DeFi는 어떤 확장 네트워크가 필요한가? Radix, StarkWare 기술을 통한 추론

이 글은 백계획에 게시되었으며, 저자: Li입니다.

DeFi는 이미 암호화폐 세계에서 필수적인 구성 요소가 되었습니다.

2020년 전체에 걸쳐 DeFi 규모는 전례 없는 성장을 이루었습니다. DefiMarketCap 통계에 따르면, Top100DeFi 토큰의 시가총액은 거의 1천억 달러에 달하며, DeFi 잠금 자산도 500억 달러를 초과했습니다.

위 이미지는 DeBank에서 보여주는 DeFi 잠금 자산 변화입니다.

이 거대한 숫자는 이더리움에 기반하고 있으며, 현재 이더리움은 BTC, ETH 및 DAI와 같은 다른 체인 자산의 유동 가치를 담당하고 있습니다. 그러나 이더리움의 운영 논리에 따르면, 이 거대한 숫자 뒤에는 막대한 자원 소비가 있습니다.

이더리움의 가스 소비량을 살펴보면, ETH 가격이 계속 상승하고 DeFi 애플리케이션이 증가하는 오늘날, 이더리움의 일일 채굴자 수익은 이미 2,700만 달러를 초과했습니다. 일반적인 블록 보상 외에도, 이 숫자의 상당 부분은 DeFi 사용자가 스마트 계약을 호출한 결과입니다.

가스 요금이 너무 높으면 사용자가 암호화폐를 사용하는 장벽이 높아질 뿐만 아니라, 더 높은 차원에서 보면 이는 암호화폐가 등장한 본래의 취지인 포괄적 금융을 저해합니다.

따라서 암호화폐는 거래 비용 문제를 해결하고 더 낮은 비용의 DeFi 거래를 실현해야 합니다. 현재 많은 공공 체인 프로젝트는 명확한 개발 로드맵을 가지고 있으며, 이더리움의 DeFi가 가장 많기 때문에 현재 그 확장 솔루션이 가장 대표적입니다. 솔루션은 세 가지가 있습니다: PoS로 전환, 샤딩, Layer 2.

Layer 2 기술로 확장하는 대표 프로젝트로는 StarkWare, Matic, Celer 등이 있으며, 샤딩과 같은 방식으로 확장하는 대표 네트워크로는 Radix, Near 등이 있습니다. 두 가지 형태는 기술적으로 각기 장점이 있으며, DeFi 트랙에 대한 도움도 다릅니다. 본문에서는 이 두 가지 확장 설계를 통해 DeFi가 어떤 암호화폐 네트워크를 필요로 하는지 추론해 보겠습니다.

Layer 2는 현재 가장 쉽게 구현할 수 있는 확장 솔루션입니다.

이더리움과 다른 공공 체인은 다중 체인 구조를 이용해 확장하려고 시도하고 있습니다. 예를 들어, 이더리움 2.0이 구현할 수 있는 동형 샤딩, 폴카닷이 시행 중인 이형 샤딩, COSMOS의 크로스 체인 구조 등이 있습니다. 새로 등장한 Avalanche 프로토콜과 같은 네트워크는 다중 체인 구조에서 기능 계층 및 기능 모듈화를 더 세분화하여 확장을 정의하고 있습니다.

이들은 모두 방대하고 장기적인 설계입니다. 예를 들어, 폴카닷은 미래에 슬롯 경매를 거쳐야 하며, COSMOS는 더 나은 생태계를 구축해야 하고, 나머지 체인의 기술 발전과 생태 구축도 아직 초기 단계에 있습니다.

다른 확장에 더 집중하는 프로젝트는 단일 네트워크 구조에 더 집중할 것입니다. 예를 들어 Layer 1에서 샤딩을 구현하는 대표 프로젝트는 Radix와 Near입니다. 장기적으로 볼 때, Layer 1의 확장(예: 샤딩)은 필연적입니다. 이러한 네트워크가 EVM과 호환되면, DeFi는 빠르게 네트워크로 이전할 수 있으며, 자산 이전 문제를 해결하면 이러한 네트워크는 모두 이더리움의 확장 네트워크가 될 것입니다.

하지만 DeFi 수요가 많은 상승장에서 Layer 2의 확장은 매우 필요합니다.

