이더리움 가스 제한 논쟁에 대한 간단한 논의: 상한선 증가가 블록, 검증자 및 MEV 수익에 어떤 이점과 단점이 있는가?

作者：성완 박

편집：글렌돈, 테크업 뉴스

이더리움 커뮤니티는 최근 핫 이슈인 가스 한도 증가에 집중하고 있습니다. 가스 한도를 높이는 아이디어는 사용자들이 더 높은 거래 처리량을 요구하는 것과 네트워크 용량이 시간에 따라 자연스럽게 증가하는 추세를 반영하기 때문에 합리적으로 보입니다. 이에 대해 많은 연구자와 커뮤니티 구성원들은 강력히 지지하며, 이더리움이 이러한 변화에 충분히 준비되어 있다고 생각하고, 이를 이더리움의 확장성을 직접적으로 강화하는 시의적절한 조치로 보고 있습니다.

이 제안은 커뮤니티 내에서 광범위한 관심을 불러일으켰으며, pumpthegas.org와 같은 커뮤니티가 만든 웹사이트는 가스 한도 증가의 기초 지식을 보급하고 검증자가 자신의 노드 설정을 변경하는 방법을 안내하는 것을 목표로 하고 있습니다. 또 다른 웹사이트인 Gaslimit.pics는 검증자들이 더 높은 가스 한도를 지지하는 진행 상황을 적극적으로 추적하고 있으며, 데이터에 따르면 2024년 12월 21일 기준으로 25%의 이더리움 검증자가 클라이언트 구성을 조정하여 지지 의사를 표시했습니다. 50% 이상의 검증자가 가스 한도를 높이고 클라이언트 구성을 수정하는 데 동의하면 이더리움의 가스 한도가 상승하기 시작하고, 결국 새로운 목표 값에 안정화될 것입니다.

주목할 점은 이 제안이 이더리움의 롤업 중심 로드맵과는 다르다는 것입니다. 최근의 확장성 개선(EIP-4844 및 EIP-7691 등)은 롤업 확장 및 블롭 거래에 중점을 두고 있지만, 가스 한도 증가는 L1 레벨의 확장 방법입니다(테크업 뉴스 주: 이더리움 블록 가스 제한은 하나의 블록에 포함될 수 있는 작업 수의 상한을 의미하며, 이 상한은 가스 값으로 측정됩니다).

이 논의는 커뮤니티의 일부 구성원에게 흥분을 주었지만, 동시에 연구자들은 이더리움의 탈중앙화 및 보안과 같은 핵심 가치가 잠재적 위험에 직면할 수 있다는 우려를 표명했습니다. 비평가들은 최악의 경우 더 큰 블록 크기가 합의 계층에 압박을 가하고 검증자 하드웨어 요구 사항을 증가시켜 네트워크의 안정성을 위협할 수 있다고 경고했습니다.

이러한 우려가 과도한 것일까요? 본문에서는 이더리움 가스 한도 증가 제안의 간략한 역사, 잠재적 영향 및 진행 중인 논의와 관련된 기술 및 몇 가지 고려 사항을 탐구합니다.

이더리움 가스 한도 증가 제안 간략 역사

사실, 이더리움 가스 한도를 높이는 아이디어는 한동안 논의되어 왔습니다. 2024년 1월 이더리움 AMA에서 이더리움 공동 창립자 비탈릭 부테린은 가스 한도를 4천만으로 높일 것을 제안했습니다(현재 이더리움의 가스 한도는 3천만입니다). 이는 무어의 법칙과 일치하며 하드웨어 능력의 꾸준한 향상을 반영합니다.

특히 2021년 4월 이후 이더리움은 가스 한도를 조정하지 않았으며, 이 기간 동안 하드웨어는 상당한 발전을 이루었습니다. 그래서 현재 많은 커뮤니티 구성원들은 이더리움이 이러한 발전을 고려할 때가 되었다고 생각하고 있습니다.

