원문 기사: https://polkadot.com/blog/understanding-modular-blockchains/
Joey Prebys 지음
편집자: OneBlock+
블록체인을 구축하는 방법은 다양하며, 다양한 아키텍처 선택은 성능, 확장성, 개발자 경험에 직접적인 영향을 미칩니다. 산업이 발전함에 따라 단일 블록체인과 모듈형 블록체인이라는 두 가지 아키텍처가 점차 구체화되고 있습니다. 모놀리식 블록체인은 모든 핵심 기능을 단일 체인으로 통합하는 반면, 모듈식 블록체인은 이러한 기능을 특수 계층에 분산시켜 확장성, 특수화, 시작 속도를 개선합니다. 이러한 변화는 단순한 기술적 혁신이 아니라 블록체인의 3가지 난제(탈중앙화, 확장성, 보안)에 대한 효과적인 대응이기도 합니다.
폴카닷은 처음부터 모듈식으로 설계되었으며, 고유한 아키텍처와 툴을 통해 이러한 개발을 주도합니다. 이 글에서는 모듈형 블록체인과 모노리식 블록체인의 차이점을 설명합니다. 또한 Polkadot SDK와 곧 출시될 JAM 업그레이드가 모듈형 블록체인 구현을 더욱 가속화하여 팀이 더 빨리 시작하고, 더 쉽게 확장하고, 더 큰 유연성으로 구축할 수 있도록 돕는 방법도 알아봅니다. 여러분이 개발자, 투자자 또는 Polkadot에 관심이 있는 암호화폐 애호가라면, 이러한 아키텍처 모델을 이해하는 것은 미래의 블록체인 인프라를 평가하는 데 매우 중요합니다.
블록체인 디자인의 진화
암호화폐의 초창기에는 비트코인과 이더리움과 같은 단일 블록체인이 표준을 정립했습니다. 이러한 네트워크는 실행, 합의, 데이터 가용성, 결제 등 모든 핵심 기능을 단일 체인에 중앙 집중화합니다. 이러한 번들링 설계는 간단하고 명확하며 안전하지만, 수요가 증가함에 따라 확장성이 크게 제한됩니다.
암호화폐 채택이 급증함에 따라 단일 모델의 한계가 드러나고 있습니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 실행 프로세스를 독립된 환경으로 오프로드하여 이더리움의 확장을 돕는 레이어 2 솔루션이 등장했습니다. 그러나 레이어 2가 처리량 문제를 해결하더라도 블록체인 설계의 핵심적인 구조적 상충관계를 근본적으로 해결하지는 못합니다.
여기서 모듈형 블록체인 설계가 등장합니다. 확장성과 분산화의 과제에 대한 장기적 솔루션입니다. 모놀리식 모델 위에 더 많은 레이어를 쌓아 확장하는 대신, 모듈식 아키텍처는 핵심 기능을 분리하여 최적화합니다. 이는 확장성 문제를 해결하기 위한 방법일 뿐만 아니라 블록체인의 3가지 난제(탈중앙화, 확장성, 보안 간의 균형)에 대한 구조적 대응이기도 합니다.
모든 주요 체인은 이러한 디자인적 균형에 직면하게 됩니다. 비트코인은 확장성을 희생하더라도 분산화와 보안을 중시합니다. 원래는 일체형이던 이더리움은 이제 롤업과 샤딩을 통해 모듈화되고 있습니다. 하지만 처음부터 모듈성을 염두에 두고 설계된 네트워크가 하나 있습니다. 바로 폴카닷입니다. 2016년에 백서가 발행되었고, 2020년에 메인넷이 출시될 당시에는 블록체인 난제를 근본적으로 해결할 수 있는 아키텍처가 이미 구성되어 있었습니다.
모듈형 블록체인이란?
모듈식 블록체인은 핵심 책임이 여러 계층으로 분리되어 독립적으로 관리될 수 있는 아키텍처입니다. 각 계층은 다음 핵심 기능 중 하나 이상에 초점을 맞춥니다.
실행: 거래 및 스마트 계약 로직을 처리합니다.
합의: 네트워크에서 어떤 거래가 유효한지에 대한 합의에 도달하도록 보장하는 것입니다.
데이터 가용성: 네트워크에서 거래 데이터를 검색하고 검증할 수 있도록 보장합니다.
