빠르고 싼 블록체인의 미래: Layer 1 과 Layer 2

 

안녕하세요, 블록체인 기술에 깊은 관심을 가진 블로거입니다. 오늘은 블록체인 생태계를 이해하는 데 가장 기본적이면서도 가장 중요한 개념, 바로 레이어 1(Layer 1, L1)과 레이어 2(Layer 2, L2)의 차이점에 대해 심화 학습을 진행해 보겠습니다. 혹시 여러분은 "비트코인, 이더리움은 L1이고 아비트럼, 폴리곤은 왜 L2라고 부를까?" 혹은 "이 L1과 L2가 없으면 블록체인 대중화는 불가능한 걸까?"라는 궁금증을 가져본 적 없으신가요?

 

블록체인 기술이 탄생했을 때, 비트코인이나 이더리움 같은 초기 블록체인들은 탈중앙화와 보안이라는 목표를 달성하는 데 집중했습니다. 하지만 그 결과, 거래 처리 속도는 느리고(낮은 TPS), 수수료는 비싸지는 확장성 문제라는 치명적인 약점을 안게 되었습니다. 이를 블록체인 업계에서는 확장성 트릴레마(Scalability Trilemma)라고 부릅니다.

 

레이어 1은 이더리움, 솔라나, 비트코인처럼 독립적으로 작동하며 최종적인 보안과 합의를 담당하는 기반 블록체인입니다. 반면, 레이어 2는 이 기반 블록체인(L1)의 보안을 물려받으면서 압도적인 속도와 저렴한 수수료로 거래 실행만을 담당하는 확장 솔루션입니다. 이 L1과 L2의 협력 구조를 이해하는 것은 미래 금융 및 웹 3.0 산업의 성장 가능성을 예측하는 핵심 열쇠입니다. 오늘 저와 함께, 이 두 레이어가 어떻게 공존하고 경쟁하며 블록체인의 미래를 만들어가고 있는지 자세히 분석해 보겠습니다.

 

1. 레이어 1 (L1)의 탄생 배경과 철학: '문제 정의'와 '비전’

레이어 1은 블록체인 기술의 핵심 가치, 즉 탈중앙화와 보안을 구현하기 위해 가장 먼저 탄생한 근본 블록체인입니다.

1.1. 문제 정의: 중앙 통제 없는 신뢰 시스템 구축

초기 L1 블록체인들은 기존의 중앙화된 금융 시스템과 서버 구조의 문제를 해결하고자 했습니다.

• 중앙 통제 리스크: 은행이나 정부 같은 중앙 기관이 모든 거래를 통제하고 검열할 수 있는 위험.
• 단일 실패점 (Single Point of Failure): 하나의 중앙 서버가 공격받거나 다운되면 전체 시스템이 마비되는 취약점.

1.2. 비전: '국경 없는, 검열 저항적인 탈중앙화 데이터베이스'

L1 블록체인의 비전은 중개자 없는 신뢰를 구축하는 것입니다.

• 핵심 철학: 탈중앙화(Decentralization)와 보안(Security)을 최우선으로 합니다. 특히 이더리움은 스마트 컨트랙트를 통해 이 신뢰 시스템 위에서 탈중앙화 애플리케이션(dApp)을 실행할 수 있는 플랫폼이 되는 것을 목표로 했습니다.
• 궁극적인 목표: 전 세계 수많은 컴퓨터가 동시에 네트워크를 운영하며, 그 누구도 임의로 데이터를 수정하거나 검열할 수 없는 인류 공동의 단 하나의 컴퓨팅 플랫폼이 되는 것입니다.

 

2. 핵심 구조 1: 레이어 1 블록체인의 작동 원리 (합의와 보안)

레이어 1 블록체인이 '기반' 역할을 하는 이유는 바로 합의 메커니즘과 최종적인 보안을 담당하기 때문입니다.

2.1. 합의 메커니즘 (Consensus Mechanism)의 핵심

L1 블록체인의 작동 원리는 모든 참가자(노드)가 거래의 유효성에 동의하는 합의 과정에 있습니다.

• 작업 증명 (PoW): 비트코인처럼 컴퓨터의 막대한 연산 능력(채굴)을 통해 합의에 도달하는 방식입니다. 가장 많은 에너지를 투입한 블록이 진실이라는 경제적 원리를 바탕으로 강력한 보안을 제공합니다. (하지만 느리고 비효율적입니다.)
• 지분 증명 (PoS): 이더리움처럼 코인 보유량(지분)을 담보로 맡긴 검증자들을 통해 합의에 도달하는 방식입니다. 부정 행위 시 담보금을 몰수(Slashing)한다는 경제적 페널티를 통해 보안을 유지하며, PoW보다 훨씬 빠르고 에너지 효율적입니다.

