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이더리움2.0

디파이(DeFi), NFT 등 새로운 기술들이 이더리움 네트워크 위에서 활성화되면서 이더리움에서는 확장성 문제(scalability problems)가 대두되기 시작했습니다. 많은 프로젝트가 활성화되어 처리하여야 하는 트랜잭션이 증가하고 네트워크 혼잡 현상이 발생하여 높은 가스 수수료 및 느려진 트랜잭션 처리 속도 등의 문제로 네트워크의 효율성이 떨어졌기 때문입니다. 이에 따라 이더리움 커뮤니티는 이더리움 확장성 문제를 해결하기 위해 이더리움 2.0을 제시했습니다.

이더리움 2.0은 이더리움 네트워크의 확장성을 개선하기 위한 일련의 업그레이드 과정을 말합니다. 탈중앙화 특성을 해치지 않고 속도, 효율성, 확장성, 보안 등을 개선하는 것을 목표로 합니다. 이더리움2.0은 기존의 이더리움 네트워크(이더리움 1.0)과 비교하여 지분 증명 방식, 샤드 체인, 비콘 체인 등의 큰 차이점이 있습니다.

지분 증명(PoS) 도입

기존 이더리움 네트워크에서 블록을 검증하는 방식은 작업 증명(Proof of Work) 입니다. PoW는 CPU, GPU, 채굴기 등 하드웨어를 사용해 암호를 해독하여 채굴하는 방식입니다. 이는 많은 에너지 및 전력 소모가 요구된다는 점에서 단점이 있습니다.

이더리움 2.0으로 전환이 이뤄지면 이더리움 네트워크에서 블록을 검증하는 방식이 지분 증명(Proof of Stake)으로 바뀝니다. PoS는 채굴기를 통한 연산작업을 수행하는 것이 아니라, 사용자가 소유한 디지털 자산의 지분에 따라 블록을 검증하고 이에 따른 보상을 지급받는 방식입니다. 이더리움을 네트워크상에 스테이킹(최소 스테이킹 수량 32ETH)하여 블록을 검증하는 체제로 변한다는 것입니다.

샤드

이더리움 네트워크를 구성하는 필수 요소로는 노드(node)가 있습니다. 노드는 블록체인 네트워크 참여자를 의미하며 원칙적으로 전체 블록체인 네트워크의 사본을 보관합니다. 즉, 참여자의 노드는 이더리움 플랫폼 전체의 트랜잭션을 다운로드하고 연산, 저장, 처리 작업을 수행해야 합니다. 모든 노드가 위 과정을 거치게 되면서 이더리움 네트워크의 처리속도가 느려지게 되는 것입니다.

이더리움 2.0에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 샤드라는 개념을 도입했습니다. 샤드(shard 또는 샤딩)는 거대한 네트워크 시스템을 여러 개의 작은 조각으로 나누어 분산 저장 및 관리하는 기술입니다. 하나의 블록체인에서 전체 트랜잭션을 처리하는 것이 아니라 소규모 체인에 해당하는 샤드 체인들이 트랜잭션들을 병렬적으로 처리함으로써 트랜잭션 처리량을 개선하는 방법입니다.

샤드 체인을 이용할 경우 노드에 담긴 데이터를 빠르게 검증할 수 있어 트랜잭션 속도를 향상 시킬 수 있으며 노드들의 체계적인 정보 처리가 가능해 접근성이 향상되고 정보 보안성이 보다 뛰어납니다. 메인 체인이 공격당하더라도 검증은 지역적으로 이루어지기 때문에 조작이 발생할 가능성이 낮으며 무작위로 구성된 인원 3분의 1 이상이 조작해야 공격이 가능하기 때문에 이론적으로 성공적인 공격이 불가능합니다. 

비콘 체인

비콘 체인은 샤드 체인들이 병렬적으로 작동하면서도 동기화 상태를 유지할 수 있도록 하는 블록체인을 의미합니다. 비콘 체인은 기존의 작업 증명(PoW) 방식의 알고리즘 대신 검증인들의 2/3 이상의 투표를 확보하여 거래를 검증하는 방식의 알고리즘입니다.

이더리움2.0에서의 비콘 체인은 지분 증명(PoS)의 유효성 검증을 위한 검증인들을 관리하고 검증작업을 수행합니다. 비콘 체인은 coordination layer로서, data layer에 해당하는 샤드 체인들의 합의가 가능하게 하는 시스템으로 이더리움2.0의 심장이라고도 불립니다.