이더리움 업그레이드 과정 뒤의 중앙화와 경제적 도전

이더리움은 2013년 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)에 의해 제안된 이후 여러 차례 중대한 발전을 겪어왔습니다. 처음에는 PoW(작업 증명) 메커니즘을 기반으로 하여 설계되어 채굴자가 계산 능력을 소모하여 보상을 받을 수 있도록 했습니다. 그러나 PoW의 높은 에너지 소비와 거래 속도 병목 현상은 이더리움이 점차 지분 증명(PoS) 메커니즘으로 전환하도록 촉구하였고, The Merge, 상하이 업그레이드, 칸쿤 업그레이드 등 일련의 개선 사항이 도입되었습니다. 이러한 업그레이드의 핵심 목표는 네트워크 효율성을 높이고 에너지 소비 및 가스 요금을 줄이며 이더리움 생태계를 탈중앙화 애플리케이션에 더 적합하게 만드는 것입니다.

비록 이러한 업그레이드가 일정한 진전을 이루었지만, 새로운 도전 과제도 가져왔습니다. 특히 거버넌스의 중앙화, 경제적 인센티브 구조 및 기술적 구현의 난이도 등 여러 측면에서 이더리움은 탈중앙화 이념과 장기적인 발전에 영향을 미칠 수 있는 일련의 구조적 결함에 직면해 있습니다. 본 문서는 업그레이드의 핵심 결함을 바탕으로 이더리움 생태계에 대한 잠재적 위험을 분석합니다.

1. 이더리움 업그레이드의 취지: PoS가 가져온 효율성과 확장성

이더리움은 처음에 PoW 메커니즘을 채택했으며, 이 메커니즘은 네트워크의 안전성을 보장하지만 높은 에너지 소비와 확장성 병목 현상이 점차 드러났습니다. 사용자와 거래량이 증가함에 따라 PoW 메커니즘의 자원 소모와 거래 혼잡 문제도 더욱 뚜렷해졌습니다. 에너지 효율성을 높이고 거래 비용을 줄이며 네트워크 속도를 향상시키기 위해 이더리움은 2022년에 "합병"(The Merge) 업그레이드를 완료하고 합의 메커니즘을 PoW에서 PoS로 전환했습니다.

PoS 메커니즘의 도입은 ETH를 "스테이킹"하는 방식으로 계산 능력을 소모하는 채굴 과정을 대체하기 위한 것입니다. 스테이커는 네트워크에서 ETH를 잠금으로써 검증 권한과 보상을 얻으며, 이는 에너지 소비를 대폭 줄일 뿐만 아니라 PoW 메커니즘이 초래하는 자원 쟁탈 문제를 어느 정도 완화합니다. 또한 이더리움은 확장성 측면에서도 Rollup 기술과 샤딩(Sharding) 계획을 도입하여 일부 계산 및 데이터 처리를 메인 체인 외부로 이동시키거나 서로 다른 샤드로 나누어 거래 처리 능력을 향상시키고자 하였습니다.

그러나 이러한 기술 업그레이드가 이론적으로 더 높은 효율성과 더 낮은 에너지 소비를 가져올 수 있음에도 불구하고, 이더리움의 PoS 메커니즘과 확장성 방안은 중앙화, 경제 구조의 취약성 등 일련의 문제를 야기하여 네트워크의 탈중앙화 본질에 영향을 미치고 이더리움의 미래 발전에 깊은 영향을 미칠 수 있습니다.

2. PoS의 중앙화 위험

PoW에서 PoS로 전환한 후, 이더리움은 ETH를 스테이킹하는 방식으로 네트워크 검증을 수행합니다. 노드의 검증 권한은 스테이킹한 ETH의 양에 직접적으로 의존하며, 이는 많은 ETH를 보유한 대규모 투자자나 기관이 네트워크 거버넌스에서 더 큰 발언권을 가질 수 있음을 의미합니다. 이러한 메커니즘은 에너지 소비를 줄이지만, 네트워크의 중앙화 위험을 불가피하게 초래합니다.