최근에는 가스 한도를 6천만으로 두 배로 늘리겠다는 "야심찬" 목표가 제안되었습니다. 물론 6천만은 즉각적인 목표가 아니라 장기적인 목표로 간주됩니다. 2024년 12월 토니 바르슈타터는 보다 신중한 접근 방식을 제안하며, 가스 한도를 3천6백만(20% 증가)으로 먼저 늘리는 것이 더 안전한 첫 걸음이라고 주장했습니다.

따라서 현재 이더리움 가스 한도를 3천6백만으로 증가시키는 것은 초기 이정표로 간주되며, 이후의 추가 증가는 점진적이고 단계적인 접근 방식을 따를 것입니다.

블록 가스 한도는 어떻게 조정되나요?

블록 가스 한도는 하드포크나 네트워크 규칙 변경 없이 점진적으로 증가할 수 있습니다. 반대로, 검증자는 구성 옵션을 수정하여 하위 호환성을 유지하고 커뮤니티 합의에 따라 정기적이고 유연한 조정을 수행합니다.

일반적인 인식과는 달리 이더리움의 블록 가스 한도는 3천만으로 고정되어 있지 않습니다. 블록 제안자는 일정 한도 내에서 이를 미세 조정할 수 있습니다. 구체적으로, 하나의 블록의 가스 한도는 이전 블록 가스 한도의 1/1024 내에서 변경될 수 있습니다. 예를 들어, 현재 블록의 가스 한도가 3천만이라면 다음 블록에서 "30,000,000 + 30,000,000 × (1 / 1024) = 30,029,296"으로 증가할 수 있습니다.

아래 코드는 geth 클라이언트에서 이더리움 노드의 기본 동작을 보여줍니다: 만약 새 블록의 가스 한도가 부모 블록에 비해 허용 범위 내에 있다면, 이는 유효한 것으로 간주됩니다.

연속된 블록의 제안자가 모두 한도 증가에 동의하면 가스 한도는 지속적으로 증가할 수 있습니다. 예를 들어, 이상적인 상황(검증자가 합의에 도달한다고 가정)에서는 3천6백만이라는 첫 번째 이정표(20% 증가)에 도달하는 데 약 "log(1.2) / log(1025/1024) = 187 블록"이 필요하며, 이는 약 38분입니다. 50% 이상의 검증자가 동의하면 증가는 신속하게 이루어질 수 있습니다.

가스 한도 증가가 가져올 영향은 무엇인가요?

가스 한도 증가의 몇 가지 상대적으로 예측 가능한 영향을 살펴보겠습니다. 블록 용량의 증가는 현재 블록체인 수요를 처리하는 것을 더 쉽게 만들어 가스 비용을 낮출 것입니다.

단기적으로 EIP-1559 메커니즘에 따라 가스 비용 감소는 ETH 소각량을 줄여 이더리움의 순 발행량을 일시적으로 증가시킬 수 있습니다. EIP-4844 이후에도 유사한 경향이 나타났으며, 이때 롤업의 데이터 가용성(DA) 비용이 대폭 감소하여 ETH 소각량이 줄어들었습니다. 가스 한도의 증가는 또한 유사한 효과를 가져와 단기적인 통화 팽창을 더욱 악화시킬 수 있습니다.

그러나 장기적으로 비용 감소는 더 많은 네트워크 활동을 장려할 수 있으며, 더 많은 사용자가 거래 비용을 감당할 수 있게 됩니다. 이러한 증가된 활동은 이더리움의 네트워크 효과를 촉진하고 더 많은 DApp을 유치하며 더 넓은 채택을 촉진할 수 있습니다. 이더리움이 DApp 및 DeFi 시스템에서 필수적인 부분이 됨에 따라 ETH의 통화로서의 사용 빈도가 증가할 수 있습니다. 이로 인해 발생하는 ETH 사용량 증가는 네트워크 활동의 추가 성장을 촉진하여 이더리움 생태계에 긍정적인 피드백 루프를 생성할 수 있습니다.

