블록체인 네트워크 혼잡이란 무엇인가요?

시작

• 블록체인 네트워크 정체는 네트워크에 제출된 트랜잭션 수가 네트워크의 처리 용량을 초과할 때 발생합니다.
• 트랜잭션 활동 증가, 작은 블록 크기 및 느린 블록 시간은 네트워크 정체에 기여할 수 있습니다.
• 네트워크 정체의 결과에는 거래 수수료 증가, 거래 확인 속도 저하, 사용자 경험 저하 등이 있습니다. 
• 2023년 봄, BRC-20 토큰과 관련된 거래 활동이 증가하여 보류 중인 거래와 수수료가 급증하면서 비트코인 ​​네트워크가 정체되었습니다. 

네트워크 혼잡이란 무엇입니까?

네트워크 정체는 네트워크에 제출된 트랜잭션 수가 이러한 트랜잭션을 처리할 수 있는 용량을 초과할 때 발생합니다. 이 현상에는 시장 변동성을 포함한 외부 요인과 블록 크기 및 블록 시간과 같은 고유한 네트워크 특성과 ​​같은 몇 가지 기여 요인이 있습니다. 

 

자세한 내용을 살펴보기 전에 블록이 블록체인에 추가되는 프로세스를 검토하는 것이 중요합니다. 

블록체인 기술은 어떻게 작동합니까? 

블록 체인은 블록 체인으로 구성되며 각 블록에는 사용자가 생성한 트랜잭션 데이터가 포함됩니다. 체인에 추가되는 각각의 새 블록은 영구적이며 변경할 수 없습니다. 

 

이러한 블록은 각각 블록체인 사본을 저장하는 분산된 노드 네트워크를 통해 전파됩니다. 암호화 및 게임 이론으로 보호되는 블록체인은 비트코인 ​​및 이더리움과 같은 암호화폐의 중추를 형성합니다.

 

블록체인 네트워크가 정체될 수 있는 이유를 완전히 이해하려면 트랜잭션을 처리하는 네트워크의 기능에 역할을 하는 핵심 개념인 멤풀, 후보 블록, 최종성 및 가장 긴 체인 원칙을 탐구해야 합니다.

"멤풀"이란 무엇입니까? 

mempool은 다음 블록에 포함되기를 기다리는 확인되지 않은 트랜잭션 모음을 나타냅니다. 

예를 들어 트랜잭션이 비트코인 ​​네트워크에서 브로드캐스팅되면 즉시 블록체인에 추가되지 않습니다. 대신 먼저 모든 보류 중인 트랜잭션의 대기 영역인 mempool(메모리 풀의 약자)로 들어갑니다. 거래가 확인되면 mempool에서 거래가 제거됩니다. 

"후보 블록"이란 무엇입니까? 

"제안된 블록"이라고도 하는 후보 블록은 광부 또는 검증자가 블록체인에 추가할 것을 제안하는 블록입니다. 이러한 블록에는 네트워크에 브로드캐스팅되었지만 블록체인에 포함되지 않은 확인되지 않은 트랜잭션이 포함됩니다.

 

후보 블록이 확인된 블록이 되려면 블록체인의 합의 메커니즘에 따라 채굴되거나 검증되어야 합니다. 예를 들어 비트코인의 작업 증명(PoW) 합의 메커니즘을 통해 채굴자들은 복잡한 수학 퍼즐을 풀기 위해 경쟁할 수 있습니다. 퍼즐을 푸는 첫 번째 채굴자는 후보 블록을 블록체인에 추가하고 보상을 받게 됩니다.

 

이더리움의 지분 증명(PoS) 합의 메커니즘 에서 검증자는 후보 블록을 제안하기 위해 무작위로 선택됩니다. 다른 유효성 검사기는 블록의 유효성을 증명합니다. 블록이 충분한 증명을 받으면 후보 블록에서 확인된 블록으로 전환됩니다.

블록체인에서 "종결성"이란 무엇입니까? 

완결성은 트랜잭션 또는 작업이 더 이상 변경되거나 취소될 수 없는 경우입니다. 거래가 확정되면 블록체인에 영구적으로 기록되며 변경하거나 제거할 수 없습니다.

 

비트코인 블록체인에서 트랜잭션은 네트워크에 브로드캐스팅되고 mempool에 추가됩니다. 광부들은 이 풀에서 트랜잭션을 선택하고 확인하고 블록체인에 추가할 새 블록에 포함시킵니다. 해당 블록에 포함된 거래는 확인된 것으로 간주되지만 이론적으로 다른 채굴자가 경쟁 블록을 채굴하는 것은 여전히 ​​가능합니다. 

