최근에 블록체인 업계에 들어온 사람들이면, 모듈러 블록체인(Modular Blockchain)이 원래부터 있었던 블록체인 설계 방식이라고 생각할 수 있지만, 그 시작은 그리 오래되지 않았고, 원래 블록체인이 전통적으로 작동하는 방식은 모놀리틱 방식으로 진행이 되었다고 보는 것이 맞다. 모듈러 블록체인과 모놀리틱 블록체인의 차이점은 이따가 좀 더 자세하게 후술 하겠지만, 간단하게 미리 설명을 하자면, 전자는 모든 업무 과정을 다른 블록체인들이 분업화 하는 것이고, 후자는 모든 업무 과정을 단일 주체가 해결하는 방식이라고 볼 수 있다. 이렇게 간단한 비유만 놓고 보자면 모듈러 블록체인이 모든 방면에서 더 효율적으로 들리기 때문에 이 둘을 비교하는 거 자체가 성립이 안된다고 느낄 수 있지만, 좀 더 디테일한 부분들을 들여다보면 이 두 가지 설계방법 모두가 장단점이 명확하게 있다. 해서, 필자는 이번 아티클을 통해 모듈러 블록체인과 모놀리틱 블록체인의 차이점과 장단점을 분석하고 비교하여 독자들이 KBW 에서 해당 단어들을 접하게 되었을 때 좀 더 빠르게 이해할 수 있도록 돕고자 한다.
 

 1. 모놀리틱 블록체인(Monolithic Blockchain)

모놀리틱 블록체인은 이름만 들었을 땐 굉장히 거창한 이름같지만, 여태까지 우리가 흔하게 볼 수 있었던 웬만한 블록체인들은 전부 모놀리틱 블록체인의 구조를 가지고 있다. 대표적으로 지금은 모듈러 블록체인의 대표주자로 알려져있는 이더리움도 모놀리틱 블록체인의 구조를 가지고 있고, 이더리움을 제외하고도 세이, 솔라나, 앱토스, 수이와 같은 체인들이 모놀리틱 블록체인의 구조를 가지고 있다. 그러면 모놀리틱 블록체인의 구조라는 것은 무엇일까? 블록체인은 기본적으로 합의(consensus), 연산(execution), 세틀먼트(settlement),그리고 데이터 가용성(data availability)을 담당하고 각각의 역할의 상세 설명은 아래와 같다(이 역할들은 나중에 모듈러 블록체인을 설명할 때도 그대로 적용되니 자세히 보도록 하자):

  1. 합의(Consensus): 새롭게 생산된 블록에 담길 트랜잭션의 순서를 결정하는 역할을 담당한다.
  2. 실행(Execution): 말 그대로 트랜잭션을 실행하는 레이어로, 네트워크 상태를 연산하는 역할을 한다.
  3. 세틀먼트(settlement)(아래에서 후술하겠지만, 세틀먼트 레이어를 언급하는 거 자체가 이제는 조금 논란의 여지가 있다): 실행 레이어의 허브와 같은 역할을 하며, 트랜잭션을 검증하고 다른 세틀먼트 레이어와 연결하는 역할을 진행한다.
  4. 데이터 가용성(Data Availability): 연산 과정에서 사용되는 모든 트랜잭션 데이터에 접근이 가능하도록 해당 데이터를 저장하고 항상 다운로드 가능하게 보장해주는 역할을 담당한다.
     
1.1 모놀리틱 블록체인의 장점

모놀리틱 블록체인은 필자가 위에서 언급한 모든 기능들을 하나의 장소에서 해결하는데, 이러한 구조가 가지는 장점은 매우 명확하다:

  • 독자성: 합의-실행-세틀먼트-데이터 가용성을 하나의 블록체인이 처리하기 때문에 다른 외부 블록체인에 대한 의존성이 없다(물론 오라클이나 상호운용성이 들어가면 외부 블록체인에 대한 의존성이 어느정도는 생길 수 있다. 이 논의는 어디까지나 트랜잭션이 발생하는 과정에서 필요한 의존성을 이야기 하는 것이다). 모듈러 블록체인은 각각의 블록체인이 저마다 다른 기능을 가지고 있기 때문에 온전한 트랜잭션을 이루기 위해선 분업의 대상들이 전부 맡은 일들을 훌륭하게 처리해야한다는 전제가 필요하지만, 모놀리틱 블록체인은 자기만 역할을 잘 수행한다면 다른 블록체인들의 상태는 신경쓸 필요가 없다.
  • 호환성: 모놀리틱 블록체인은 단일 샤드에서 모든 트랜잭션을 해결하기 때문에 ‘확장성과 탈중앙성이 보장된다는 가정하에는,’ 모든 어플리케이션을 단 하나의 블록체인에서 사용할 수 있다. 반면 모듈러 블록체인의 경우 레이어2에 있는 어플리케이션을 사용하기 위해서는 레이어1에 있는 자산을 레이어2로 옮겨야하는 번거로움이 존재한다. 모놀리틱은 다양한 어플리케이션들이 하나의 블록체인에서 구동되더라도 이들을 감당할 수 있도록 설계되기 때문에 유저의 입장에서는 번거로움 없이 다양한 어플리케이션을 사용할 수 있다.
  • 단순한 구조: 모놀리틱 블록체인은 인프라 레벨에서도 그들을 관리하는 벨리데이터만 있으면 되지만, 모듈러 블록체인은 다양한 레이어2 블록체인들과 (이제는 레이어3도 논하는 시점이 되었다)이들에 연관되어있는 수많은 이해관계자들이 얽혀있어서 블록체인이 구조적으로, 그리고 정치적으로 굉장히 복잡하다. 모놀리틱 체인은 모듈러 블록체인에 비해서는 구조적으로나 정치적으로나 단순하다. 이것은 때때로 유저 친화적인 환경을 만들기도,개발자 친화적인 환경을 만들기도 한다.

필자는 이 세 가지를 모놀리틱 블록체인이 가지고 있는 장점이라고 생각한다. 그리고 지금도 “가장 이상적인 블록체인의 구조”는 모놀리틱 방식이라고 생각한다. 모듈러 블록체인이 탄생한 이유는, 사람들이 모듈러한 구조를 좋아해서가 아니라 모놀리틱 방식으로는 확장성을 확보하는데에 어려움이 있었기 때문이라는 점을 명심하자.
 

1.2 모놀리틱 블록체인의 단점

하지만 반대로 생각해보면, 아직까지 모놀리틱 블록체인이 가지는 문제점이 많기 때문에 모듈러 블록체인 구조가 각광을 받고 있다는 말도된다. 그러면 모놀리틱 블록체인은 어떤 문제점을 가지고 있을까?

  • 확장성의 한계: 물론 필자가 지금 이 한계점을 이야기 하는 지금 이 순간에도 수많은 컨센서스 알고리즘이 개발되고 있으며 이들은 단일 샤드에서 최대한 많은 트랜잭션을 소화하는 것을 목표로 발전되고있다. 그럼에도 불구하고 레이어2를 계속해서 추가할 수 있는 모듈러 방식과는 다르게 무조건 단일 샤드를 유지해야하기 때문에 기술적으로 확장성을 확보하기가 굉장히 어렵다.
  • 단일 거버넌스: 물론 이것은 나중에 거버넌스 설계를 어떻게 하느냐에 따라서 달라질 수 있지만 지금까지는 거버넌스가 다각화 될 수 없는 구조를 가지고 있다. 또한 범용 목적 블록체인(General-Purpose Blockchain)의 경우엔 거버넌스적 결정을 굉장히 조심해서 해야하는 것이, 자칫 잘못하면 거버넌스 결정을 통해 블록체인이 섹터 편향적이게 될 수 있기 때문이다(예: 디파이 어플리케이션을 위한 거버넌스적 결정이 NFT어플리케이션에겐 안좋은 결정이 될 수 있다). 이러한 이유들 모놀리틱 블록체인의 거버넌스는 다른 거버넌스와 비교했을 때 활성화되지 않은 경우가 많다.
  • 보안: 모놀리틱 블록체인들은 자체적으로 보안 수준을 구축해야하기 때문에 모두가 강력한 보안을 갖추는 것은 쉽지 않다. 또한 잘못된 거버넌스로 인해서 하드포크라도 발생하는 날엔, 보안 수준이 분리되어 생태계에 큰 악영향을 줄 수 있다.
  • 일반성: 범용 목적을 지향하다보니 모든 어플리케이션들이 잘 어우러질 수 있는 환경을 조성하지 못할 확률이 높다. 이러한 단점들을 보완하고자 나온 블록체인이 바로 코스모스 SDK를 사용하는 어플리케이션 특화 체인인데, 모듈러 방식에서는 레이어2 체인이나 레이어3 체인을 어플리케이션 특화 체인으로 만들 수 있는 반면, 모놀리틱 블록체인의 경우엔 그런 부분에서 명확한 한계점이 존재한다.