가스 한도 증가 후 새로운 DApp 구축이 가능해질 것입니다

가스 비용을 낮추고 거래 프로세스를 개선하는 것 외에도, 단일 블록의 가스 한도 증가로 인해 새로운 기회가 열릴 수 있습니다. 3천6백만으로의 적절한 증가는 반드시 눈에 띄는 변화를 가져오지 않을 수 있지만, 6천만으로의 대폭적인 상승은 이전에 3천만 가스 한도로 제한되었던 새로운 유형의 DApp 및 거래를 가능하게 할 수 있습니다. 특정 작업이 현재의 3천만 가스 한도를 거의 채우거나 초과하는 경우, 변경 후 더 효율적으로 실행되거나 처음으로 가능해질 수 있습니다.

예를 들어, 많은 가스를 필요로 하는 거래(NFT 대량 발행, 대규모 토큰 에어드롭 또는 DAO 활동)는 일반적으로 현재의 3천만 가스 한도에 근접하거나 이를 초과합니다. 이러한 거래는 일반적으로 여러 블록에 분산되어 비효율성, 거래 지연 및 잠재적 취약점을 초래합니다. 아래 그림은 2천8백만 가스를 초과 소모하는 NFT 대량 발행 거래의 구체적인 예를 보여줍니다.

거래 해시: 0xf99bdd89f7e3186e63d71a4a3ffb53cb5cd1c3190ce3771c966f2a82b3346bee

블록 가스 한도를 6천만으로 증가시키면 이러한 작업을 단일 블록 내에서 완료할 수 있어 원자적 실행을 보장합니다. 이는 전체 작업이 성공하거나 실패하도록 보장하여 부분적으로 완료되는 것을 방지하고 참여자의 공정성을 확보하며 조작의 기회를 줄입니다.

기존 사용 사례를 최적화하는 것 외에도, 더 높은 가스 한도는 계산 집약적인 작업이 필요한 혁신적인 DApp의 길을 열 수 있습니다. 예를 들어, 가스 한도가 높아짐에 따라 체인 상 AI 애플리케이션(소규모 모델 훈련 또는 추론 등)이 가능해질 수 있습니다. 마찬가지로, 더 복잡한 스마트 계약(완전한 체인 상 게임 또는 복잡한 거버넌스 메커니즘 등)은 더 높은 용량의 환경에서 번창할 수 있습니다. 이러한 발전은 이더리움의 기능과 매력을 확장하여 생태계를 더욱 다양화할 수 있습니다.

따라서 많은 경우 가스 한도를 두 배로 늘리는 것은 단편화를 줄이고 새로운 가능성을 열 수 있는 더 많은 이점을 가져올 수 있습니다.

가스 한도 증가가 블록체인 "불가능한 삼각형" 딜레마에 의미하는 바는 무엇인가요?

가스 한도 증가의 근본적인 목적은 이더리움의 확장성을 높이는 것입니다. 블록체인 "불가능한 삼각형" 딜레마의 맥락에서 더 높은 확장성을 달성하는 것은 종종 탈중앙화 또는 보안을 희생하는 대가를 치르게 됩니다. 이 때문에 가스 한도 증가 제안은 일부 의문을 불러일으키며, 이는 검증자 요구 사항을 높여 중앙 집중화를 초래하거나 합의 계층의 안정성을 저하시킬 수 있다는 우려를 낳습니다.

그러나 지지자들은 이것이 확장성을 높이기 위해 탈중앙화나 보안을 희생하는 것이 아니라고 주장합니다. 오히려 그들은 이를 무어의 법칙이 설명하는 하드웨어 성능 개선을 활용하여 블록체인의 총 용량을 확장하는 것으로 설명합니다. 이러한 관점에서 블록체인 "불가능한 삼각형" 딜레마의 "삼각형"은 현대 하드웨어가 더 큰 총 용량을 허용하므로 확대될 수 있으며, 이더리움의 핵심 속성을 저하시키지 않고도 가능합니다.

