레이어1 vs 레이어2: 왜 2층 건물이 필요했을까?

Ethereum Layer1 and Layer2

 

블록체인 확장성 논의에서 자주 등장하는 키워드가 있습니다. 바로 레이어1(Layer1) 과 레이어2(Layer2) 입니다. 이더리움 네트워크를 비롯한 주요 블록체인은 점점 더 많은 사용자를 수용해야 하고, 이를 위해 구조적인 변화가 필요합니다. 이번 글에서는 레이어1과 레이어2의 차이를 명확히 정리하고, 대표적인 확장 솔루션인 zkRollup과 Optimistic Rollup을 중심으로 설명하겠습니다.

 

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1. 레이어1(Layer1) 블록체인이란 무엇인가

 

레이어1은 블록체인의 기본 계층입니다. 이더리움, 비트코인, 카르다노와 같은 네트워크가 레이어1에 해당합니다.

이 계층은 합의 알고리즘을 통해 블록을 생성하고 거래를 검증하며, 모든 데이터를 영구적으로 기록합니다.

 

레이어1의 특징은 높은 보안성과 탈중앙성입니다. 그러나 처리 속도와 수수료 측면에서는 한계가 있습니다.

 

• 비트코인은 초당 약 7건(TPS), 이더리움은 초당 약 15건 정도의 거래만 처리 가능합니다.
• 사용자가 몰리면 가스비가 급격히 상승합니다.
• 글로벌 규모의 애플리케이션을 지원하기에는 성능이 부족합니다.

 

이러한 제약으로 인해 블록체인 확장성(Scalability) 문제를 해결하기 위한 새로운 계층이 필요하게 되었습니다.

 

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2. 레이어2(Layer2)의 등장 배경

레이어2는 레이어1 위에서 동작하는 별도의 확장 솔루션입니다. 목표는 명확합니다.

 

• 거래 처리 속도 향상
• 수수료 절감
• 보안성 유지

 

레이어2는 거래를 자체적으로 처리한 뒤, 그 결과를 압축해 레이어1에 기록합니다. 덕분에 메인넷의 혼잡을 줄이고, 사용자에게는 빠르고 저렴한 거래 경험을 제공합니다.

 

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3. Optimistic Rollup

Optimistic Rollup은 레이어2에서 가장 널리 사용되는 기술 중 하나입니다. Arbitrum과 Optimism이 대표적인 예시입니다.

 

• 원리: 모든 거래가 올바르다고 가정하고 실행합니다. 만약 잘못된 거래가 있다면 일정 기간 동안 누구든지 이의를 제기할 수 있습니다.
• 장점: 구조가 단순하고 구현이 비교적 쉽습니다. 현재 가장 많은 자산이 운용되고 있습니다.
• 단점: 이의제기 기간(Challenge Period)이 필요하여, 레이어1로 자산을 인출하는 데 보통 7일 정도 걸립니다.

 

즉, Optimistic Rollup은 “거래가 유효하다고 먼저 인정하고, 사후 검증 기회를 제공하는 방식”으로 이해할 수 있습니다.

 

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4. zkRollup

zkRollup은 영지식 증명(zkProof)을 활용한 확장 솔루션입니다. zkSync와 StarkNet이 대표적입니다.

 

• 원리: 레이어2에서 처리된 거래의 유효성을 증명하는 zkProof를 함께 제출합니다. 잘못된 거래는 애초에 블록에 포함될 수 없습니다.
• 장점: 보안성이 매우 높고, 자산 인출 시간이 빠릅니다.
• 단점: 증명을 생성하는 과정이 복잡하고 계산 비용이 큽니다.

 

zkRollup은 수학적으로 보장된 증명을 기반으로 하기 때문에, Optimistic Rollup보다 빠른 파이널리티를 제공합니다.

 

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5. 왜 레이어2가 필요한가

이더리움과 같은 레이어1만으로는 초당 수십 건의 거래 처리에 머물러 있습니다. 반면 레이어2는 거래를 묶어서 처리하기 때문에 초당 수천 건 이상의 거래가 가능합니다.

 

또한 수수료 절감 효과도 큽니다. 레이어1에는 거래 전체가 아닌 압축된 데이터만 기록되므로, 사용자 개별 거래 수수료는 크게 줄어듭니다.

 

2024년 도입된 EIP-4844(Proto-Danksharding) 업그레이드는 이러한 구조를 더욱 강화했습니다. 이 업그레이드로 레이어2는 거래 데이터를 블롭(blob) 형태로 레이어1에 보다 저렴하게 기록할 수 있게 되었고, 실제로 레이어2 수수료가 대폭 하락했습니다.

 

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6. 레이어1과 레이어2의 관계

일각에서는 '사용자와 거래가 레이어2로 이동하면 레이어1 활성화가 줄어드는 것 아니냐'는 우려를 제기합니다. 실제로 메인넷의 트랜잭션 수치가 감소한 시기가 있었던 것도 사실입니다.

 

그러나 레이어2는 독립적인 네트워크가 아닙니다.

모든 결과는 반드시 레이어1에 기록되며, 레이어2의 신뢰성은 레이어1 보안에 의존합니다.

따라서 레이어2가 활성화될수록 레이어1의 보안 앵커 역할은 더욱 중요해집니다.

 

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7. 결론

정리하면, 레이어1은 블록체인의 근본 계층으로 보안과 합의를 책임지고, 레이어2는 속도와 비용 문제를 해결하기 위해 등장한 확장 계층입니다. Optimistic Rollup과 zkRollup은 각기 다른 방식으로 레이어2 확장을 구현하며, 현재 이더리움 생태계에서 활발히 사용되고 있습니다.

 

하지만 한 가지 의문은 남습니다. 과연 레이어2가 레이어1과 언제까지 상호보완적인 관계를 유지할 수 있을까요?

사용자가 점점 레이어2에서만 활동하고, 거래소와 디앱도 레이어2 중심으로 운영된다면, 레이어1은 단순히 보안과 합의만 담당하는 “백엔드 인프라”로만 남을 수도 있습니다.

 

이 문제는 레이어2의 성장은 곧 레이어1의 약화를 의미하는지, 아니면 새로운 형태의 역할 분담인지에 대한 중요한 논점이 됩니다.

이에 대한 논의는 다음 포스팅에서 더 깊이 다루어 보겠습니다.