[블록미디어 박현재] 이더리움 확장성 문제를 해결하기 위한 롤업(Rollup) 기술이 점점 발전하면서, ‘네이티브 롤업(Native Rollups)’ 개념이 다시 주목받고 있다. 기존 샤딩(Sharding) 개념과 유사하지만, 이더리움 자체의 실행 환경을 활용해 보다 효율적인 확장이 가능하다는 점에서 차별점을 가진다.
# 네이티브 롤업이란?
롤업은 데이터를 처리하는 방식에 따라 다양한 유형으로 나뉘는데, 네이티브 롤업은 이더리움 L1의 실행 환경을 그대로 활용하는 방식이다. 이를 통해 이더리움 네트워크 자체가 롤업의 상태 전환을 직접 인지하고 관리할 수 있다. 이를 실현하기 위해서는 EVM 내부에서 다른 EVM을 실행할 수 있는 구조가 필요하며, 이를 위해 EXECUTE 프리컴파일(precompile)이 도입된다.
# EXECUTE 프리컴파일의 역할
EXECUTE 프리컴파일은 EVM 환경에서 다른 EVM 실행 결과를 검증하는 기능을 수행한다. 이 과정에서는 △실행 전 상태(pre_state) △실행 후 상태(post_state) △실행 트레이스(witness_trace)를 입력값으로 받아, 특정 연산이 올바르게 수행됐는지를 검증한다. 이를 통해 네이티브 롤업이 별도의 신뢰 기반 시스템 없이 이더리움의 소셜 컨센서스를 활용할 수 있게 된다.
이 기능이 적용되면, 롤업 운영자는 자체적인 보안 시스템을 구축할 필요 없이 이더리움의 보안 메커니즘을 그대로 따를 수 있으며, L1과 동기적으로 작동하는 롤업 간의 상호 운용성이 크게 향상될 것으로 예상된다.
# 가스(Gas) 비용과 리소스 관리
이더리움 네트워크의 연산 리소스는 한정적이며, 이를 효율적으로 배분하기 위해 가스 모델이 적용된다. EXECUTE 프리컴파일에서도 이를 고려한 새로운 가스 비용 정책이 마련됐다.
– 기본 비용(Base Cost): 실행 비용(EXECUTE_GAS_COST)과 실제 트랜잭션 실행량에 따른 가스 비용이 부과됨
– 누적 가스 제한(Cumulative Gas Limit): EIP-1559 모델을 기반으로 블록 내 모든 EXECUTE 호출이 소비할 수 있는 최대 가스를 제한함
이는 블록 내 가스 사용량을 조절하는 구조로, 기존 블롭(blob) 데이터 비용 책정 방식과 유사하게 설계됐다.
# 네이티브 롤업의 장점
네이티브 롤업이 기존 롤업 방식보다 가지는 주요 장점은 다음과 같다.
보안 강화: 기존 롤업은 자체적인 거버넌스 체계(보안 위원회 등)를 필요로 하지만, 네이티브 롤업은 이더리움의 사회적 합의를 활용해 별도의 운영 리스크를 줄일 수 있다.
동기적 컴포저빌리티: L1과 L2 간의 블록 생성 타이밍을 동기화해야 하는 기존 롤업과 달리, 네이티브 롤업은 EXECUTE 프리컴파일을 활용해 신뢰 없이 상태를 검증할 수 있다.
향후 호환성: L1 EVM이 개선될 때 네이티브 롤업도 자동으로 해당 기능을 상속받아, 별도의 추가 개발 없이 최신 이더리움 기술과 호환될 수 있다.
# 실시간 증명(Real-Time Proving)으로의 발전
현재 네이티브 롤업은 검증 방식을 ‘재실행(Re-execution)’에 의존하고 있다. 이는 검증자가 트랜잭션을 직접 실행해 상태 전환의 유효성을 확인하는 방식이다. 하지만 이는 처리 속도에 한계를 가지므로, 실시간 증명(Real-Time Proving) 방식으로의 전환이 필요하다.
이를 위해서는 블록 검증 구조를 변경해 증명 시간을 확보해야 한다. 현재 이더리움은 12초 블록 타임 내에서 △트랜잭션 실행 △상태 변화 계산 △영수증(Receipts) 생성 등을 완료해야 한다. 이 과정에서 state_root 연산을 지연(Delayed State Root Calculation)하거나 실행 자체를 지연(Delayed Execution)하는 방식이 제안되고 있다.
이러한 방식은 검증 속도를 높이고, 전체 네트워크 지연 시간을 줄이는 데 기여할 수 있다.
# 네이티브 롤업, 이더리움 확장의 핵심이 될까?
네이티브 롤업은 기존 샤딩 개념의 한계를 극복하며 이더리움 확장을 위한 새로운 해결책으로 떠오르고 있다. 특히 이더리움의 보안 모델을 그대로 유지하면서 확장성을 높일 수 있다는 점에서 주목받고 있다.
다만, 실시간 증명 기술의 발전과 실행 지연 기법의 도입이 필요하며, 이러한 구조 변화가 기존 이더리움 생태계와 어떻게 조화를 이루게 될지가 향후 주요 과제가 될 전망이다.
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