2.2. 보안과 최종 확정성 (Finality)

L1은 모든 거래의 최종적인 진실을 기록하는 장부 역할을 합니다.

• 최종 확정성: L1에 기록된 거래는 되돌릴 수 없는 확정된 사실로 간주됩니다. 이는 L1 블록체인이 엄청난 수의 노드와 막대한 경제적 가치(PoS의 스테이킹 자산)로 보호받고 있기 때문입니다.
• 단점: 확장성 트릴레마: 그러나 이러한 보안과 탈중앙화를 유지하기 위해 L1은 모든 노드가 모든 거래를 검증해야 하므로, 거래 처리 속도(TPS)가 낮아지고 수수료가 비싸지는 필연적인 한계를 가집니다. (예: 이더리움은 약 15~30 TPS 수준)

 

3. 핵심 구조 2: 레이어 2 (L2)의 가장 큰 혁신 기술 (확장성 확보)

레이어 2는 L1의 보안을 훔치지 않고, 그 위에 건물을 짓듯이 확장성을 확보하는 혁신적인 방식입니다.

3.1. L2의 목표: 계산을 밖으로, 데이터는 안으로

L2 솔루션, 특히 롤업(Rollup)의 혁신은 L1 블록체인의 가장 큰 부하인 거래 계산을 L1 밖으로 옮기는 데 있습니다.

• L1의 역할: 데이터 저장 및 보안(최종 검증)만 담당합니다.
• L2의 역할: 거래 실행 및 계산을 전문적으로 담당합니다.

3.2. 롤업(Rollup) 기술과 보안 계승

L2는 L1의 보안을 브릿지 컨트랙트와 증명(Proof)을 통해 물려받습니다. (이전에 설명드린 롤업 비유를 기억해 보세요!)

• 옵티미스틱 롤업: 일단 정직할 것이다라는 낙관적(Optimistic) 가정 하에 거래를 처리하고, 7일의 이의 제기 기간 동안 잘못된 거래를 발견하면 부정 증명(Fraud Proof)을 제출하여 L1이 최종 검증합니다. (아비트럼(Arbitrum), 옵티미즘(Optimism)이 대표적입니다.)
• ZK 롤업: 거래가 올바르다는 것을 암호학적 증명(Zero-Knowledge Proof)을 통해 L1에 제출합니다. L1은 복잡한 거래 전체를 재실행할 필요 없이 간결한 증명만 확인하면 되므로, 즉시 최종 확정성을 얻습니다. (zkSync(ZK), StarkNet 등이 대표적입니다.)

3.3. 사이드체인(Sidechain)과의 구분

L2와 자주 혼동되는 사이드체인(예: Polygon PoS)은 L1의 보안을 물려받지 않고 독자적인 합의 메커니즘을 가집니다.

• 사이드체인: 자체 검증자들을 통해 보안을 유지합니다. 빠르고 저렴하지만, L1보다 보안 수준이 낮아질 위험이 있습니다. L2는 L1의 보안을 공유하므로 사이드체인보다 훨씬 안전하다고 평가받습니다.

 

4. L1 & L2가 만드는 세상: 생태계와 미래 비전

L1과 L2의 협력 구조는 블록체인 기술이 대규모 상용화 단계로 진입할 수 있게 하는 핵심 동력입니다.

4.1. L1의 현재 역할: 데이터 저장 및 정산의 근본 레이어

L1 블록체인들은 이제 거래 실행 플랫폼이 아니라, 데이터 저장 및 분쟁 해결의 최종 정산 레이어로 역할이 변화하고 있습니다.

• 데이터 가용성 (Data Availability): L2가 처리한 수많은 거래의 원본 데이터를 L1에 저렴하게 기록할 수 있도록 하는 기능(이더리움의 데이터 샤딩 등)이 L1 개발의 최우선 목표가 되고 있습니다.
• 정산(Settlement): L2에서 문제가 발생했을 때, L1의 스마트 컨트랙트가 최종적으로 잘못된 상태를 바로잡는 분쟁 해결자 역할을 수행합니다.

4.2. L2의 확장 역할: 대규모 사용자 유입의 통로

L2는 실질적인 사용자 경험(UX)을 책임지며 블록체인 애플리케이션의 대중화를 이끌고 있습니다.