결제: 거래를 완료하고 마지막으로 기본 체인에 고정합니다.
모놀리식 블록체인은 이러한 기능을 단일 프로토콜 내에 중앙 집중화하는 반면, 모듈식 블록체인은 분리를 통해 이러한 기능을 특수 구성 요소나 체인에 분산합니다.
모듈식 블록체인은 레스토랑에 비유할 수 있습니다. 모놀리식 블록체인은 작은 주방에서 모든 일을 한꺼번에 하는 요리사와 같습니다. 한 번에 한 가지 요리씩 자르고, 요리하고, 접시에 담고, 청소하는 것이죠. 이러한 접근 방식은 수요가 많지 않을 때는 효과적이지만 확장성 측면에서 병목 현상이 발생합니다.
모듈식 블록체인은 저녁 식사 시간대의 미슐랭 스타 주방과 비슷합니다. 각 셰프는 소스를 섞는 것부터 접시에 담는 것까지 특정한 업무에 대한 책임을 맡고, 각자의 업무를 정확하고 효율적으로 완수합니다. 각 단계가 전문화됨에 따라 주방은 더 많은 손님을 수용하고, 더 복잡한 요리를 다루며, 높은 수준을 유지할 수 있습니다.
모듈형 실행을 위한 실제 사용 사례
롤업은 모듈형 블록체인 설계의 전형적인 예입니다. 그들은 메인 체인의 합의와 결제에 보안을 의지하면서 메인 체인의 실행을 오프로드합니다. 블록체인 3난제를 해결하고 확장성을 실현하기 위해 이더리움은 롤업과 다가올 샤딩 로드맵을 통해 모듈식 접근 방식을 취하기 시작했지만, 이는 후기 단계의 수정 사항이며 원래 아키텍처의 일부가 아닙니다.
이와 대조적으로 폴카닷은 처음부터 모듈성을 염두에 두고 설계되었습니다. 폴카닷 릴레이 체인은 합의와 공유 보안을 처리하는 반면, 롤업(이전에는 파라체인이라고 함)은 실행 계층을 독립적으로 관리합니다.
다른 블록체인 생태계도 모듈형 디자인을 채택하고 있지만, 각각 접근 방식이 다릅니다. 셀레스티아는 데이터 가용성에 중점을 두고 다른 블록체인을 위한 가벼운 기반 계층 역할을 합니다. 코스모스는 IBC 프로토콜을 통해 연결된 애플리케이션별 체인을 지원하여 독립적인 체인 간에 메시지와 자산을 전달할 수 있습니다. EigenDA는 롤업을 위한 분산형 데이터 가용성을 제공하는 Ethereum 모듈성 스택에 새롭게 추가된 기능입니다.
이러한 생태계는 구현 방식이 다르지만 모두 공통된 목표를 가지고 있습니다. 즉, 특수 구성 요소를 통해 보다 확장 가능하고 유연한 인프라를 구축한다는 것입니다.
모듈성의 장점: 확장성, 유연성, 출시 속도
모듈성은 단순히 확장성을 위한 솔루션이 아닙니다. 이는 실제 애플리케이션을 구축하는 개발자에게 더 빠른 시작, 더 큰 특수화 여지, 더 많은 유연성을 제공하는 디자인 선택입니다. 모듈형 블록체인은 실행, 합의, 데이터 가용성을 분리하므로 여러 체인이나 롤업을 병렬로 실행할 수 있으며, 각각은 특정 기능이나 사용 사례에 맞게 최적화됩니다.
즉, 새로운 팀은 완전한 블록체인 시스템을 처음부터 구축할 필요가 없고, 실행과 공유 합의 및 데이터 계층에 대한 액세스에만 집중할 수 있으며, 이를 통해 시작에 드는 복잡성과 시간 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
2020년 모듈성이 이론에서 현실로 자리 잡은 이후, 수천 명의 새로운 개발자가 모듈형 블록체인 생태계에 합류했습니다. 모듈식 네트워크를 사용하면 개발자가 체인 출시의 가장 어려운 부분을 건너뛰고 분산형 애플리케이션(dapp) 구축에 집중할 수 있기 때문입니다.