 

트랜잭션의 완결성은 확인된 블록의 수에 따라 증가합니다. 비트코인 트랜잭션은 일반적으로 이러한 트랜잭션을 포함하는 블록에 추가 6개의 블록이 추가되면 "최종"으로 간주됩니다. 이더리움의 짧은 블록 시간으로 인해 "최종성"에 대한 유사한 수준의 확신을 얻기 위해 더 많은 수의 확인이 권장됩니다.

"가장 긴 체인" 원칙은 무엇입니까? 

위에서 설명한 것처럼 여러 마이너가 비슷한 시간에 새로운 유효한 블록을 생성할 수 있습니다. 이로 인해 블록체인에서 일시적인 포크가 발생할 수 있습니다.

 

"가장 긴 체인" 원칙은 블록체인의 유효한 버전이 가장 많은 계산 작업이 투자된 버전이며 일반적으로 블록 체인이 가장 긴 버전이라는 규칙을 말합니다. 결과적으로 짧은 체인의 "유효한" 블록(종종 고아 또는 오래된 블록이라고 함)은 폐기되고 트랜잭션은 멤풀로 반환됩니다.

 

이더리움은 네트워크가 작업 증명(PoW)을 사용할 때 가장 긴 체인 원칙을 사용했습니다. 2022년 이더리움이 지분 증명(PoS)으로 전환한 후 네트워크는 체인의 "가중치"를 측정하는 업데이트된 포크 선택 알고리즘을 채택했습니다.

블록체인 네트워크 혼잡의 원인은 무엇입니까?

블록체인 네트워크 정체는 네트워크에 제출되는 트랜잭션의 수가 이를 처리할 수 있는 네트워크 용량을 초과할 때 발생합니다. 블록체인 네트워크가 정체될 수 있는 몇 가지 이유가 있습니다. 

수요 증가

더 많은 사람들이 블록체인에 트랜잭션을 제출함에 따라 mempool에서 확인되지 않은 트랜잭션의 수가 단일 블록에 포함될 수 있는 수를 초과할 수 있습니다. 이것은 블록 크기와 블록 시간에 본질적인 제한이 있는 블록체인과 특히 관련이 있습니다. 

 

거래 증가는 갑작스러운 가격 변동으로 인해 거래 활동이 급증하거나 대량 채택 주기의 물결로 이어질 수 있습니다. 

작은 블록 크기

각 블록체인에는 블록이 될 수 있는 최대 크기를 정의하는 블록 크기가 있습니다. 이 블록 크기는 블록에 포함할 수 있는 트랜잭션 수를 제한합니다. 

 

예를 들어 비트코인은 초기에 1메가바이트의 블록 크기 제한을 갖도록 설계되었습니다. 2017년 비트코인은 트랜잭션 처리량을 개선하기 위해 Segregated Witness 또는 SegWit 이라는 업그레이드를 구현했습니다. 이론적 블록 크기 제한을 최대 약 4MB까지 늘립니다. 

 

트랜잭션 수가 이 제한을 초과하면 네트워크 정체가 발생합니다.

느린 차단 시간 

블록 시간은 새 블록이 블록체인에 추가되는 빈도를 나타냅니다. 비트코인은 약 10분마다 새로운 블록을 추가합니다. 트랜잭션이 훨씬 더 빠른 속도와 볼륨으로 생성되면 트랜잭션 백로그가 발생합니다.

네트워크 정체의 결과는 무엇입니까? 

블록체인 네트워크 혼잡은 네트워크의 원활한 기능을 방해하는 몇 가지 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 

거래 수수료 증가 

광부는 더 높은 수수료를 지불하는 거래의 우선 순위를 정하도록 장려됩니다. 따라서 블록체인 네트워크가 혼잡해지면 사용자는 종종 채굴자가 거래의 우선순위를 정하도록 장려하기 위해 더 높은 거래 수수료를 지불해야 합니다. 이로 인해 특히 소규모 거래의 경우 블록체인을 평소보다 더 비싸게 사용할 수 있습니다.

지연된 거래 확인 시간 

네트워크 정체로 인해 트랜잭션 확인 및 확정을 위한 대기 시간이 길어질 수 있습니다. 극단적인 경우 몇 시간, 며칠 또는 그 이상 거래가 확인되지 않을 수 있습니다. 이는 사용자에게 불만을 유발할 수 있습니다. 

열악한 사용자 경험 

높은 수수료와 느린 확인 시간은 열악한 사용자 경험을 초래할 수 있으며, 이는 잠재적으로 블록체인의 채택 및 유용성을 감소시킬 수 있습니다.

시장 변동성 

혼잡은 불확실성을 증폭시키고 시장 변동성에 기여할 수 있습니다. 암호화폐를 판매하려는 사용자가 많지만 네트워크가 너무 혼잡하여 이러한 거래를 처리할 수 없는 경우 사용자는 패닉에 빠져 보유 자산을 신속하게 오프로드하려고 시도할 수 있습니다.

