블록체인 트릴레마(발생 사례, 해결 방안) - 작성 미완료

트릴레마(Trilemma)란 세 가지 목표 중에서 두 가지 목표는 해결할 수 있지만, 세 가지를 한꺼번에 해결할 수는 없는 문제를 뜻하고, 블록체인 트릴레마라고 했을 땐 확장성(Scalability), 탈중앙화(Decentralization)와 보안성(Security)라는 블록체인의 세 가지 특성을 동시에 해결하기 어려움을 뜻한다.

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블록체인 트릴레마 세 가지 요소

• 확장성: 블록체인이 얼마나 많은 트랜잭션을, 얼마나 빠르게 처리할 수 있는가를 의미한다.
  • (TPS: Transaction Per Second, 하지만 "TPS = 확장성"은 아님!!!) 즉, 확장성이 높다는 건 트랜잭션을 많이, 더 빠르게 수행할 수 있다. 낮다 => 반대의 의미.
  • 확장성을 높이려고 시도할 수 있지만, 그 동시에 탈중앙화와 보안성에 악영향을 줄 수 있다.(Like 비트코인캐시, 비트코인 캐시란 비트코인의 확장성을 극복하기 위해 비트코인을 포크(fork)하여 생성된 알트코인임.)
  • 비트코인 캐시의 문제
    1. 기존 구조를 거의 변경하지 않고 블록의 크기만 변경한 점, 블록의 크기가 늘어난 것은 확장성에 도움을 주지만 비트코인이 근본적으로 가지는 문제에 대한 해결책은 아니기 때문에 장기적으로 봤을 때 참여 노드 수의 증가와 트랜잭션 처리 수가 증가하면 비트코인과 비슷한 상황이 될 가능성이 높다.
    2. 자원의 중앙화, PoW(작업 증명)의 단점으로 채굴집단들이 형성되고, 컴퓨팅 자원들의 우세로 인한 채굴 노드가 특정 세력에 집중된다는 것이다. 현재 비트코인 캐시는 블록을 채굴하는 해시파워의 50%이상을 4대 채굴집단이 소유하고 있으며 51% 공격은 그 집단들의 합의에 의해 생길 수 있다. 이는 탈중앙화가 가지는 신뢰성에 의문을 갖게 함. 
       • 확장성을 증가시키는 두 가지 방법
         - 탈중앙화에 대한 타협: 거래를 검토하는 엔티티 수 감소
         - 보안성에 대한 타협: 네트워크의 난이도 감소를 요구하는 블록 타임의 감소
         
         
• 탈중앙화: 특정 집단이 통제하는 것이 아닌 서로 다른 개별 참여자들이 합의를 통해 네트워크를 운영하고 관리할 수 있는가를 의미한다. (네트워크가 소규모 노드에 의해 자율적으로 운영되는 것.)
  - 블록체인 기술의 핵심 기술로써, 중개자의 역할이 사라지고 개개인에 대한 수익 분배가 가능한 구조가 됨.
  - 탈중앙화 네트워크는 합의를 통해 이루어짐.

 

• 보안성: 네트워크에 대한 공격으로부터 블록체인에 기록된 정보 및 자산을 안전하게 지킬 수 있는가?
  - 노드 수가 부족해지고 해시율이 낮아지면, 해킹 위험이 크다. 따라서 비트코인, 이더리움과 같은 메이저 코인들은 해킹 위험이 적다.
  - 보안성은 블록체인의 해시율이라고 볼 수 있다.
      - 해시율(Hashrate): 채굴의 성공 확률과 실제로 채굴에 성공한 시간으로부터 도출되는 이론값, 일반적으로 해시율이 높아져 연산량이 많아질 경우, 더 빠른 채굴이 이루어지기 때문에 채굴 난이도가 높아짐. 해시율은 시간이 지날수록, 참여자가 많아질수록 높아진다.

블록체인 트릴레마 발생 사례

1. 확장성을 타협한 암호화폐

👎약점 1: 블록에 거래가 포함될 때 속도의 지연 (블록 생성 주기, 데이터 크기 등 블록체인 플랫폼 구조에 따른 수수료와 리소스 할당의 문제)

 

👎약점 2: 합의 노드들간 합의 과정에 소요되는 속도 지연 문제 (합의 알고리즘과 네트워크 확장성 요구에 따른 네트워크 자체 문제)

 

1) 비트코인

• 높은 탈중앙화와 보안, 하지만 확장성은 낮음
• 7TPS, 현저히 낮은 트랜잭션 처리 속도
• 이러한 확장성은 비트코인의 최대 단점

2) 이더리움

• ETH 플랫폼 위에 Dapp 거래를 1초에 약 20건 밖에 처리할 수 없음.
• 지불수단 뿐만 아니라 더 광범위한 영역에서 사용된다.

이더리움 2.0: PoW 합의 방식의 대안으로 PoS(수수료 감소)와 Sharding 기술(TPS 증가)

 

 

 

블록체인 트릴레마 해소 방안 연구

중앙화 vs 탈중앙화

트릴레마는 탈중앙화를 선택함으로써 발생하는 기회비용이 중앙화를 통해 얻을 수 있는 편익(확장성 등)과 동일함으로써 발생하는 문제이다.

 

[트릴레마 해소 방안 1] 알트코인

'비트코인 캐시'의 사례

• 등장 배경: 비트코인의 트랜잭션 속도가 낮은 이유를 블록의 크기와 담을 수 있는 트랜잭션이 한정되어 있다고 보는 관점에서 등장함.
• 해결 방안: 비트코인에서 하드포크됨. 블록의 크기를 기존에 비해 2~8배 확장함.
• 문제점1: 제한된 확장성, 기존 구조를 거의 변경하지 않음. 장기적으로 봤을 때 트랜잭션과 노드 수가 증가할 경우를 대비하지 않음.
• 문제점2: 자원의 중앙화, PoW 방식이 자본의 집중으로 채굴권력을 분산시키지 못하고 있음. 비트코인 캐시는 4개의 주요 채굴농장들이 전체 채굴량의 55%정도를 차지함. (채굴농장이 전체 블록체인 채굴 컴퓨팅 파워의 51%를 가지게 되면 정보의 소유권을 가지게 됨.)

[트릴레마 해소 방안 2] 오프체인

'라이트코인'의 사례

• 등장 배경: 비트코인의 트랜잭션 속도가 낮은 이유를 저장해야 할 트랜잭션 기록이 많다고 보는 관점에서 등장.
• 해결 방안: '라이트닝 네트워크' (=오프체인 거래) 모든 거래 내용을 오프체인에 등록한 후 거래 내역을 종합하여 최종 결과만 온체인(On-Chain)에 업로드 하는 방식. 다중 키(Multi-signature)와 시간 잠금 계약(Hashed Timelock Contract)을 활용해 신뢰 확보
• 장점1: 블록체인 상에서 거래가 이루어지지 않기 때문에 승인 대기 시간이 생략됨.
• 장점2: 채굴자에게 수수료를 주지 않아도 되기 때문에 거래 수수료가 낮아짐.

 

 

 

 

출처: https://m.upbitcare.com/academy/education/blockchain/379