여태까지 모놀리틱 블록체인의 장점과 단점에 대해서 알아보았다. 그렇다면 이러한 모놀리틱 블록체인의 대안으로 등장한 모듈러 블록체인은 어떨까?
 

2. 모듈러 블록체인(Modular Blockchain)

모듈러 블록체인은 앞서서 말한 네 가지 기능 모두/또는 일부를 블록체인들이 나눠서 수행하는 방식을 말한다. 대표적인 예시로 이번 KBW에서 세션을 하게 될 Celestia가 있다(Celestia는 최초의 모듈러 블록체인으로 알려져있다. 많은 사람들이 이더리움을 최초의 모듈러 블록체인으로 생각하실 수 있지만 이더리움은 원래도, 그리고 지금도 모놀리틱 구조를 가지고 있다. 반면에 Celestia의 경우는 태생부터 모듈러 구조를 위해서 탄생한 블록체인이기 때문에 Celestia를 최초의 모듈러 블록체인으로 보는 것이 맞을 것이다).

위 그림에서와 같이 셀레스티아는 데이터 가용성과 합의만을 담당하는 블록체인이며, 덕분에 셀레스티아를 사용하면 세틀먼트와 실행 레이어 측면에서 유연성이 확보된다는 것을 알 수 있다. 물론 모듈러 블록체인도 장단점들이 존재한다.
 

2.1 모듈러 블록체인의 장점
  • 확장성: 사실상 레이어2 롤업으로 확장성을 확보한다는 가정이 들어간다면, 확장성은 거의 무한대에 수렴할 수 있다. 롤업이라는 것이 기본적으로 롤업 체인에서 발생하는 트랜잭션들을 묶어서 메인체인에 단일 트랜잭션으로 보내는 것이기 때문에 레이어2를 계속해서 만들어서 메인체인에 붙히는 형태로 확장성을 가져간다면 이론적으로는 확장성의 문제를 해결했다고 볼 수도 있을 것이다. 심지어 세틀먼트 레이어를 공유하는 연산 레이어들간에는 안정적인 브릿지를 구축할 수 있기 때문에 상호운용성 측면에서도 훨씬 이점이 있다고 볼 수 있다.
  • 유연성: 모듈러 블록체인 구조에서 롤업 체인들은 구조적으로 메인체인에 기생하고 있다고 볼 수도 있지만, 나름대로의 독자성도 확보가 가능하다. 해서, 자체적인 프로그래밍 언어나 스마트 컨트랙트 언어(이더리움을 메인체인으로 선택한다고 하여도 EVM과 솔리디티 외에 다른 가상머신과 스마트 컨트랙트 언어를 선택할 수 있다) 를 선택할 수 있고 체인의 목적도 정할 수 있을 것이다.
  • 유연한 거버넌스: 모듈러 블록체인은 체인들마다 그 기능을 분할해서 수행하기 때문에 체인의 목적에 맞는 효율적인 거버넌스 구조를 구축하고 적용할 수 있다. 예를 들어서, 어플리케이션과 실질적으로 맞닿아있는 연산 레이어의 경우는 좀 더 적극적인 거버넌스를 채택하여 어플리케이션들이 좀 더 효율적으로 구축될 수 있는 환경을 마련할 수 있다. 반면에, 보안이 핵심인 컨센서스 레이어의 경우는 거버넌스의 개입을 최소하하여 모듈러 블록체인의 전체적인 중립성을 확보하는데에 초점을 맞출 수 있을 것이다. 이러한 유연성은, 단일 샤드에서 모든 것들을 해결해야하는 모놀리틱 블록체인에선 절대로 구현될 수 없는 부분이라고 할 수 있다.
     