이더리움을 예로 들면, 이더리움의 PoW 체인은 신호 체인보다 성능이 떨어집니다. 만약 이더리움이 PoS로 성공적으로 전환된다면, 성능이 질적으로 향상될 것입니다. 그러나 이더리움이 PoS로 전환되기까지는 긴 과도기를 거쳐야 합니다. PoW 체인이 네트워크 블록 생성을 담당하는 단계에서는 Layer 2가 가장 빠르게 구현할 수 있는 확장 솔루션입니다. 많은 선견지명이 있는 프로젝트들이 이미 Layer 2 테스트 애플리케이션을 구축하기 시작했습니다. 예를 들어 AAVE, Synthetix, dYdX 등이 있습니다. 그러나 Layer 2의 원리는 새로운 연관 문제를 발생시킬 수 있습니다.

Layer 2의 원리 간단 분석

Layer 2의 원리를 살펴보겠습니다.

여전히 이더리움을 예로 들면, 이더리움의 Layer 2 솔루션은 이더리움 위에 오프 체인 구조 또는 사이드 체인 구조를 구축하여 이더리움의 주소 잔액을 Layer 2 계층에 매핑한 후, Layer 2 계층에서 계좌 간 거래 및 기타 작업을 완료하고, 결제 결과를 다시 체인에 피드백하여 최종 주소의 데이터 변화를 확인하는 방식입니다.

이렇게 Layer 2에서 운영되는 DeFi 애플리케이션의 경우, Layer 2 계층이 시작되고 최종 결제될 때만 Layer 2와 체인 간의 상호작용이 발생하며, 나머지 거래 과정은 모두 Layer 2에서 발생하여 체인 자원을 점유하지 않고, 빠른 거래 처리와 가스 소비를 효과적으로 줄일 수 있습니다.

하지만 이러한 방식에는 두 가지 관련 우려가 여전히 존재합니다:

1. 만약 메인 체인의 성능이 좋지 않거나 체인에서 혼잡이 발생할 경우, Layer 2와 계좌 결제는 여전히 높은 가스 요금과 긴 확인 시간을 필요로 할 수 있습니다.
2. Layer 2 계층에서는 체인 위의 다른 자산 및 계약과의 상호작용을 수행할 수 없을 수 있으며, 상호작용이 가능하더라도 여전히 체인 자원을 여러 번 호출해야 하므로 1번 문제를 발생시킬 수 있습니다.

거래가 블록으로 패키징되어 체인에 저장되는 것 외에도, 모든 스마트 계약도 체인에 업로드됩니다. DeFi의 일반적인 상태는 자산 계약, 대출, 거래 계약 간의 상호 호출이므로, 계약 간 호출이 발생할 때는 체인 자원을 점유하는 것입니다.

이는 두 가지를 의미합니다: 가스 요금 지불 과정은 피할 수 없으며, DeFi는 풍부한 조합성을 필요로 합니다.

따라서 문제의 근본적인 해결책은 이더리움 PoW 체인이 초래하는 가스 문제를 해결하고 DeFi 간의 조합성을 유지하는 것입니다. 이는 다음과 같은 답을 가져옵니다: 만약 Layer 1 계층의 성능이 충분히 빠르다면, Layer 2로 확장할 필요가 없으며, Layer 2에 적합하지 않은 비즈니스라면 가능한 한 Layer 1 확장 기술을 사용해야 합니다. 왜냐하면 Layer 2는 스마트 계약의 조합성에 영향을 미치기 때문입니다.

StarkWare의 Layer 2 설계 예시

하지만 상승장의 뜨거운 수요 속에서 Layer 2는 많은 프로젝트가 발전을 추구하는 선택입니다. 예를 들어 dYdX는 StarkWare의 기술을 사용하여 StarkEx 시스템을 구축하여 영구 계약 거래에 활용할 것입니다. StarkWare의 기술 논리를 살펴보겠습니다.

StarkWare의 목표는 이더리움 하위에 네트워크를 구축하는 것입니다. 이 네트워크는 체인과의 상호작용 과정 및 Layer 2 계층의 통신 과정에서 Rollup 및 제로 지식 증명을 적용하여 보안을 보호합니다. 하지만 이 네트워크 내에서 다양한 DeFi를 적용하기 위해서는 DeFi를 StarkWare의 네트워크에 배포해야 합니다.

StarkWare가 미래에 형성할 Layer 2 네트워크 구조

예를 들어 dYdX는 주문서 형식의 DEX로, Layer 2를 적용하기 전에는 dYdX의 주문서 매칭이 오프 체인에서 작동하며, 결제 데이터를 체인과 상호작용하여 동기화합니다. 이 과정은 높은 가스 요금을 발생시키며, Layer 2를 적용한 후 StarkEx 시스템은 결제 과정을 Layer 2 계층에서 완료하여 이 과정의 가스 요금 소비를 명확히 줄일 수 있습니다.