• 수수료 절감: L2 덕분에 사용자들은 L1 대비 수십 배에서 수백 배 저렴한 수수료로 DeFi, NFT, 게임 등 모든 dApp을 이용할 수 있습니다.
• 실제 사건 인용: 이더리움 Dencun 업그레이드 (2024년 3월)
  • 사건 개요: 2024년 3월, 이더리움 메인넷에 덴쿤(Dencun)이라는 대규모 업그레이드가 적용되었습니다. 이 업그레이드의 핵심은 '프로토 댕크샤딩(Proto-Danksharding)' 기술을 도입하여 L2가 L1에 데이터를 기록하는 비용을 획기적으로 낮춘 것입니다.
  • 구체적인 결과: 업그레이드 직후, 아비트럼, 옵티미즘 등 주요 L2 네트워크의 거래 수수료가 90% 이상 폭락하는 결과를 가져왔습니다.
  • 사건의 맥락: 이 사건은 L1(이더리움)이 L2의 발전을 적극적으로 지원하고 있으며, L1의 개발 목표가 L2의 효율성 극대화에 있음을 공식적으로 입증한 사례입니다.

4.3. 미래 비전: '롤업 중심의 이더리움' 시대

전문가들은 미래의 블록체인 생태계가 롤업 중심(Rollup-Centric)으로 재편될 것이라고 예측합니다.

• L1의 변화: 이더리움 같은 L1은 점점 더 보안과 데이터 가용성만 전담하고, 거래 실행은 전적으로 수천 개의 L2 네트워크에 의존하게 될 것입니다.
• 모듈형 블록체인: L1은 합의, 데이터 저장, 실행, 정산이라는 네 가지 핵심 기능 중 일부만 전담하고, 나머지는 L2, L3 등 다른 레이어에 맡기는 '모듈형(Modular)' 구조로 진화할 것입니다. 이는 블록체인의 확장성을 무한대로 늘릴 수 있는 가장 유력한 로드맵입니다.

 

결론: 블록체인 대중화의 필수 공식

오늘 우리는 보안과 탈중앙화를 담당하는 근본 레이어 1과, 압도적인 확장성으로 대중화를 이끄는 혁신 레이어 2의 역할 분담과 협력 구조를 자세히 살펴보았습니다. 이 두 레이어의 기술적 발전과 경쟁 덕분에, 블록체인은 더 이상 '느리고 비싼 기술'이 아닌 전 세계 수십억 명의 사용자를 품을 수 있는 미래 인프라로 빠르게 진화하고 있습니다.

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[Q&A]

Q1: 모든 L1 블록체인이 이더리움처럼 L2 솔루션을 필요로 하나요?

A1: 필요하지 않은 경우도 있습니다. 솔라나(Solana), 아발란체(Avalanche) 같은 일부 L1 블록체인은 설계 단계부터 높은 TPS(초당 거래 처리량)를 목표로 하여 모놀리식(Monolithic, 단일체) 구조를 취하고 있습니다. 하지만 최근에는 이들 블록체인조차 극도의 확장성을 위해 L2(또는 유사한 구조)를 도입하려는 움직임을 보이며, 사실상 L2 솔루션은 블록체인 대중화의 보편적인 해답으로 인정받고 있습니다.

 

Q2: L2에서 거래할 때 L1보다 수수료가 훨씬 저렴한 근본적인 이유는 무엇인가요?

A2: 가장 비싼 '계산 비용'을 L1에서 처리하지 않기 때문입니다. L1에서 거래할 때는 네트워크의 모든 노드가 그 거래를 검증하고 계산해야 하므로 비용이 비쌉니다. L2는 수천 개의 거래를 처리한 후, 그 결과(데이터)만 L1에 단 하나의 압축된 트랜잭션으로 기록합니다. L1은 이 압축된 데이터 저장에 대한 비용만 받기 때문에 수수료가 획기적으로 절감됩니다.

 

Q3: 레이어 2가 해킹되거나 작동이 중단되면 L1에 있는 자산은 안전한가요?

A3: 대부분의 경우 L1에 있는 자산은 안전합니다. 롤업(Rollup) 기반의 L2는 모든 거래 데이터의 원본을 L1(이더리움)에 기록해 둡니다. 만약 L2 네트워크가 해킹되거나 운영자가 악의적으로 행동하더라도, 사용자는 L1에 기록된 원본 데이터를 활용하여 강제 출금(Forced Withdrawal) 기능을 통해 자신의 자산을 L1으로 안전하게 회수할 수 있도록 설계되어 있습니다.