이더리움과 레이어2 블록체인은 어떻게 작동할까?

이더리움은 스마트 컨트랙트를 기반으로 한 대표적인 블록체인 네트워크이지만, 이용자가 늘어나면서 속도 저하, 높은 수수료, 혼잡 문제가 심각해졌습니다.

이를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 이더리움 레이어2 블록체인입니다. 레이어2는 이더리움 메인체인(Layer1) 위에서 작동하면서 보안은 그대로 유지하고, 거래 처리 속도와 비용 효율성을 개선하는 기술입니다.

이더리움 및 레이어2 블록체인

이번 글에서는 이더리움 레이어2 블록체인의 개념, 필요성, 작동 방식, 종류, 그리고 미래 전망까지 하나씩 풀어보도록 하겠습니다.

핵심 요약

• 레이어2 블록체인은 이더리움 메인체인의 보안을 유지하면서 더 빠르고 저렴한 거래를 가능하게 하는 확장 솔루션입니다.
• 대표적인 방식으로 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup)과 영지식 롤업(ZK-Rollup)이 있습니다.
• 레이어2는 이더리움의 확장성 삼중 딜레마(보안·탈중앙화·확장성)를 해결하기 위해 필수적인 역할을 합니다.

이더리움과 확장성 문제

이더리움은 2015년 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)에 의해 시작된 블록체인 네트워크입니다. 스마트 컨트랙트를 통해 탈중앙화 애플리케이션(dApp) 생태계를 구축할 수 있다는 점에서 큰 혁신을 이뤘지만, 동시에 확장성 문제라는 한계에 부딪혔습니다.

• 거래 속도 저하: 초당 수십 건 정도만 처리 가능
• 높은 가스비: 네트워크 혼잡 시 수수료 폭등
• 사용자 불편: 느린 처리 속도와 높은 비용으로 인해 dApp 확산에 제약

이 문제는 흔히 블록체인 확장성 삼중 딜레마(Scalability Trilemma)로 설명됩니다. 즉, 보안, 탈중앙화, 확장성 중 세 가지를 동시에 완벽히 만족시키기 어렵다는 것입니다.

레이어2란 무엇일까?

레이어2는 간단히 말해 이더리움 위에서 작동하는 확장 네트워크입니다. 모든 거래를 직접 이더리움에 기록하지 않고, 별도의 네트워크에서 거래를 묶어 처리한 뒤 결과만 메인체인에 기록하는 방식으로 작동합니다.

• 보안은 이더리움이 보장
• 속도와 비용은 레이어2가 최적화

즉, 레이어2는 비싸고 느린 레이어1을 대신하여 "안전한 고속도로" 역할을 하는 셈입니다.

레이어2가 필요한 이유는?

레이어2는 이더리움이 세 가지 모두를 동시에 유지하기 어렵다는 '블록체인 트릴레마'를 보완하기 위해 등장했습니다. 즉, 이더리움이 모든 것을 직접 처리하는 대신, 일부를 레이어2에게 맡겨 부담을 줄이는 구조입니다.

요소	설명	문제점
보안	거래의 안전성과 무결성	보안을 강화하면 처리 속도 저하
탈중앙화	누구나 참여 가능한 개방성	참여 노드 증가 시 효율성 저하
확장성	많은 거래를 빠르게 처리	속도를 높이면 보안·분산성 약화

이더리움 레이어2의 작동 방식은?

1. 사용자 거래 발생
   → 거래는 레이어2 네트워크에서 먼저 처리
2. 거래 집계(롤업)
   → 여러 거래를 묶어 하나의 데이터로 압축
3. 이더리움 기록
   → 압축된 결과만 이더리움 메인체인에 업로드
4. 보안 검증
   → 이더리움이 결과를 검증하면서 안전성 확보

이 방식 덕분에, 레이어2는 속도는 빨라지고 수수료는 줄지만, 보안은 여전히 이더리움 수준으로 유지될 수 있습니다.

이더리움 레이어2 솔루션의 종류

1. 옵티미스틱 롤업 (Optimistic Rollup)

• 거래를 “유효하다”라고 가정하고 먼저 기록
• 문제 제기(Challenge) 방식으로 잘못된 거래만 검증
• 장점: EVM 호환성이 높아 기존 스마트 컨트랙트 이식 쉬움
• 단점: 분쟁 해결에 시간이 걸릴 수 있음

2. 영지식 롤업 (ZK-Rollup)

• 거래 묶음을 암호학적 증명(Zero-Knowledge Proof)으로 생성
• 이 증명만 이더리움에 기록 → 빠른 검증 가능
• 장점: 속도가 빠르고 안전성 높음
• 단점: 개발 난이도가 높고 초기 비용 큼

3. 사이드체인 (Sidechain)

• 이더리움과 연결된 별도의 체인
• 독립적으로 블록을 생성하고 거래 처리
• 장점: 자유로운 설계 가능
• 단점: 보안은 이더리움과 직접 공유되지 않음

솔루션	보안 수준	속도	수수료 절감	호환성
옵티미스틱 롤업	이더리움 상속	중간	높음	EVM 호환성 우수
ZK 롤업	이더리움 상속	빠름	매우 높음	zkEVM 기술 필요
사이드체인	독립적 보안	빠름	높음	자유로운 구조

레이어2와 이더리움의 미래

이더리움의 장기 발전 전략인 로드맵(roadmap)에서도 레이어2는 핵심 역할을 차지합니다. 특히 샤딩(Sharding)과 결합하면, 네트워크 혼잡 문제를 근본적으로 완화할 수 있다는 전망도 나옵니다.

앞으로 레이어2는 단순히 수수료 절감을 넘어, 게임, 금융, NFT, 탈중앙화 소셜미디어 등 다양한 분야에서 이더리움 생태계 확장의 기반이 될 것으로 기대됩니다.

FAQ

Q1. 이더리움 레이어2 블록체인은 이더리움과 어떻게 다른가요?
→ 레이어2는 이더리움 위에서 작동하는 보조 네트워크로, 거래 속도와 비용 효율성을 개선합니다.

Q2. 레이어2를 사용하면 가스비가 줄어드나요?
→ 네, 대부분의 거래가 레이어2에서 처리되므로 수수료가 크게 절감됩니다.

Q3. 옵티미스틱 롤업과 ZK 롤업의 차이점은 무엇인가요?
→ 옵티미스틱은 거래를 신뢰 기반으로 처리 후 검증하는 방식이고, ZK 롤업은 암호학적 증명을 활용해 즉시 검증합니다.

Q4. 사이드체인은 레이어2인가요?
→ 일부에서는 별도의 카테고리로 보기도 하지만, 이더리움 확장 솔루션이라는 점에서 레이어2와 함께 언급됩니다.

Q5. 레이어2의 미래는 어떻게 될까요?
→ 이더리움 확장성과 생태계 성장에 있어 핵심적인 역할을 담당할 것으로 평가됩니다.

마치며

이더리움은 확장성 한계를 안고 있지만, 레이어2 블록체인이라는 해법을 통해 진화하고 있습니다. 롤업과 사이드체인 같은 기술은 보안과 탈중앙화를 유지하면서도 거래 처리 능력을 크게 높여줍니다. 앞으로 이더리움의 발전 과정에서 레이어2는 단순한 보조 수단이 아니라, 생태계를 지탱하는 중심축이 될 가능성이 큽니다.