하지만 이는 몇 가지 관련 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 사용 단계가 약간 복잡해질 수 있으며, 모바일에서 사용할 수 없거나 Layer 2의 계좌 개설 비용이 발생할 수 있습니다. 또한 가장 큰 문제는 dYdX가 다른 DeFi 프로토콜과 조합 애플리케이션을 시작하려면 다른 DeFi 애플리케이션도 이 네트워크에 배포해야 한다는 것입니다.

암호화폐의 본래 취지에서 볼 때, 이는 포괄적 금융의 접근 방식이 아닙니다. 그 애플리케이션은 결국 고급 사용자와 전문 사용자의 영역이 될 수 있습니다.

따라서 일부 DeFi(빈번한 거래가 필요한)가 더 빠르게 실행될 수 있는 Layer 2보다, 일부 DeFi는 Layer 1의 확장 솔루션이나 성능이 더 높은 네트워크를 사용하는 것이 더 적합합니다.

예를 들어 Compound는 다른 공공 체인으로 이전할 가능성을 언급했으며, 주문서 형식의 DEX는 많은 거래 과정을 필요로 하므로 Layer 2에 더 적합합니다. 반면 대출, 스테이블코인, AMM 풀 등은 성능이 더 좋은 네트워크에서 운영되는 것이 더 적합하며, 풍부한 조합성에서 최대 가치를 발휘할 수 있습니다.

DeFi 특성에 더 부합하는 Layer 1 확장 사고

그렇다면 DeFi가 어떤 Layer 1을 필요로 하는지 어떻게 확인할 수 있을까요? Radix는 그 네트워크 설계에서 일정한 사고를 제시했습니다:

1. 합의 문제로 인한 성능 병목 현상 해결.
2. 조합성 구축을 위해 노력.

따라서 Radix는 몇 가지 새로운 접근 방식을 채택했습니다.

앞서 언급한 동형 샤딩, 이형 샤딩 중에서 분포된 샤드는 일부 노드로 구성된 체인입니다. 이는 일부 노드를 분할하여 하나의 분할로 이해할 수 있으며, 이 분할은 다른 분할과 독립적으로 존재하며 각각의 작업을 처리합니다.

예를 들어 이더리움 2.0은 원래 실행 샤딩의 로드맵에 따라 초기에는 64개의 샤드를 구축할 수 있으며, 이러한 샤드는 최종적으로 신호 체인에 의해 거래 검증을 완료합니다. 샤드 간의 통신은 "교차 연결"이라고 하며, 만약 하나의 샤드가 다른 샤드를 검증해야 할 경우에만 샤드 간 통신이 이루어집니다. 샤드의 존재로 인해 DApp 개발자는 이더리움에서 DApp을 개발할 때 주요 처리 구역으로 사용할 샤드를 선택해야 합니다.

이는 이 DApp이 다른 샤드에서 데이터를 가져와야 할 경우 몇 가지 복잡한 단계를 거쳐야 함을 의미합니다. 폴카닷, COSMOS의 구현 구조도 마찬가지입니다. 폴카닷의 평행 체인은 이형 샤딩 구조 내의 샤드이며, 평행 체인 간의 상호작용은 중계 체인을 통해 이루어지지만, 상호작용 과정이 복잡하여 평행 체인 간에 별도로 정의해야 합니다. COSMOS도 마찬가지입니다.

이러한 샤드는 경계를 설정하는 설계로, 각 샤드 체인은 일정한 고립 효과를 형성하여 자연스럽게 후속 문제를 발생시킬 수 있습니다.

하지만 사고를 조금 바꾸면 새로운 기술적 사고가 생길 수 있습니다.

예를 들어 Radix는 데이터베이스 샤딩 형태 위에 새로운 합의 메커니즘을 설계했습니다. 이는 데이터베이스 샤딩 + 합의의 새로운 샤딩 구조로 이해할 수 있습니다.

Radix의 샤딩 배치 예시

이러한 샤드는 앞서 언급한 특정 노드를 샤드 체인으로 정의하는 것과는 다르며, 네트워크에 참여하는 모든 계산 자원을 먼저 다양한 샤드로 나누는 방식입니다. 샤드는 체인으로 나뉘는 것이 아니라, 무작위 명령에 의해 이미 결정된 샤드 위치에 무작위로 할당됩니다. 이러한 명령으로 나뉜 샤드는 다시 큰 구역을 형성합니다.

