블록체인 트릴레마

 트릴레마 

그리스어로 숫자 3을 의미하는 'Tri'와 명제를 의미하는 단어 'Lemma'가 합쳐져 만들어진 단어입니다.

3가지의 문제가 각각 서로 영향을 주어, 3가지 중 어느 것을 선택하면 다른 부분이 악화된다는 의미를 가지고 있습니다.

블록체인 트릴레마는 확장성, 탈중앙화, 보안이라는 세 가지 요소를 모두 만족하는 일이 얼마나 어려운지를 말합니다.

 확장성(scalability) : 사용자 수가 늘어나더라도, 유연하게 대응할 수 있는 정도를 나타냅ㅂ니다. 확장성이 높으면 사용자수의 증가에 따라 거래건수가 늘어나더라도, 무리없이 전송 처리용량을 증가시킬 수 있습니다. TPS가 높다고도 표현합니다. 

탈중앙화(decentralization) : 중앙집권화를 벗어나 분산된 소규모 단위가 모여, 자율적으로 운영되는 방식을 맗바니다. 블록체인은 기존의 서버-클라이언트 관계가 아니라, 개별 노드들의 자발적이고 자율적인 연결에 의해 P2P(Peer-to-Peer) 방식으로 동작합니다.

보안(security) : 블록체인 내의 데이터나 프로그램을 권한이 없는 이용자가 사용할 수 없도록 제한하여, 외부의 공격으로부터 프로그램을 보호합니다. 

 

👍🏻 확장성

  확장성은 사용자의 수가 증가하거나 네트워크 규모가 커지면서, 데이터 처리량 또는 데이터 전송것누가 얼마나 증가할 수 있는지를 말합니다. 그리고 확장성 문제는 확장성이 커지면서 발생하는 일련의 문제, 또는 확장성이 커지면서 해결하지 못하는 문제들을 뜻합니다.

확장성은 높은 트랜잭션 처리량과 미래 성장을 지원하는 능력으로 표현하기도 합니다. 확장성이 있는 블록체인 프로토콜은 사용 사례가 확장되고 블록체인 기술의 채택이 가속화되더라도 블록체인의 성능이 전혀 저하되지 않습니다.

확장성은 블록체인 네트워크가 유용성이 훨씬 우수한 기존의 중앙집권식 플랫폼과 경쟁하는 데 있어 합리적인 경쟁을 할 수 있는 유일한 방법입니다. 많은 블록체인 플랫폼이 탈중앙화와 보안을 확립했지만 동시에 확장성을 달성하는 것은 오늘날 탈중앙화 네트워크 주요 과제로 남아있습니다. 

 

👍🏻 탈중앙화

탈중앙화는 네트워크가 중앙집권화된 서버로 운영이 되는 것이 아닌 소규모 노드 간 자율적으로 운영되는 것을 말합니다. 

탈중앙화는 블록체인 기술의 핵심 아이디어이며, 블록체인 생태계 전반에 걸쳐 추진되고 있습니다. 분산된 프로세스와 기술을 적용하면 산업 전반에 걸쳐 중개자의 역할이 사라지고 더욱 다양한 방식의 거래형태가 나타납니다. 예를 들어, 금융 상품에서 중앙집권식 중개자인 은행을 제거하면, De-Fi플랫폼은 사용자로만 구성되어 더 많은 사람들에게 이익을 분배할 수 있습니다.

탈중앙화 네트워크는 훨씬 더 기본적인 수준에서 합의(Consensus)를 통해 의사결정을 내립니다. 다시말해, 누구도 이를 통해 거래되는 데이터를 제어가하거나 검열할 수 없습니다. 그러나 최적의 탈중앙화를 달성하면, 네트워크 처리량이 감소하는 경향이 있습니다. 더 많은 채굴 노드의 합의를 통해 네트워크를 보호하면 트랜잭션 속도(TPS)가 떨어집니다. 즉, 참여노드가 많아 질수록 보안은 좋아지지만 합의하는 과정이 복잡해지기 때문에 속도가 줄어들 수 있다는 이야기로 해석해 볼 수 있습니다.

