블록체인 트릴레마 (Blockchain Trilemma)

3가지의 문제가 각각 서로 영향을 주고있어서,
3가지 중 어느 것을 선택하면 다른 부분이 악화된다는 의미
세 가지 요소를 모두 만족하는 일이 얼마나 어려운지를 말한다

  • 확장성(Scalability)
  • 탈중앙화(Decentralization)
  • 보안(Security)

블록체인 트릴레마의 사례

비트코인

  • 높은 탈중앙화와 보안성은 확보했으나 확장성의 한계로 트릴레마 발생
  • 탈중앙화와 보안에 초점을 맞춰 개발 되었으며 네트워크 확장에 따른 트랜잭션 속도에 대한 확장성 문제 발생

이더리움

  • 확장성 한계로 트릴레마 발생 (이더리움 플랫폼 위의 dApp에서 이루어지는 거래를 1초에 20건 처리)
  • 확장성 한계 극복을 위해 ‘이더리움 2.0’ 발표
  • 작업증명 방식의 대안으로 ‘지분증명(PoS)’과 ‘샤딩 기술’ 활용
  • 이더리움 2.0이 블록체인 트릴레마를 해결 할 수 있을지 관심 집중

이오스

  • ‘위임지분증명(DPoS)’ 합의 알고리즘을 통해 ‘탈중앙화’와 ‘확장성’ 해결
  • 위임지분증명 합의 알고리즘의 특성상 소수의 노드를 통해 합의가 이루어지기 때문에 탈중앙화 가치 저하
  • 소수의 노드가 블록을 생각하기 때문에 보안성 저하

확장성(Scalability)

  • 사용자 수가 늘어나더라도, 유연하게 대응할 수 있는 정도

  • 확장성이 높으면 사용자수의 증가에 따라 거래건수가 늘어나더라도, 무리없이 전송 처리용량을 증가시킬 수 있다

  • TPS(Transaction Per Second)가 높다고도 표현한다

확장성을 쉽게 이해하자면, ‘블록체인 네트워크’가 ‘트랜잭션’을 얼마나 빠르게 처리를 할 수 있는지로 나타낼 수 있다

TPS(Transaction Per Second)는 초당 트랜잭션 처리 속도로,
블록체인 네트워크의 ‘성능지표’로 사용한다.
👉비트코인과 이더리움은 확장성의 문제로 인해 TPS가 낮다
👉트랜잭션 처리에 드는 수수료가 비싸지는 이유이기도 하다

확장성 중심 네트워크의 장점

  • 네트워크가 많은 양의 트랜잭션을 지원한다

  • 소셜 메시징 애플리케이션과 같은 보안성이 중요하지 않은 애플리케이션에서 유용하다

확장성 중심 네트워크의 단점

  • 확장성(TPS)을 위해 보안을 희생해야 한다

  • 네트워크 확장에 따라 합의 매커니즘도 확장되어야 ‘중앙집중화’를 벗어날 수 있다

탈중앙화(Decentralization)

  • 중앙집권화를 벗어나 분산된 소규모 단위가 모여, 자율적으로 운영되는 방식

  • 탈중앙화 네트워크는 ‘합의(Consensus)’ 를 통해 의사결정을 내린다

  • 누구도 이를 통해 거래되는 데이터를 제어하거나 검열할 수 없다

  • 최적의 탈중앙화를 달성하면, 네트워크 처리량(TPS)이 감소하는 경향이 있다

  • 더 많은 채굴 노드의 합의를 통해 네트워크를 보호하면, 트랜잭션 속도(TPS)가 떨어진다

De-Fi (Decentralized Finance, 탈중앙 금융)

  • 탈중앙화의 좋은 예시인 ‘금융 상품’ 💰

  • 중앙집권식 중개자인 '은행'이 제거된 ‘De-Fi’ 플랫폼이다

  • 해당 플랫폼은 사용자로만 구성되어 더 많은 사람들에게 이익을 분배할수 있다

탈중앙화 네트워크의 장점

  • 탈중앙화를 통해 사용자가 단일 엔티티를 신뢰하지 않고도 합의를 유지할 수 있다

  • 분산화를 통해 시스템의 견고성을 증가시킨다

  • 누구나 네트워크를 사용할 수 있도록 하여 재산권을 향상시킨다

탈중앙화 네트워크의 단점

  • 분산화는 지연을 초래하여 네트워크 속도를 늦춘다 (확장성 감소)

  • 중복성의 도입으로 비용이 많이 든다

보안(Security)

  • 보안은 블록체인이 거래를 취소할 수 없도록 하는 능력

  • 네트워크 참여자가 더 많은 리소스를 사용할수록 블록체인의 보안이 강화된다

  • 데이터나 프로그램이 보호되어 있고, 권한이 없는 사용자나 악의적인 사용자의 접근을 막는 것

  • 블록체인 내의 데이터나 프로그램을 권한이 없는 이용자가 사용할 수 없도록 하는 제한하여, 외부의 공격으로부터 프로그램을 보호한다

비트코인과 이더리움 같은 메이저 코인은
PoW와 PoS로 이어지는 해킹 불가능 영역이라는 점이다

이런 코인을 해킹하기 위해서는 엄청난 자금이 필요하기 때문에,
사실상 일반적인 해커가 해킹을 시도하는 일은 상당히 어렵다

이 정도의 시총 규모를 해킹하기 위해서는 거대한 채굴 풀이 필요하기 때문에 해킹을 하기 위해서 51%의 장비를 구비하는 것이 불가능에 가깝다

👉이와 같은 보안적인 측면으로 볼 때,
메이저 코인이라 부를 수 있는 코인(시총이 높은)은 보안성이 매우 높다

보안 중심 네트워크의 장점

  • 기존 가치 이전보다 빠르고 저렴한 대규모 가치 이전이 가능하다

  • ‘퍼블릭’ 블록체인의 보안은 네트워크 참여자로부터 나온다

  • 높은 보안은 복제하기 쉽지 않은 높은 네트워크 효과를 의미한다

보안 중심 네트워크의 단점

  • 더 많은 자원과 투자가 필요하다

세 요소의 상호작용과 한계

  • 보안성의 수준이 비슷하다면, ‘확장성’과 ‘탈중앙화’는 반비례한다
    👉 ex) 시스템에 참가자가 (노드가) 많을 때 (=탈중앙화)
    계약에 시간(트랜잭션 처리 속도)가 느려진다

  • 탈중앙화의 수준이 비슷하다면, ‘확장성’과 ‘보안성’이 비례한다
    👉 ex) 블록체인의 해시율(보안성)이 높을수록
    확인 시간이 짧아져 보안과 함께 ‘확장성’ 이 높아진다

⭐ 블록체인은 세 가지 특성을 동시에 최적화할 수 없으며, 상호간의 절충이 필요하다

  • 비트코인과 이더리움은 ‘확장성’보다 ‘탈중앙화’와 ‘보안’을 선호했다
    (TPS가 낮다는 말은 수수료가 비싸진다)

  • 솔루션인 리플(Ripple)은 ‘탈중앙화’보다 ‘보안’과 ‘확장성’을 선호
    (리플은 TPS가 높다 -> 수수료가 싸고 전송속도가 빠르다)

  • 이오스(EOS)는 ‘탈중앙화’와 ‘보안’을 희생하면서까지 ‘확장성’을 선호