현재 이더리움 스테이킹 생태계에서는 큰 집중화 경향이 나타나고 있습니다. 예를 들어, Lido, Coinbase와 같은 대형 스테이킹 서비스 제공업체가 많은 스테이킹 풀의 ETH를 통제하고 있어 네트워크 거버넌스 권한과 검증 권한이 점차 소수의 노드로 집중되고 있습니다. 이로 인해 이더리움의 거버넌스가 점차 과두화되고 있으며, 이는 일반 사용자와 소규모 노드의 참여도를 약화시킬 뿐만 아니라 거버넌스 방향이 탈중앙화의 초기 취지에서 벗어날 가능성을 내포하고 있습니다. 더 심각한 것은, 이러한 소수의 대형 노드가 미래에 경제적 이익, 정치적 또는 기술적 이유로 철수할 경우, 전체 네트워크의 안정성이 큰 도전에 직면할 것입니다.

또한, 스테이킹 구조의 집중화는 잠재적인 보안 위험을 초래합니다. 대형 스테이킹 노드가 지나치게 많은 검증 권한을 통제할 경우, 이더리움 네트워크의 "단일 실패 지점"이 형성될 수 있으며, 공격이나 고장이 발생할 경우 네트워크의 전체 안전성과 신뢰성이 위협받게 됩니다. 이러한 위험은 이더리움이 PoS 메커니즘 하에서 진정한 탈중앙화를 실현하기 어렵게 만듭니다.

또한 주목할 점은 이더리움 개발자들이 2025년 1분기에 메인넷에서 Pectra 업그레이드를 활성화할 계획이며, 이번 업그레이드의 EIP 7251 제안은 검증자의 최대 유효 잔액을 32 ETH에서 2048 ETH로 증가시키고, 최대 유효 잔액이 32 ETH인 기존 검증자가 자신의 스테이킹 양을 통합할 수 있도록 허용할 것입니다. 이는 이더리움의 검증자 수를 크게 줄이고 중앙화 문제를 악화시킬 것으로 예상됩니다.

3. Rollup 구조의 경제적 및 보안적 결함

이더리움은 최근 몇 년 동안 확장성 측면에서 또 다른 주요 전략으로 Rollup 기술을 채택했습니다. Rollup은 거래를 계층적으로 처리하는 기술로, 일부 계산 및 데이터 처리를 메인 체인 외부로 이동시켜 거래 속도와 처리 효율성을 높이는 데 기여합니다. 비록 Rollup이 이론적으로 이더리움의 확장성 문제를 효과적으로 완화할 수 있지만, 그 복잡한 경제 구조는 새로운 위험을 초래합니다.

Rollup의 설계는 네트워크의 유동성과 안전성을 보장하기 위해 복잡한 인센티브 메커니즘을 구축해야 합니다. 현재 Rollup 생태계는 외부 스테이킹과 자금 지원에 크게 의존하고 있으며, 이러한 의존성은 경제적 변동 시 전체 시스템의 취약성을 높입니다. 시장이 급격히 변동할 경우 Rollup 생태계의 자금 유동성이 심각하게 영향을 받을 수 있으며, 이는 사용자 경험과 네트워크 안정성 저하로 이어질 수 있습니다. Rollup이 메인 체인에 의존한다는 것은 이더리움 메인 체인에 문제가 발생할 경우 Rollup 생태계도 연쇄 반응의 충격을 받을 수 있음을 의미합니다.

또한 Rollup의 경제 모델은 장기 시장 검증을 거치지 않았으며, Rollup 솔루션을 기반으로 한 OP 메인넷, Arbitrum, base, starknet, zksync, linea 등 많은 L2 프로젝트는 상호 운용성이 낮아 사용자 경험이 좋지 않을 뿐만 아니라 메인 체인 기능과도 높은 중복성을 보이고 있습니다.