2.2 모듈러 블록체인의 단점

하지만 무한대에 수렴하는 확장성과 유연성을 가지고 있으면서도 메인체인의 보안 수준을 레버리지 할 수 있는 모듈러 블록체인도 단점은 존재한다:

  • 복잡성: 무한대에 수렴하는 확장성은 결국 다양한, 수많은 롤업 체인들이 존재할 수 있다는 말과도 같다. 기존에 싱글 샤드에서 모든 것들을 해결하던 방식에서 다중 샤드 또는 체인들을 관리해야하는 모듈러 구조에서는 여러모로 복잡성이 큰 문제일 것이다. 이는 단순히 유저들의 입장에서의 복잡성만이 아니라, 빌더들의 입장에서도 복잡성이 추가되는 것이라고 볼 수 있다.
  • 의존성: 결국 모듈러 블록체인의 경우 이들이 필연적으로 의존해야하는 메인체인이 존재하기 때문에 보안적으로 독립적이지 못하다는 것도 단점으로 여겨진다. 또한, 분업의 단점이라고 할 수 있는 상호의존성(하나의 온전한 트랜잭션을 위해선 실행-세틀먼트-컨센서스-데이터 가용성 레이어들이 모두 잘 작동해야한다는 전제가 존재한다)역시 모듈러 구조에서의 단점이라고 볼 수 있을 것이다. 이들은 독자적으로 온전한 트랜잭션을 발생시킬 수 없다.
  • 비호환성: 물론 세틀먼트 레이어를 공유한다면 좀 더 자연스러운 체인간 상호운용이 가능하겠지만, 그렇지 않은 경우도 많을 것이고 이들간에 원만한 통신이 이루어질 수 없다면 모놀리틱 블록체인에서의 호환성을 롤업 체인들에게서 기대하기는 어렵다. 모놀리틱 블록체인은 말 그대로 단일 샤드에서 모든 트랜잭션이 발생하기 때문에 이들간에 호환도 쉽다. 솔라나가 스마트 컨트랙트간의 상호호환성(Composability)을 강조하는 이유도 바로 이 때문이다.
     
3. 최근 모듈러 블록체인 관련된 논의들

필자가 위에서 정리한 것처럼, 모듈러 블록체인이라고 해서 기존 시스템(모놀리틱 블록체인)에 대한 완벽한 개선이라고 단정지을 수는 없다. 모듈러 블록체인 역시나 많은 단점들이 존재하고, 이를 개선하기 위해서 많은 리서처들과 개발자들이 노력하고 있다. 흥미로운 점은, 모듈러 블록체인이란 개념이 나온지도 벌써 몇 년이 흘렀지만, 아직까지 모듈러 블록체인이 어떻게 작동하는지에 대해서 이견이 있다는 점이다. 때마침, 델파이 디지털 출신의 유명 리서처인 **Jon Charbonneau**가 롤업에 대한 자신의 생각을 정리한 글들을 작성해서 업계에 큰 관심을 끌었다. 물론 Jon 이전에는 James Prestwich가 “세틀먼트 레이어라고 그만 말해라.” 라고 한 것에서부터 롤업과 모듈러 블록체인에 대한 본질적인 논의가 시작되었다고 볼 수 있다. 이들의 주장을 간단하게 요약하자면, 모듈러 블록체인과 롤업이 이론적으로 작동하는 것과 실제로 작동하는 것의 괴리가 있다는 것이고, 아직까지 이들이 이론상에만 존재하는 허구라는 것이다. 원래 James Prestwich는 블록체인 업계에 대해서 신랄한 비판을 하는 개발자로 유명한데, James Prestwich는 작년에 세틀먼트 레이어는 없다고 주장하면서 실제로 모든 롤업들이 파이널리티를 확보하는데에 이들이 “세틀먼트 레이어”라고 부르는 체인에 의존하지 않고 자신들끼리 처리한다면서, 그저 세틀먼트 레이어는 마케팅 용어에 불과하다고 이야기 하였다. 이들이 주장한 것을 정리해보면 아래와 같다.
 

 3.1 브릿지는 롤업이 아니다: 7일 분쟁 기간은 허구다.