이러한 미리 설정된 샤드 위치에 명령을 동적으로 할당하여 샤드를 형성하는 방식은 최종 상태를 확인하기 위해 합의를 통해 이루어져야 합니다. Radix의 Cerberus 합의는 이 과정을 실행하며, 신호 체인의 고스트 알고리즘이 최종 결정성을 구현하는 것과 마찬가지로, Cerberus 합의는 거래의 순서를 결정하고 최종 데이터 세트를 검증자에게 전달합니다.

이러한 방식의 가장 좋은 점은 더 큰 병렬 처리를 실현하고 모든 자원을 활용할 수 있다는 것입니다. 고정된 구역이 초래하는 경계 문제를 피할 수 있습니다.

또한 중요한 문제는 조합성입니다.

이더리움과 비교할 때, 체인 위의 조합성은 스마트 계약 간의 상호작용입니다. 예를 들어 Compound에서 대출한 cToken은 다른 DeFi에서 채굴 및 스왑에 사용될 수 있습니다. 이는 DeFi의 계약이 Compound 계약을 호출하여 cToken을 확인해야 함을 의미합니다. 계약 간 호출은 조합성의 표현입니다.

만약 두 계약이 동일한 네트워크 또는 샤드에 배포되지 않는다면, 함께 조합하기가 매우 어렵고, 게이트웨이 처리가 필요하거나 매핑된 스마트 계약이 존재해야 합니다.

이 문제를 해결하기 위해 Radix의 사고는 스마트 계약의 프로그래밍 복잡성을 줄이는 것입니다. 스마트 계약은 반드시 계좌의 장부를 기록하여 최종 결과를 출력해야 하지만, Layer 1에서 이를 구현하면 스마트 계약을 더 작은 단위의 실행 과정으로 교체할 수 있습니다. Radix는 이 실행 단위를 "컴포넌트"라고 부르며, 이러한 컴포넌트의 기능을 미리 정의했습니다. 이러한 컴포넌트의 실행은 매우 간단하고 직접적이어서 여러 컴포넌트를 조합하여 DeFi 비즈니스를 빠르게 실행할 수 있습니다.

예를 들어, 하나의 스마트 계약이 송금인 경우, 이 스마트 계약은 두 계좌를 편집해야 하며, 즉 작은 총 장부를 형성해야 합니다. 송금자는 소멸하고 수신자는 증가합니다. 그러나 Radix의 컴포넌트 설계를 사용하면, 컴포넌트를 a의 송금 토큰이 b에 속한다고 정의하면 됩니다. 이렇게 하면 실행이 매우 빠르며 추가적인 증명이 필요하지 않습니다.

이렇게 하면 충분한 조합 가능성을 실현할 수 있습니다.

Radix의 컴포넌트 예시

공식 기술 문서에 따르면, 현재 Radix 재단이 구축한 컴포넌트는 DeFi 애플리케이션의 일부 표준 기능을 포함할 것입니다. 여기에는 (그림과 같이): 자산(대체 가능 또는 비대체 가능 토큰), 계좌(다중 서명 제어 포함), 유동성 풀, 교환 시스템, 구매 가능한 자산, 데이터 오라클 등이 포함됩니다.

이러한 컴포넌트는 직접 인스턴스화할 수 있으며, 예를 들어 API 호출을 통해 사용자 정의 토큰의 공급을 생성하거나 다양한 방식으로 모듈화하여 더 복잡한 기능을 생성할 수 있습니다.

새로운 네트워크에서 DeFi 애플리케이션을 기대할 수 있을까요?

Compound가 새로운 공공 체인을 고려하고 있다고 밝힌 것처럼, 현재 뜨거운 DeFi에 대해 새로운 네트워크를 선택하는 것은 도전이 될 수 있습니다.

다른 공공 체인으로의 이전 가능성은 성능 측면뿐만 아니라, 이 체인이 이더리움, 비트코인 등 네트워크의 자산과의 호환성, 체인 위의 기본 통화 가치와도 큰 관계가 있습니다.

따라서 현재로서는 DeFi가 이더리움을 벗어날 수 없지만, 새로운 시도가 나타나고 있습니다. 2월 11일, Chainlink, Aave, mStable, Messari, Radix가 새로운 DeFi 연합 GoodFi를 공동으로 출범했다고 발표했습니다. 이 연합은 DeFi 산업의 교육, 연구 및 실천 발전을 촉진하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이는 희망을 보여줍니다.

비용이 낮고 경험이 좋은 DeFi가 조속히 등장하기를 기대합니다.