 '실로 문제'를 해결하는 것을 목표로 합니다.

레이어 1 블록체인의 과제

확장성 및 처리량 한계

레이어 1 블록체인은 종종 초당 높은 거래량(TPS)을 처리하는 데 어려움을 겪습니다. 예를 들어, 비트코인은 약 7 TPS를 처리하며, 이더리움은 기본 레이어에서 15~30 TPS를 처리합니다. 일반 운영 시 약 1,700 TPS를 처리하고 최대 용량이 65,000 TPS인 비자(Visa)와 같은 기존 결제 시스템과 비교할 때, L1의 이러한 수치는 글로벌 규모의 결제 시스템이나 대량 채택에 필요한 수준과는 거리가 멉니다. 

이러한 도전에 대응하기 위해 샤딩, 하드 포크, 합의 메커니즘 업그레이드(이더리움이 작업 증명에서 지분 증명으로 전환한 경우 등)와 같은 온체인(L1) 솔루션과 롤업, 배치, 라이트닝 네트워크와 같은 오프체인(L2) 솔루션을 포함한 여러 개입이 등장했습니다.

높은 가스비 및 네트워크 혼잡

네트워크 수요가 증가하면 거래 비용이 과도하게 비싸질 수 있습니다. 이더리움 사용자는 2020년 DeFi 서머와 2021년 NFT 붐 당시 토큰 스왑이나 NFT 구매와 같은 간단한 작업에 가스 요금이 $50-200+ 이상 들었던 경험을 firsthand로 했습니다. 이러한 높은 비용은 소규모 사용자를 효과적으로 배제했고, 이더리움 위에서 더 저렴하게 거래를 처리하는 바이낸스 스마트 체인이나 아비트럼, 폴리고와 같은 새로운 레이어 2 솔루션을 찾는 많은 사용자를 이끌었습니다.

보안과 탈중앙화 간의 트레이드오프

비트코인과 이더리움은 수천 명의 탈중앙화된 참여자를 합의 과정에 참여시킴으로써 보안과 신뢰를 유지하지만, 이로 인해 거래 속도가 느려집니다. 

반면, 바이낸스 스마트 체인은 더 빠르고 저렴한 거래를 제공하지만 훨씬 적은 수의 검증자(약 21명)에 의존하므로, 중앙집중화 및 검열 위험에 대한 의문이 제기됩니다. 이러한 소수의 검증자 그룹이 결탁하거나 특정 거래를 차단하도록 압력을 가할 수 있어, 네트워크가 중앙집중적 통제에 취약해질 수 있습니다.

에너지 효율성 및 지속 가능성 우려

비트코인의 작업 증명 마이닝은 현재 연간 약 187 TWh의 전력을 소비하며, 이는 태국의 연간 전력 사용량과 거의 동일하며 전 세계 전력 소비의 약 0.6%에 해당합니다. 이는 환경 단체와 규제 기관으로부터 점점 더 많은 비판을 받고 있습니다.

이러한 우려에 대응하여 이더리움은 2022년 '더 머지(The Merge)'를 완료하고 작업 증명에서 스테이킹 증명으로 전환하여 에너지 소비를 99% 이상 줄였습니다. 그러나 이러한 전환은 지속 가능성을 위한 대가로 네트워크가 중앙집중화 경향을 보일 수 있다는 새로운 논쟁을 촉발했습니다. 스테이킹 증명 합의 메커니즘을 사용하면 대형 스테이킹 풀이 네트워크 통제를 집중시킬 가능성이 있습니다.

레이어 1 vs 레이어 2: 주요 차이점

정산, 보안 및 최종성

• 레이어 1: 기본 블록체인(예: 비트코인, 이더리움)은 거래 검증, 원장 유지 및 합의를 보장하는 책임을 집니다. 정산과 최종성은 온체인에서 직접 발생하며, 여기에 기록된 거래는 궁극적인 “진실의 출처”로 간주됩니다.
• 레이어 2: 레이어 1 위에 구축되며, 레이어 2는 기본 계층의 보안 및 정산 보장을 상속받지만 소규모 배치로 오프체인에서 거래를 처리합니다. 결과는 나중에 번들로 묶여 레이어 1로 반환되어 최종 정산됩니다.