 옵티미스틱 롤업들을 생각해보자, 옵티미스틱 롤업의 경우 시퀀서가 악의적인 행동을 하였을 때 이를 다시 되돌릴 수 있도록 분쟁 기간이라는 것을 7일동안 둔다. 그렇기 때문에 이들은 자신들을 ‘홍보’할 때 자신들의 트랜잭션이 7일 이후에 확정된다고 주장한다. 하지만 이는 엄밀히 말하면 거짓이다. 실제로 옵티미스틱 롤업에서 롤업 블록들은 롤업 노드들이 검증하면 확정된다. 이들이 말하는 7일의 기간은 보다 더 엄밀히 말하면 롤업 체인을 메인체인과 연결해주는 브릿지가 트랜잭션을 확정하는 기간이라고 볼 수 있다(하지만 안타깝게도 브릿지는 롤업이 아니다. 물론, 세틀먼트 레이어가 검증을 통해 source of truth로 작용할 수 있기 때문에 브릿지 컨트랙트로부터 넘어온 자산에 한해선 분쟁 기간이 유효한 말이지만, 롤업 네이티브 자산에 한해서 7일 분쟁 기간은 허구이다). 
 

3.2 Sovereign Rollup이 이야기 하는 사회적 주권은 일반 롤업에도 존재한다.

보통 “Sovereign Rollup”과 일반 롤업(Jon과 James 는 일반 롤업을 Smart Contract Rollup 또는 Enshrined Bridge Rollup이라고 부른다. Enshrined Bridge Rollup이라고 부르는 이유는 보통 우리가 통상적으로 부르는 롤업들은 특정 네트워크에 대한 브릿지(Arbitrum이나 Optimism의 경우는 이더리움에 대한 브릿지가 되겠다)가 내장되어있기 때문이다)의 차이점에 대해서 이야기 할 때 하드포크가 가능한지에 대한 부분을 강조하곤 하는데, Sovereign Rollup은 롤업 커뮤니티 자체적으로 동의한다면 하드포크가 가능한 반면 일반 롤업의 경우는 해당 롤업이 올라간 메인 체인의 컨트랙트(브릿지 컨트랙트)를 업그레이드 하지 않으면 포크가 불가능하다는 것이 차이점이라는 것이다. 하지만 3.1에서 언급했듯, 브릿지는 롤업이 아니라는 점을 감안하면 일반 롤업도 메인체인(레이어1)의 스마트 컨트랙트 업그레이드 없이 자체적으 포크가 가능하다. 다만, 내장된 브릿지는 포크할 수 없기 때문에(해당 브릿지에 있는 자산도 가져갈 수 없기 때문에) 브릿지를 가져가지 못하는 것에 따른 재산적인 리스크만 감수한다면 포크할 수 있다. 즉, 본질적으로는 일반 롤업과 Sovereign Rollup이(social sovereignty 측면에서는) 다를게 없다는 것이다.
 

3.3 그렇다고 해서 브릿지가 중요하지 않다는 이야기는 아니다.

3.1과 3.2에서 주장한 것을 읽다보면 마치 ‘브릿지는 중요하지 않다.’라는 이야기로 들릴 수 있는데, 사실 그것은 전혀 아니고 여전히 브릿지는 롤업 구조에서 굉장히 중요한 역할을 한다. 여전히 롤업의 노드들이 롤업을 정의하지만(그렇기 때문에 브릿지 없이도 포크할 수 있지만), 이들이 브릿지에 있는 담보 자산들을 포크할 수 있다는 것은 아니다. 아비트럼의 경우에는 시퀀서가 유저의 트랜잭션을 검열하는 경우에 해당 트랜잭션을 포함시킬 수 있는 권한도 있다. 물론 이렇게 검열저항이 가능한 것도 어디까지나 해당 브릿지의 관점에서 “맞는 롤업 체인이라고 인정된(Canonical Chain)” 롤업이라는 가정하에만 가능하긴 하지만, 의미가 없지는 않다(롤업의 관점에서 타당하다고 생각되는 체인일지라도, 이미 롤업 노드에서 포크를 감행했고 포크한 체인과 롤업이 생각하는 타당한 체인이 다른 경우엔 사실 검열 저항이 의미가 없을지도 모른다. 하지만 이러한 상황은 일어날 확률이 굉장히 희박하기 때문에 브릿지의 검열저항이 의미있다고 보는 것이다).