Polkadot SDK(이전 Substrate SDK)와 같은 오픈 프레임워크를 사용하면 체인상에서 빌드하기가 더 쉬워집니다. SDK(소프트웨어 개발 키트)는 개발자가 블록체인을 빠르게 조립하고 사용자 정의하는 데 사용할 수 있는 미리 구축된 도구와 모듈 세트를 제공합니다. Polkadot의 경우, SDK는 즉시 사용 가능한 실행, 거버넌스, 상호 운용성 구성 요소를 제공하므로 팀은 유연성을 희생하지 않고도 더 빠르게 출시할 수 있습니다.
이러한 유연성 덕분에 모듈형 네트워크를 특정 애플리케이션의 요구 사항에 더욱 맞춰 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 블록체인 게임 플랫폼은 속도와 낮은 지연 시간을 우선시할 수 있습니다. DeFi 프로토콜에는 맞춤형 수수료 논리나 빠른 확정성이 필요할 수 있습니다. 신원 중심 체인은 개인정보 보호와 감사 가능성에 초점을 맞출 수도 있습니다. 모듈식 시스템에서는 개발자가 이러한 요구 사항을 중심으로 설계하고 확장성이나 보안에 대한 걱정 없이 가장 적합한 도구를 선택하거나 구축할 수 있습니다.
그 결과, 실험이 더 쉬워지고, 반복이 더 빨라지고, 새로운 아이디어가 단시간 내에 컨셉에서 최소 실행 가능 제품(MVP)으로 구현될 수 있는 보다 빠른 혁신 피드백 루프가 탄생했습니다.
폴카닷: 모듈형 블록체인의 선구자
폴카닷은 블록체인 디자인에서 모듈화가 널리 퍼지기 훨씬 전부터 모듈성을 염두에 두고 만들어졌습니다. 이더리움을 공동 창립한 후, 게이빈 우드 박사는 확장성과 상호 운용성 측면에서 이더리움의 한계에 대해 우려하게 되었습니다. 기본 계층에서 이러한 과제를 해결하려는 노력이 침체되고 프로토콜이 Layer-2와 같은 외부 솔루션에 의존하기 시작하자, Gavin Wood는 이러한 문제를 직접 해결하도록 설계된 이기종 멀티체인 프레임워크인 Polkadot을 창립했습니다.
폴카닷의 핵심 설계는 폴카닷 체인(릴레이 체인이라고도 함)으로, 합의와 공유 보안을 제공하는 반면, 특수 롤업은 실행을 독립적으로 담당합니다. 이 모듈형 아키텍처는 병렬 거래 처리와 수평적 확장성을 지원하여, 더 많은 체인을 추가하여 네트워크를 확장할 수 있으며, 각 체인은 서로 다른 사용 사례에 맞게 최적화됩니다.
폴카닷의 가장 큰 장점 중 하나는 공유 보안입니다. 네트워크의 모든 롤업은 Polkadot Chain의 분산형 검증자 집합으로부터 이익을 얻습니다. 검증자는 시스템 전반에서 거래를 검증하고 완료하는 역할을 하는 참여자입니다. 즉, 롤업이 Polkadot Chain에 거래를 다시 제출하면 거래의 확정성이 빠르게 확인됩니다. 즉, 거래는 빠르게 확인되고 잠기며 추가 확인을 기다리거나 외부 인프라에 의존하여 거래의 유효성을 확인하지 않고는 되돌릴 수 없습니다. 이는 개조된 모듈식 시스템과는 다릅니다. 개조된 모듈식 시스템의 경우 거래가 최종적으로 간주되기 전에 추가 단계나 타사 도구가 필요한 경우가 많습니다.
상호 운용성은 확장성과 공유 보안에도 중요합니다. Polkadot은 처음부터 이를 핵심 기능으로 삼았습니다. Polkadot의 롤업은 XCM(Cross-Consensus Messaging)을 통해 원활하게 통신하고 타사 브리지나 호환 도구가 필요 없이 자산을 서로 전송할 수 있습니다. Polkadot에서는 애플리케이션과 롤업이 동일한 네트워크에 있는 것처럼 통신할 수 있습니다. 플랫폼을 전환하거나, 메시지를 복사하여 붙여 넣거나, 번역할 필요가 없습니다. 모든 것이 의도적으로 동일한 언어를 사용합니다.