👍🏻 보안 

보안은 데이터나 프로그램이 보호되어 있고, 권한이 없는 사용자나 악의적인 사용자의 접근을 막는 것을 뜻합니다. 

데이터베이스 관련 업계에서 관심이 많은 확장성처럼, 블록체인이라는 원천적인 기술은 암호학계에서 매우 관심이 많은 기술입니다. 블록체인 위에서 발행된화폐가 이미 암호화폐라고 불리는 것처럼, 암호화폐는 암호화되어 있어서 익명성과 함께 안정성을 가지고 있습니다. 

노드수가 충분하지 않은 코인과 같은 경우에는 해시율이 낮아져서 해킹 확률이 높아질 수 있고, 이는 알고리즘 허점이라고 보기는 어렵습니다. 이런 코인을 51% 공격을 통해 해킹하기 위해서는 장비비를 포함한 엄청난 자금이 필요합니다. 따라서 일반적인 해커가 해킹을 시도하는 일은 현실적으로 어렵습니다.

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💡 세 요소의 상호작용과 상관관계 

네트워크는 먼저 거래를 결제하기 위해 거래의 유효성에 동의해야 합니다. 시스템에 많은 수의 참가작 있는 경우 계약에 시간이 걸릴 수 있습니다. 그리고 유사한 보안 매개변수가 주어지면, 확장성은 탈중앙화에 반비례합니다.

이제 두개의 작업 증명 블록체인이 동일한 수준의 탈중앙화를 가지고 있다고 가정하면, 보안 측면을 블록체인의 해시율(해시 레이트)라고 생각할 수 있습니다. 지속적인 탈중앙화에서는 확장성과 보안이 비례합니다. 이런 이유로, 블록체인은 세가지 특성을 동시에 최적화 할수 없으며 , 상호간의 절충이 필요합니다. 

모든 요소를 양적(Positive) 방향으로 개선 시킬 수 없습니다. 한 요소를 강화하면, 다른요소에 대한 양보가 필요합니다. 이더리움의 창시자 비탈릭 부테린은 ‘Scalability Trilemma’을 설명하면서 이 문제를 언급했습니다. 그러나 트릴레마의 요소 간 충돌 관계를 자세히 들여다 보면, 결국 중앙화와 탈중앙화에 대한 대치되는 관계로 살펴볼 수 있습니다.

가장 최근에 관찰된 트릴레마에 대한 고민은, 이더리움이었습니다. De-Fi(탈중앙화 금융) 애플리케이션이 떠오르면서, 이더리움 플랫폼 사용량이 급증했습니다. 이더리움은 특정 수 이상의 트랜잭션이 발생하였을 때, 네트워크에서 이 트랜잭션을 처리하는 속도에 한계가 발생합니다. 따라서 수요 증가로 인해 일부 블록체인과의 상호 작용이 금지될 정도로 거래 수수료가 상승했습니다. 이더리움에 대한 수수료 인상은 트릴레마의 한 예로서 이더리움이 보안이나 탈중앙화를 포기하지 않고는 확장되지 않았다고 볼 수 있습니다. 이더리움의 경우 탈중앙화와 보안에 중점을 두어 초당 트랜잭션 수(확장성)를 제한했습니다. 결국 사용자는, 채굴자가 거래의 우선 순위를 사용자에게 할당하도록 하기 위해 더 높은 수수료를 지불하게 되었습니다.

이더리움과 비트코인은 확장성보다 탈중앙화와 보안을 선호했습니다. 지불 솔루션인 Ripple은 탈중앙화보다 보안과 확장성을 선호합니다. 그리고 EOS는 탈중앙화와 보안을 희생하면서 확장성을 선호합니다