이러한 논의들이 일어나는 이유는 무엇일까? 매우 간단하다. 브릿지가 곧 롤업으로 여겨지는 현상이 사실이 아님에도 그렇게 보이기 때문에 사람들이 오해하는 부분을 해소하기 위해서다. OP Labs의 Kelvin은 이러한 착각이 현실적으로 그렇게 보이는 것(브릿지가 곧 롤업처럼 보이는 것)과 그들의 실질적인 본질(브릿지는 롤업이 아니고, 롤업의 소셜 컨센서스는 브릿지가 없어도 가능하다는 것)의 차이를 구분하지 못하게 만든다고 지적했다. 마지막으로는 이 업계가 자주 사용하는 ‘단어’들에 주의하라고 주장하기도 하였다. L1이든 L2든 L99든 무엇이 중요하겠나. 중요한 것은 블록체인이라고 불리는 이 신뢰의 시스템이 얼마나 더 신뢰 가능하고, 잘 사용될 수 있느냐가 중요한 것이다.
 

4. 마치며

이번 글에선 모놀리틱 블록체인과 모듈러 블록체인의 정의, 그리고 이들의 장단점과 최근 모듈러 블록체인과 관련해서 일어나고 있는 업계의 논쟁에 대해서 알아보았다. 이번 KBW2023에는 특히나 다양한 레이어2 프로젝트들이 참여를 할 예정인데, 필자의 글을 통해서 모듈러 블록체인의 대한 정의도 알아가고 최근에 일반 롤업(Classic Rollup, 또는 Smart Contract Rollup 또는 Enshrined Rollup)과 Sovereign Rollup에 대해서 어떤 논쟁이 있었는지를 이해하고 간다면 KBW2023의 다양한 롤업 관련 세션들을 좀 더 의미있게 받아들이실 수 있을 것이다.

사실 모놀리틱 블록체인의 경우, 그 정의에 대해서 사람들이 큰 이견이 없는데에 반해 모듈러 블록체인의 경우엔 아직까지도 세부 정의들에 대해서 사람들의 이견이 있는 거 같다. 또, 발전적인 측면에서도 모놀리틱 블록체인은 컨센서스의 발전(어떻게 노드들간에 커뮤니케이션 비용을 줄이면서, 더 많은 노드들이 다양한 지역에서 참여할 수 있게 만드느냐)이 제일 중요한 반면, 모듈러 블록체인의 경우엔 다양한 부분에서의 정의와 발전(무엇이 L2인지, 롤업 노드의 권한은 어디까지인지, 어떤 방식으로 레이어를 세분화 할 것인지, 거버넌스의 범위는 어떻게 정할 것인지)이 이루어져야 한다는 점이 매우 다른 거 같다. 하지만 그만큼 모듈러 블록체인 부분에 기여할 것이 많다는 의미이기도 하기 때문에 앞으로 모듈러 블록체인 관련 논의들은 지속적으로 챙겨보는 것도 매우 유익할 것이다.

마지막으로, 너무 ‘단어’에 집중하지 말자. 무엇이 L1이고 L2이고 L3인지는 중요하지 않다. James Prestwich가 세틀먼트 레이어를 하나의 마케팅 용어로 정의했던 것처럼, 중요한 것은 무엇을 어떻게 부르느냐가 아닌, 무엇을 어떻게 발전시키느냐가 아니겠나. 필자는 리서처로서 모놀리틱 진영과 모듈러 진영의 경쟁과 발전을 진심으로 응원한다. 이들이 끊임없이 경쟁하며 만들어내는 성과가 곧 전반적인 기술의 발전으로 이어지기 때문이다.

 

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포필러스는 서울에 거점을 둔 글로벌 블록체인 리서치 회사로, 한국에서 가장 영향력 있는 블록체인 리서처들로 구성되어 있습니다. 탄탄한 리서치와 거버넌스 기술을 통해 다양한 시장 플레이어들이 블록체인 산업에 쉽게 진입할 수 있도록 돕는 한편, 프로토콜의 한국 및 글로벌 시장 진출을 지원하고 있습니다.

Writer: Steve Kim, Co-Founder and CEO at Four Pillars 
Reviewer: 100y, Co-Founder and Publication Lead at Four Pillars 

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6월 21, 2023 — Korea Blockchain Week