 

보안 위험 및 네트워크 중앙 집중화 위험을 포함한 다른 결과가 있습니다. 특히 확인 시간이 길어지면 이중 지출 공격의 위험이 증가할 수 있으며 높은 수수료는 채굴력의 중앙 집중화로 이어질 수 있습니다.

네트워크 정체의 예 

비트코인과 이더리움 네트워크 모두 심각한 네트워크 정체를 경험했습니다.

비트코인 네트워크 정체

2017년 말과 2018년 초 사이에 비트코인의 눈에 띄는 가격 상승은 지금까지 가장 눈에 띄는 네트워크 혼잡 이벤트 중 하나를 초래했습니다. 비트코인의 인기 급상승은 수요와 거래의 엄청난 증가로 이어져 상당한 지연과 엄청난 거래 수수료 증가로 이어졌습니다. 한때 평균 거래 수수료는 50달러를 넘었습니다.

 

2023년 봄, BRC-20 토큰과 관련된 거래 활동이 증가하여 보류 중인 거래와 수수료가 급증하면서 비트코인 ​​네트워크가 정체되었습니다. 어느 시점에서 거의 400,000건의 확인되지 않은 트랜잭션이 기록되어 mempool에 병목 현상이 발생했습니다. 거래 수수료는 몇 주 만에 300% 이상 증가했습니다. 

이더리움 네트워크 정체

이더리움 네트워크 혼잡의 한 가지 주목할만한 예는 2017년 "CryptoKitties" 프로젝트가 입소문을 타고 네트워크 속도를 크게 저하시켰을 때 발생했습니다. 디파이(DeFi ) 붐으로 인한 네트워크 정체 현상도 발생 해 가스 가격이 상승했다.

 

모든 블록체인 네트워크는 정체될 수 있습니다. 그러나 비트코인 ​​및 이더리움 네트워크의 네트워크 정체 사례는 인기와 중요성으로 인해 더 광범위한 영향을 미쳤기 때문에 다른 블록체인보다 더 많은 관심을 끌었습니다.

네트워크 정체를 완화하는 솔루션

블록체인 네트워크 정체를 해결하는 것은 복잡한 문제입니다. 여러 접근 방식이 있으며 각각의 장점과 단점이 있습니다. 

블록 크기 증가

블록 크기를 늘리면 블록당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있으므로 네트워크 처리량이 효과적으로 증가합니다. 그러나 더 큰 블록은 네트워크를 통해 전파되는 데 시간이 더 오래 걸리므로 임시 포크의 위험이 증가합니다. 또한 더 많은 저장 공간이 필요하므로 중앙 집중화가 증가할 수 있습니다.

차단 시간 감소 

블록 시간을 줄이면 네트워크에서 트랜잭션을 더 빠르게 처리할 수 있습니다. 그러나 짧은 블록 시간은 고립된 블록의 수를 증가시키고 잠재적으로 보안을 손상시킬 수 있습니다.

레이어 2 솔루션 

이러한 오프체인 솔루션은 메인 블록체인에서 트랜잭션을 처리하고 최종 상태를 온체인에 기록합니다. Bitcoin의 Lightning Network와 Ethereum의 Plasma가 이러한 솔루션의 예입니다. 이러한 솔루션은 확장성을 높일 수 있지만 구현하기 복잡하고 추가 보안 문제를 일으킬 수 있습니다.

샤딩 

샤딩은 블록체인이 트랜잭션 및 스마트 계약을 처리할 수 있는 여러 개의 작은 샤드로 분할되는 기술입니다. 이렇게 하면 네트워크 용량이 크게 증가할 수 있습니다. 그러나 레이어 2 솔루션과 유사하게 샤딩은 복잡성을 증가시키고 추가 보안 위험을 유발할 수도 있습니다.

 

네트워크 혼잡에 대한 다른 잠재적 솔루션에는 낙관적 및 영지식 롤업을 포함한 요금 조정 및 확장 솔루션이 포함됩니다. 지분 증명(PoS) 합의 메커니즘은 일반적으로 작업 증명(PoW)보다 빠릅니다.

마무리 생각 

앞으로 더 많은 사용자가 블록체인 기술을 채택할 것으로 예상됨에 따라 네트워크 정체 문제가 부각되고 있습니다. 많은 양의 트랜잭션을 효율적으로 처리하는 네트워크의 기능은 광범위한 채택 및 사용성을 위해 중추적입니다. 이는 특히 실시간 일상 트랜잭션을 용이하게 하려는 블록체인 시스템과 관련이 있습니다.

 

블록체인 네트워크 혼잡이 심각한 문제를 야기하는 동안 커뮤니티는 이러한 문제를 완화하는 데 도움이 되는 솔루션을 계속 개발하고 있습니다. 이것이 블록체인 확장성 향상에 대한 연구가 업계의 최전선에 있는 이유입니다.