Polkadot이 모듈성을 더욱 발전시키는 방법
폴카닷의 모듈형 디자인은 폴카닷 체인과 롤업에만 국한되지 않습니다. Polkadot SDK는 개발자에게 맞춤형 블록체인을 구축할 수 있는 강력한 툴킷을 제공합니다. 애플리케이션 체인과 서비스별 체인부터 범용 블록체인까지, 재사용 가능한 실행, 거버넌스 및 상호 운용성 모듈도 포함합니다. 이 디자인의 특징은 "체인 독립적" 디자인으로, 개발자가 자체 체인을 Polkadot에 연결할 필요가 전혀 없다는 것입니다.
예를 들어, Aleph Zero는 Polkadot SDK를 사용하여 구축된 개인 정보 보호 중심 블록체인입니다. 자체적인 독립적인 합의 및 인프라를 운영하고 있으며, Polkadot Chain에 의존하지 않지만 SDK에서 제공하는 모듈식 도구는 계속 사용할 수 있습니다. 이러한 유연성은 Polkadot이 모듈성을 더욱 발전시켜 팀이 Polkadot과 통합하거나 독립적으로 사용할 수 있는 빠르고 특수한 블록체인을 구축할 수 있는 선택권을 제공하는 방식을 보여줍니다.
폴카닷은 곧 출시될 JAM 아키텍처로 모듈형 비전을 확장하여 수직적 확장성의 새로운 계층을 도입합니다. 수평적 확장성(더 많은 병렬 체인을 추가하여 확장)과 달리 수직적 확장성은 성능이나 분산성을 손상시키지 않고 단일 기반에서 여러 개의 경량 서비스를 실행하는 데 중점을 둡니다.
JAM은 공유 컨테이너 런타임을 도입하여 이를 가능하게 합니다. Gavin Wood 박사는 이를 꽃에 비유했습니다. 심장은 네트워크 상태를 통합하는 조정 센터이고 꽃잎은 모듈식 서비스를 지원하는 핵심입니다. 이러한 모듈식 서비스는 스마트 계약, dapp 환경, 롤업 또는 완전히 새로운 실행 계층이 될 수 있습니다. 각 꽃잎은 독립적으로 작동하지만 동일한 시스템 내에서는 원활하게 상호 운용됩니다.
이는 중요한 발전입니다. 다른 생태계가 여전히 롤업, 시퀀서, 데이터 계층을 조각조각 모으는 중(종종 복잡성과 위험이 추가됨)인 반면, 폴카닷은 실행, 커뮤니케이션, 보안이 처음부터 조율되는 통합된 서비스 지향 아키텍처를 구축하고 있습니다. 폴카닷은 모듈성 플레이북을 따르지 않고, 모듈성의 새로운 장을 쓰고 있습니다.
요약: 모놀리식 블록체인 vs. 모듈식 블록체인
모놀리식 블록체인은 모든 핵심 기능(실행, 합의, 데이터 가용성, 결제)을 단일 체인으로 묶습니다.
모듈식 블록체인은 이러한 기능을 유연하게 결합할 수 있는 특수 계층이나 시스템으로 분리합니다.
모놀리스 = 엄격하고, 확장하기 어렵고, 진화가 느림.
모듈형 = 유연하고 확장 가능하며 새로운 사용 사례에 적응 가능.
이더리움은 롤업과 샤딩을 통해 모듈화로 전환되고 있습니다.
폴카닷은 처음부터 모듈식 방식을 채택했으며, 지금도 계속해서 이 모델을 발전시키고 있습니다.
결론: 미래는 모듈식이다
모듈식 블록체인은 단순한 일시적인 트렌드가 아니라 Web3 인프라의 미래입니다. 그리고 폴카닷은 처음부터 이러한 전환을 주도해 왔습니다.
실행과 합의를 분리하고, 공유 네이티브 보안과 상호 운용성을 구축하는 등 폴카닷의 초기 아키텍처 결정은 이제 확장성, 속도, 혁신 측면에서 매우 중요합니다. Polkadot SDK와 곧 출시될 JAM 아키텍처를 통해 Polkadot은 모듈식 인프라를 더욱 발전시켜 개발자가 통합되고 체인에 구애받지 않는 시스템 내에서 더 빠르게 빌드하고, 더 심층적으로 사용자 정의하고, 수직적으로 확장할 수 있도록 지원합니다.
업계의 다른 생태계가 여전히 모듈화로의 전환을 위해 노력하는 동안, Polkadot은 이미 차세대 솔루션을 구축하고 있습니다.