이전에는 ETH의 주요 기능이 결제 계층이었으며, 대형 DeFi의 청산 및 결제가 메인 체인에서 이루어졌습니다. 현재는 많은 수요가 L2로 분산되고 있습니다. 이더리움에 "寄生、吸血"하는 L2는 이더리움의 유동성을 분할하면서도 이더리움에 대한 가치 포획을 거의 제공하지 않아 이더리움의 유동성과 체인 상 거래의 심각한 손실을 초래하고 있습니다. ETH 메인넷은 침체에 빠지고 내부 분쟁이 끊이지 않으며, 커뮤니티의 합의가 점차 와해되고 있습니다. 데이터에 따르면, 이더리움은 Dencun 이후 수익과 ETH 공급 소각량이 현저히 감소했습니다. 총 수익은 업그레이드 전 150일의 평균보다 69% 낮았고, ETH 소각량은 업그레이드 전 150일의 평균보다 84% 낮았습니다.

안정성과 보안 측면에서 Rollup의 구조에서 시퀀서(Sequencer)는 L2 네트워크 노드의 핵심 구성 요소로, 거래 요청을 수신하고 실행 순서를 결정하며 배치로 묶어 L1 스마트 계약에 전달하는 중요한 역할을 하여 거래 처리 효율성과 사용자 경험을 향상시키는 데 기여합니다. 그러나 시퀀서가 이 과정에서 충돌하거나 오류가 발생하면 사용자의 거래는 L2에 남아 L1에서 완료되지 않습니다. 따라서 단일 시퀀서를 사용하는 것은 거래 지연, 충돌 및 중단 등의 위험에 직면할 수 있으며, 이러한 상황은 실제로 발생한 적이 있습니다.

이러한 중앙화된 시퀀서는 이더리움 메인넷이 결제 계층 차원에서 L2에 대한 통제력을 크게 약화시켜 사용자 거래에 대한 악의적인 검열, 오류, MEV 착취, 선점, 트래픽 단편화 및 심지어 강제 중단(예: Linea, Blase가 자산 도난으로 인해 직접 중단됨) 등의 위험을 초래하여 전체 Rollup 시스템의 안정성과 보안성에 영향을 미칠 수 있습니다. 요컨대, 이러한 집중화된 설계는 시퀀서에게 지나치게 큰 권한을 부여하며, 이는 현재 업계에서 우려되는 초점이 되고 있습니다.

4. 미래 잠재적 위험: 기술적 난이도와 탈중앙화의 균형

앞으로 이더리움은 샤딩(Sharding) 기술을 통해 네트워크 성능을 더욱 향상시킬 계획입니다. 그러나 샤딩은 네트워크를 여러 개의 작은 조각으로 분해하는 확장 솔루션으로, 기술적 난이도가 매우 높으며 서로 다른 샤드 간의 데이터 일관성과 안전성을 보장해야 합니다. 샤딩의 성공적인 구현은 기술적 문제를 극복해야 할 뿐만 아니라 안전성과 확장성 간의 균형을 맞추는 것과 관련이 있습니다. 이러한 기술적 복잡성은 샤드 간 데이터 동기화 문제를 초래할 수 있으며, 극단적인 경우 네트워크 분열을 초래할 수 있습니다.

또한 샤딩과 Rollup의 결합 사용은 네트워크의 거버넌스 구조와 경제 구조를 더욱 복잡하게 만듭니다. 샤딩의 분포와 Rollup의 설계는 각 샤드와 Rollup 간의 데이터 일관성 요구 사항을 높이며, 이는 개발자와 노드 검증자에게 더 많은 기술적 도전을 안겨줍니다. 샤딩과 Rollup의 병행 사용이 탈중앙화와 성능 향상 간의 관계를 잘 조율하지 못할 경우, 사용자 신뢰 저하를 초래하거나 심지어 커뮤니티 분열로 이어질 수 있습니다.

종합적으로 볼 때, 이더리움은 기술 혁신을 지속적으로 추구하는 과정에서 중앙화, 경제적 취약성 및 기술적 복잡성의 딜레마에 직면해 있습니다. 이러한 문제는 이더리움의 현재 생태계 발전에 영향을 미칠 뿐만 아니라 미래의 업그레이드에도 위험을 내포하고 있습니다.