[블록미디어 박현재] 이더리움 확장의 새로운 길로 여거지는 네이트비 롤업(Native Rollup)이 다시 관심을 받고 있다.
이더리움 확장성 문제를 해결하기 위한 다양한 방법들이 논의되어 왔다. 그중에서도 샤딩(Sharding)은 한때 가장 유망한 해결책으로 꼽혔다. 하지만 여러 기술적 문제로 인해 이더리움은 샤딩을 포기했다. 대신 등장한 것이 네이티브 롤업 이다. 기존 샤딩의 개념을 발전시킨 새로운 확장 기술로, 이더리움 L1을 그대로 활용하면서도 확장성을 높이는 방식을 제공한다.
네이티브 롤업이란 무엇이며, 기존 롤업과는 어떤 차이가 있을까? 그리고 이더리움 생태계에 어떤 변화를 가져올 수 있을까?
# 샤딩의 한계와 네이티브 롤업의 등장
과거 이더리움 2.0 설계에서는 샤딩이 핵심 확장 솔루션으로 고려됐다. 샤딩이란 네트워크를 여러 개의 작은 체인(샤드)으로 나누어 트랜잭션을 병렬로 처리하는 방식이다. 이를 통해 트랜잭션 처리 속도를 높이고, 네트워크 부담을 줄이는 것이 목표였다.
하지만 이더리움이 샤딩을 포기한 데는 네 가지 주요 이유가 있다.
고정된 샤드 구조
기존 샤딩 모델에서는 프로토콜 자체가 샤드 개수를 고정해야 했다. 이는 개발자들이 자유롭게 활용하기 어려운 제한된 환경을 만들었다.
보안 문제
샤드를 보호하는 보안 시스템이 완벽하지 않았다. 당시에 활용된 낙관적 증명(Optimistic Proofs)은 아직 미성숙한 기술이었다.
높은 구현 난이도
샤딩을 구현하려면 프로토콜 수준에서 대규모 변경이 필요했다. 샤드 간의 데이터 동기화 및 보안 유지가 복잡한 문제로 남았다.
중앙화 위험 증가
샤딩을 L1에 직접 구현하면 네트워크의 전체적인 중앙화 위험이 높아질 가능성이 있었다.
이러한 문제들을 고려한 끝에, 이더리움은 샤딩을 포기하고 롤업 중심의 확장 전략으로 방향을 바꾸었다. 그리고 그 대안으로 등장한 것이 네이티브 롤업(Native Rollup) 이다.
# 네이티브 롤업이란?
기존 롤업과 네이티브 롤업의 가장 큰 차이점은 실행 환경에 있다.
기존 롤업(L2 롤업)은 이더리움 바깥에서 트랜잭션을 실행한 후, 그 결과를 이더리움에 기록하는 방식이다. 반면, 네이티브 롤업은 이더리움 자체의 실행 환경을 활용한다. 이를 통해 보다 안전하고 효율적인 확장이 가능해진다.
네이티브 롤업을 쉽게 설명하면 L1의 확장된 실행 공간이라고 볼 수 있다. 일반적인 롤업은 L2에 존재하는 독립적인 체인이지만, 네이티브 롤업은 L1 내부에서 직접 실행되며, 이더리움의 상태 전이(State Transition) 과정을 그대로 따른다.
이를 가능하게 하는 핵심 기술이 바로 EXECUTE 사전 컴파일(Precompile) 이다.
# EXECUTE 사전 컴파일: 네이티브 롤업의 핵심
네이티브 롤업이 이더리움 L1을 활용하기 위해서는 L1 내부에서 롤업의 실행 결과를 검증할 수 있어야 한다. 이를 위해 도입된 것이 EXECUTE 사전 컴파일이다.
EXECUTE 사전 컴파일은 한 EVM 컨텍스트가 다른 EVM 컨텍스트의 실행 결과를 검증할 수 있도록 지원하는 기능이다.
이 과정에서 활용되는 세 가지 주요 입력값이 있다.
1. pre_state → 실행 전의 상태(root)
2. post_state → 실행 후의 상태(root)
3. witness_trace → 실행 과정에서 발생한 트랜잭션과 상태 증명
EXECUTE 사전 컴파일은 이 데이터를 바탕으로 실행 결과를 검증하고, 이를 네트워크에서 확인할 수 있도록 한다. 중요한 점은, 이 과정에서 별도의 증명(proof)을 강제하지 않는다는 것이다.
기존 롤업에서는 검증을 위해 ZK 증명(Zero-Knowledge Proof)이나 낙관적 증명이 필요했다. 하지만 네이티브 롤업에서는 이더리움 네트워크가 자체적으로 검증을 수행하기 때문에 추가적인 보안 장치가 필요 없다.
# 네이티브 롤업의 주요 장점
네이티브 롤업이 기존 L2 롤업보다 더 나은 점은 무엇일까?
1. 보안성 강화
기존 롤업은 코드에 버그가 발생할 경우 이를 해결할 ‘보안위원회(Security Council)’가 필요했다.
네이티브 롤업은 이더리움의 소셜 컨센서스에 의해 자동으로 관리되므로, 추가적인 거버넌스 개입이 필요 없다.
2. L1과의 원활한 연동
현재 L2 롤업은 L1과 동기적으로 연동되기 위해 별도의 블록 빌더가 필요하다.
네이티브 롤업은 이더리움 내부에서 실행되므로 별도의 추가 작업 없이 L1과 직접적으로 연동된다.
3. 자동적인 네트워크 업그레이드
네이티브 롤업은 이더리움 L1의 발전을 자동으로 따라간다.
L1이 업그레이드될 때 별도의 추가 작업 없이 모든 네이티브 롤업이 자연스럽게 적용된다.
# 네이티브 롤업의 미래: 실시간 증명(Real-Time Proving)
네이티브 롤업의 궁극적인 목표는 실시간 증명(Real-Time Proving) 이다.
현재는 재실행(Re-execution) 방식을 활용해 검증자가 직접 트랜잭션을 실행하고 검증한다. 하지만 이 방식은 네트워크 자원을 많이 소모하고, 확장성에 한계가 있다.
실시간 증명이 도입되면 검증자는 트랜잭션을 직접 실행할 필요 없이, 증명을 확인하는 방식으로 변경된다. 이를 통해 네트워크 처리 속도를 획기적으로 개선할 수 있다.
하지만 이를 구현하려면 이더리움 블록 처리 구조를 일부 변경해야 한다.
# 네이티브 롤업은 이더리움 확장의 핵심
네이티브 롤업은 이더리움의 확장성 문제를 해결할 가장 강력한 솔루션으로 주목받고 있다. 기존 샤딩의 개념을 발전시키면서도, 이더리움의 보안성과 조합성을 그대로 유지하는 방식이기 때문이다.
현재 네이티브 롤업은 초기 단계이지만, 향후 실시간 증명 기술이 발전하면 더 빠르고 안전한 이더리움 네트워크가 만들어질 것으로 기대된다.
이더리움 확장의 미래를 결정할 중요한 기술, 네이티브 롤업. 앞으로 어떤 혁신이 이어질지 주목된다.
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