아비트럼과 옵티미즘은 수천 건의 거래를 오프체인에서 실행하지만, 결과는 주기적으로 이더리움 메인넷에서 정산됩니다.

거래의 비용 및 속도

• 레이어 1: 제한된 블록 공간으로 인해 높은 수요는 더 높은 수수료와 느린 확인으로 이어집니다. 예를 들어, 이더리움에서 NFT 또는 DeFi 활동이 급증하면 가스 요금이 치솟아 소규모 거래가 비현실적이 됩니다.
• 레이어 2: 거래를 오프체인에서 처리하거나 번들로 묶음으로써 L2는 비용을 극적으로 줄이고 처리 속도를 높입니다. L1 블록 공간을 직접 경쟁하는 대신, 사용자는 집계된 정산의 혜택을 받습니다.

이더리움 레이어 1에서 가스비가 $30 이상 들 수 있는 스왑은 아비트럼에서는 $1 미만으로 비용이 발생합니다. 마찬가지로 비트코인의 라이트닝 네트워크는 느리고 비용이 많이 드는 기본 비트코인 체인과 비교하여 즉시 처리되고 거의 제로에 가까운 수수료의 결제를 가능하게 합니다.

L1/L2 페어링 예시 (이더리움 + 아비트럼/옵티미즘, 비트코인 + 라이트닝 네트워크)

• 이더리움 + 아비트럼/옵티미즘: 이더리움은 보안과 정산을 제공합니다. 아비트럼과 옵티미즘(롤업)은 체인 외부에서 거래를 실행한 후 이더리움으로 다시 정산함으로써 확장성을 제공합니다.
• 비트코인 + 라이트닝 네트워크: 비트코인은 안전하고 불변의 정산을 제공하며, 라이트닝 네트워크는 팁이나 소매 결제와 같은 일상적인 일에 사용할 수 있는 빠르고 오프체인인 마이크로 결제를 가능하게 합니다.
• 폴리곤(PoS 체인) + 이더리움: 폴리곤은 이더리움으로의 브릿지를 통해 더 빠르고 저렴한 거래를 제공하여 하이브리드 레이어 2/사이드체인 확장 솔루션이 됩니다.

레이어 1 체인의 미래

이더리움의 로드맵과 샤딩

이더리움은 초기에 샤딩을 사용하여 블록체인을 더 작은 병렬 체인으로 분할하여 거래 속도를 높일 계획이었습니다. 그러나 레이어 2 롤업(거래를 오프체인에서 처리하는 솔루션)이 확장성에 더 효과적임이 입증되면서 이 접근 방식은 폐기되었습니다.

대신 이더리움은 롤업 중심 전략을 채택했습니다. 목표는 이더리움을 가장 안전한 기본 계층으로 만들면서 롤업에 대한 저렴한 데이터 저장을 제공하는 것입니다. 이 새로운 접근 방식은 단크샤딩이라고 불립니다. 이는 이더리움을 거래 처리 샤드로 분할하는 것이 아니라, 네트워크가 효율적으로 처리할 수 있는 롤업 데이터의 양을 증가시킵니다.

첫 번째 단계인 프로토-단크샤딩(EIP-4844)은 2024년 3월 13일 덴쿤 업그레이드와 함께 출시되었습니다. 이는 롤업 데이터를 저장하는 더 저렴한 방법인 “블롭”을 도입했으며, 이미 레이어 2 수수료를 10-100배 절감했습니다.

시간이 지남에 따라 이더리움은 블롭 용량을 확장하고 단크샤딩을 완전히 구현하여 탈중앙화와 보안을 유지하면서 롤업을 통해 초당 100,000개 이상의 거래를 목표로 할 것입니다.