이것이 사실인지 평가하기 위해서는 가스 한도 증가의 잠재적 위험을 면밀히 검토해야 합니다. 탈중앙화에 대한 고려 사항은 검증자 하드웨어 요구 사항 증가와 MEV 전략의 복잡성을 포함할 수 있습니다. 보안 측면에서는 최악의 경우 블록 크기 증가, 거래 실행 시간 등이 분기 또는 슬롯 누락 비율에 영향을 미칠 수 있습니다.

가스 한도 증가와 블록 크기

단일 블록 내 가스 한도의 증가는 더 많은 호출 데이터를 수용할 수 있으며, 이는 최악의 경우 블록 크기에 영향을 미칩니다. 현재 무의미한 호출 데이터로 블록을 채워 최대 블록 크기를 약 1.8MB로 늘릴 수 있으며, 여섯 개의 블롭을 사용하면 단일 슬롯에서 전파되는 총 데이터 크기는 2.58MB에 이를 수 있습니다. 더 높은 가스 한도는 이러한 최악의 경우 블록 크기를 증가시켜 네트워크 노드의 통신을 위한 P2P 계층에 문제를 일으킬 수 있습니다.

이러한 상황은 P2P 계층의 합의 클라이언트에 압박을 가할 수 있습니다. 가스 한도가 4천만을 초과하면 최악의 경우 블록 크기가 기본 클라이언트 동작에 내장된 제한을 초과할 수 있어 일부 클라이언트가 블록을 올바르게 제안하거나 전파하지 못할 수 있습니다. 따라서 가스 한도를 대폭 높이기 전에 이러한 제한을 해결하는 것이 중요합니다.

EIP-7623은 데이터 가용성 거래에서 호출 데이터(calldata) 가격을 조정하여 해결책을 제공할 것으로 기대되며, 이는 최악의 경우 블록 크기를 2.58MB에서 약 1.2MB로 줄일 수 있습니다. 따라서 향후 어떤 가스 한도 증가가 합의 안정성을 유지할 수 있도록 하기 위해 EIP-7623을 채택하는 것이 필요할 것입니다.

마찬가지로 실제 블록 크기(일반적으로 거래 데이터로 채워진 블록 크기)는 재구성 또는 슬롯 누락 확률과 관련이 있습니다. 슬롯 데이터(#9526972 ~ #10351782)를 분석한 결과, 작은 블록의 경우 슬롯 포함과 재구성/누락 슬롯 간의 블록 크기 분포 차이가 미미합니다. 그러나 블록이 커지면(예: 0.25MB 초과) 재구성 또는 슬롯 누락이 발생할 가능성이 증가합니다.

이러한 상관관계는 거래 실행 시간 증가 또는 기본 P2P 행동과 같은 요인에서 기인할 수 있으며, 단순히 블록 크기 자체만으로 설명되지 않습니다. 관찰된 관계는 잠재적 위험을 강조하지만 인과 관계를 확정짓지는 않습니다.

결론적으로 블록 크기 증가가 슬롯의 안정성에 영향을 미치지만, 최악의 경우 블록 크기는 P2P 계층의 견고성을 보장하는 데 특히 중요합니다. 향후 가스 한도를 증가시킬 때는 EIP-7623에서 제안된 변경 사항과 함께 진행해야 이러한 위험을 효과적으로 완화할 수 있습니다.

가스 한도 증가와 실행 시간

가스 한도 증가로 더 많은 거래가 블록에 포함될 수 있게 되면 거래의 실행 시간도 증가합니다. 이 증가가 중요한지는 분기 또는 슬롯 누락과 관련이 있으며, 이는 전체 합의의 안정성을 나타냅니다.