멀티체인 생태계의 성장

블록체인 공간은 하나의 체인이 모든 것을 수행하는 것에 의존하는 대신 전문화된 네트워크로 이동하고 있습니다. 비트코인은 기관을 위한 디지털 금으로 작용합니다. 이더리움 DeFi를 선도하며 총 잠금 가치(TVL)가 900억 달러 이상입니다. 솔라는 빠른 속도의 게임과 NFT를 지원하며, 아발란체는 사용자 정의 가능한 서브넷으로 기업들을 끌어모으고 있습니다.

Aave와 유니스왑과 같은 주요 프로토콜은 이제 단일 블록체인에 국한되지 않습니다. 대신 여러 네트워크에서 동시에 실행되어 사용자가 상호 작용할 장소를 선택할 수 있습니다. 폴리가에서는 낮은 수수료의 혜택을 받고, 솔라나에서는 더 빠른 실행 속도를 얻으며, 이더리움에서는 최대 보안과 탈중앙화의 이점을 얻습니다. 실제로 사용자는 비트코인에서 자산을 보관하고, 이더리움에서 수익을 창출하며, 솔라나에서 게임을 플레이할 수 있습니다. 이는 모두 동일한 생태계 내에서 이루어집니다.

이는 하나의 네트워크가 보안, 확장성 및 저비용을 동시에 처리하도록 강요하기보다 더 강력하고 효율적인 블록체인 경제를 창출합니다.

상호 운용성의 역할 (크로스체인 브리지, IBC)

다양한 블록체인이 다양한 기능에 특화됨에 따라, 사용자는 자산과 데이터를 블록체인 간에 이동할 수 있는 방법이 필요합니다. 크로스체인 브리지는 여러 블록체인 네트워크를 연결하는 디지털 고속도로 역할을 합니다. 크로스체인 브리지를 사용하면 사용자는 이더리움과 같은 비싼 블록체인에서 폴리가나 솔라나와 같은 저렴하거나 빠른 블록체인으로 토큰을 전송하고, 원할 경우 다시 되돌릴 수 있습니다. 

폴리가의 PoS 브리지(이더리움에서 폴리가로의 전송 제공)와 같은 일부 인기 있는 브리지가 있으며, 코스모스의 인터블록체인 통신(IBC)과 같은 프로토콜은 수십 개의 블록체인을 연결하여 주요 초점을 맞춘 생태계를 만듭니다. 또한 LayerZero와 Wormhole와 같은 서비스는 다양한 네트워크 전반에 걸쳐 크로스체인 브리지 서비스를 제공합니다.

그러나 이러한 브리지에는 주요 문제가 하나 있습니다. 그들은 막대한 양의 암호화폐를 보유하고 있기 때문에 해커들의 주요 표적이 된다는 점입니다. 로닌 브리지($6.25억 유출)와 워름홀($3.2억 유출)과 같은 주요 공격 사례는 브리지 보안이 아직 발전 중임을 보여줍니다. 이러한 위험에도 불구하고, 브리지는 서로 다른 블록체인의 강점을 활용하고자 하는 사용자에게 필수적입니다.

레이어 1 네트워크의 기관 채택

비트코인은 기관들 사이에서 가장 깊이 채택된 레이어 1입니다. Strategy(구 MicroStrategy), 메타플래닛, MARA Holdings와 같은 기업들은 재무에 상당량의 비트코인을 보유하고 있으며, 이를 '디지털 골드'이자 인플레이션 헤지로 간주합니다.

이더리움도 강력한 기관의 모멘텀을 보여주고 있습니다. 상장 기업들은 약 $35억 가치의 거의 966,000 ETH를 보유하고 있습니다. 이더 머신, Bitmine Immersion Technologies 등은 대체 가치 저장소이자 탈중앙화 금융 플랫폼으로서 이더리움에 강력한 포지션을 취했습니다.

중요한 기관의 활용은 레이어 1이 디지털 금융을 위한 더 강력하고 보안이 강화된 글로벌 통합 인프라로 지속적으로 발전하고, 레이어 2 및 상호 운용성 프로토콜이 그 기능을 확장할 수 있도록 지속적으로 지원할 수 있습니다.