아래 그림은 블록에서 더 많은 가스를 사용할수록 실행 시간이 증가하는 경향을 보여줍니다. 20%의 가스 한도 증가가 실행 시간을 약간 연장할 것으로 예상되지만, 구체적인 영향은 예측하기 어렵습니다. 실행 시간은 항상 최대 가스 한도나 가스 사용량과 직접 비례하지 않습니다. 그러나 그래프를 기반으로 보수적인 비율 가정을 한다면, 실행 시간이 400~500밀리초 증가하는 것은 합리적으로 보입니다.

이제 실행 시간과 분기 또는 슬롯 누락 간의 관계를 살펴보겠습니다.

위 그림의 빨간 상자는 실행 시간이 4000밀리초를 초과하는 슬롯이 실행 시간이 짧은 슬롯에 비해 재구성 또는 누락될 가능성이 더 높다는 점을 강조합니다. 대부분의 재구성 또는 누락된 슬롯은 1000~3000밀리초 사이에서 발생하며(이 범위 내에서 실행 시간과 재구성 확률 간의 상관관계가 약함을 나타냄), 그러나 빨간 상자에 표시된 블록은 실행 시간이 4000밀리초를 초과할 때 재구성 가능성이 명확히 더 높아짐을 보여줍니다. 다른 그래프에서는 실행 시간이 4000밀리초를 초과하는 슬롯의 재구성 또는 누락 비율이 4000밀리초 이하의 슬롯보다 세 배 이상 높다는 점을 강조하여 매우 높은 실행 시간이 안정성에 미치는 영향을 더욱 부각시킵니다.

가스 한도 증가가 검증자 하드웨어 요구 사항에 영향을 미칠까요?

가스 한도를 높일 때 검증자들이 가장 걱정하는 것은 검증자 노드를 운영하는 데 필요한 저장 공간입니다. 2024년 12월 기준으로 하나의 검증자 노드는 모든 역사 및 상태 데이터를 유지하기 위해 약 1.5~1.6TB의 저장 공간을 필요로 합니다. 가스 한도의 증가는 역사 및 상태 데이터의 증가 속도를 가속화할 것입니다.

2020년과 2021년에는 검증자 노드를 운영하기 위해 2TB의 SSD가 필요했습니다. 그러나 역사 및 상태 데이터가 1.8TB에 도달하면 2TB SSD를 사용하는 검증자는 4TB SSD로 교체해야 합니다. 현재 4TB SSD의 가격은 3년 전 2TB SSD의 가격과 거의 동일하게 약 250달러이지만, 교체 자체가 유지 관리 비용과 기술적 난이도를 의미합니다.

3천6백만의 가스 한도는 큰 문제가 아닐 수 있습니다. 그러나 가스 한도가 6천만 이상으로 증가하면 검증자 노드는 지속적으로 하드웨어를 교체해야 하며, 이는 유지 관리 비용을 누적시켜 탈중앙화 특성을 위협할 수 있습니다.

EIP-4444가 채택되면(2025년 5월 이전에 클라이언트를 출시하는 것이 목표) 역사 데이터의 증가는 중단될 수 있어 가스 한도 증가에 더 많은 공간을 제공할 수 있습니다. 그러나 EIP-4444가 없다면 역사 데이터의 증가는 가스 한도를 높이는 데 다음 병목 현상이 될 수 있습니다.

스톰 슬리브코프의 상태 증가 분석에 따르면 상태 증가도 잠재적 병목 현상이지만, 현재의 증가율(매월 약 2.62 GiB)은 관리 가능하며 현대 하드웨어는 10년간의 증가를 지원할 수 있습니다. 메모리 요구 사항은 상태 크기가 증가함에 따라 증가하며, 가스 한도를 6천만으로 높이면 이 과정이 가속화되어 매년 추가로 2~4.7GiB의 RAM이 필요할 수 있습니다. 현재 64GiB RAM 구성은 충분한 완충 공간을 제공하지만, 지속적인 증가는 업그레이드를 더 빈번하게 만들 수 있습니다.

곧 다가오는 개선 사항인 Verkle 트리와 상태 만료는 이러한 부담을 덜어줄 것으로 예상되지만, 여전히 면밀한 모니터링이 중요합니다.

가스 한도 증가가 MEV에 의미하는 바는 무엇인가요?

가스 한도 증가가 탈중앙화에 영향을 미칠 수 있는 또 다른 요소는 검증자 MEV(최대 추출 가치) 수익에 미치는 영향입니다. MEV의 중요성이 점점 더 부각됨에 따라, 고급 MEV 전략을 사용하는 복잡한 검증자와 소규모 독립 스테이커 간의 수익 격차에 대한 우려가 커지고 있습니다. 이러한 수익 격차는 더 많은 자원과 전문 지식을 가진 검증자가 주도권을 잡게 되어 중앙 집중화 압력을 가중시킬 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 이더리움 커뮤니티는 제안자-구축자 분리(PBS) 및 MEV 소각과 같은 메커니즘에 대해 활발히 논의하고 있으며, 이는 검증자의 수익을 균형 있게 만들기 위한 것입니다.

이론적으로 가스 한도의 증가는 단일 블록에 더 많은 거래를 포함할 수 있게 하여 MEV와 관련된 수익 격차를 심화시킬 수 있습니다. MEV Boost가 이 문제를 부분적으로 완화하여 독립 스테이커가 일부 MEV 보상을 포착할 수 있도록 했지만, 검증자 수익 격차에 대한 데이터는 여전히 결론이 나지 않았습니다. 이는 MEV 거래를 정의하고 수익을 정확하게 추적하는 데 어려움이 있기 때문이며, 특히 중앙 집중화 거래소(CEX)와 탈중앙화 거래소(DEX)의 복잡한 MEV 전략과 같은 복잡한 시나리오에서 더욱 그렇습니다. 그러나 이러한 시나리오는 상대적으로 드물며, 대부분의 MEV는 블록 상단 전략에서 발생합니다.

반면, 더 높은 가스 한도는 더 복잡하고 자원 집약적인 MEV 전략을 가능하게 할 수 있습니다. 드물지만, 전체 블록의 가스 한도를 거의 소모하는 매우 복잡한 거래를 실행하는 MEV 로봇이 존재합니다. 예를 들어, 1800만 가스를 초과 사용하는 로봇 거래가 관찰되었으며, 이는 하나의 블록 내에서 여러 번의 교환 및 유동성 작업을 수행했습니다. 가스 한도가 증가함에 따라 이러한 전략은 더욱 보편화될 수 있으며, 이는 성숙한 검증자와 소규모 참여자 간의 격차를 확대할 가능성이 있습니다.

결론

이더리움 가스 한도 증가에 대한 논의는 확장성을 촉진하고 거래 비용을 낮추며 현재의 제한에 얽매인 DApp에 새로운 가능성을 창출할 수 있는 흥미로운 기회를 제공합니다. 그러나 이 주제는 탈중앙화, 검증자 요구 사항 및 네트워크 안정성과 같은 측면에 대한 깊은 우려를 불러일으켰습니다. 상태 및 역사 데이터 증가, 실행 시간 연장 및 MEV 차이와 같은 문제는 실증 데이터를 신중하게 고려하고 모니터링할 필요성을 강조합니다.

결국 가스 한도를 성공적으로 높일 수 있는지는 이더리움이 이러한 복잡한 요소들을 어떻게 잘 조화롭게 균형을 맞추느냐에 달려 있습니다. EIP-7623, 제안자-구축자 분리(PBS) 및 MEV 소각과 같은 솔루션은 네트워크가 잠재적 위험에 적극적으로 대응하고 있음을 보여주며, 면밀한 계획과 실행을 통해 더 높은 가스 한도가 이더리움의 다음 성장 단계를 여는 데 기여할 것으로 기대됩니다.