편집자 주. 2009년 등장한 비트코인에서 블록체인 기술이 탄생했습니다. 그로부터 6년이 지난 2015년 공개된 이더리움은 스마트계약 기능을 통해 블록체인 기술이 실생활에 적용할 수 있음을 증명했습니다. 또 한 번의 도약을 위해 이더리움2.0 출시를 앞두고 있습니다. 이에 코인데스크리서치가 발간한 보고서를 총 4회에 걸쳐 소개합니다.

 

 블록체인을 전 세계 누구나 사용할 수 있는 컴퓨터처럼 만들 수 있지 않을까?

 

갓 스무 살 청년의 이런 고민이 이더리움을 탄생시켰다. 비탈릭 부테린은 2013년 이더리움 백서를 통해 '스마트계약' 기능을 선보였다. 그로부터 2년 뒤 이더리움 블록체인 네트워크의 최초의 블록인 '제니시스 블록'이 생성됐다.

 

그렇게 탄생한 이더리움은 비트코인에 이어 시가총액 기준 세계 2위의 암호화폐로 우뚝 섰다. 특히 프로그래밍 언어로 만들어진 코드에 기록된 조건을 만족하면, 사람의 개입 없이도 계약이 체결된다는 '코드가 법'(Code is law)이라는 개념을 구체화한 스마트계약 기능 덕분에 블록체인 기반 응용프로그램 댑(Dapp)이 만들어졌다. 약관의 청년이 주창한 '세계 컴퓨터'(world computer)가 한 걸음 내딛는 순간이었다.

 

2020년 6월 기준 이더리움 기반의 댑은 약 2000개에 달한다. 전 세계 댑의 절반 이상이 이더리움에서 동작하고 있지만, 마냥 좋은 것만은 아니었다. 예를 들어 2017년 말 크립토키티(Crypto Kitties)라는 게임 댑은 단기간에 폭발적인 인기를 끌었고, 이더리움 네트워크는 멈춰 섰다.

 

비탈릭 부테린 등 이더리움 재단을 중심으로 핵심 개발자들은 이더리움의 확장성과 사용성을 향상하기 위한 업그레이드에 집중했다. 이런 과정에서 이더리움의 기본 골격을 탈바꿈할 '이더리움2.0'이 차근차근 준비되고 있었다.

 

이더리움2.0의 시작

 

이더리움 백서에 따르면, 이더리움은 크게 4단계로 진화한다.

 

• 1단계: 프론티어(Frontler) - 2015년 7월30일 제네시스 블록 생성과 함께 시작. 이더리움의 암호화폐 '이더' 채굴이 이뤄짐.

 

• 2단계: 홈스테드(Homestead) - 2016년 3월15일 시작. 이더리움 네트워크상에 댑이 만들어지기 시작함

 

• 3단계: 메트로폴리스(Metropolis) - 2017년 10월16일~현재. 이더리움 네트워크의 효율적인 확장을 위해 작업증명(PoW)에서 지분증명(PoS)으로 전환을 준비하는 단계. 세부적으로 비잔티움, 콘스탄티노플, 이스탄불 등 하드포크 진행.

 

• 4단계: 세레니티(Serenity) - 이더리움의 최종 단계. 완전한 PoS 전환.

 

이더리움2.0은 궁극적으로 합의 알고리듬을 PoW(Proof of Work)에서 PoS(Proof of Stake)로 전환을 목표로 한다. 비탈릭 부테린은 PoW에 대해 "블록체인 네트워크를 확보하기 위한 쓸모없는 계산에 컴퓨팅 자원을 소모하는 것"으로 평가했다.

 

 

 

PoW, PoS가 뭐길래

 

블록체인은 네트워크 참여자들이 거래 내역을 검증한다. 51% 이상의 참여자가 검증을 완료하면, 검증 내용을 담아서 블록을 생성한다. 이렇게 생성된 블록에 기록된 내역은 누구도 위·변조할 수 없다.

 

이 과정에서 블록 생성에 기여한 참여자에게 보상으로 암호화폐를 지급한다. 흔히 '채굴'(mining)이라고 부른다.

채굴을 위한 방법으로는 대표적으로 PoW와 PoS가 있다. 비트코인과 이더리움에서 사용하는 PoW는 거래 내역을 검증하기 위해, 컴퓨팅 자원을 사용해서 참여자끼리 우선권을 갖기 위한 경쟁을 한다. 비탈릭 부테린의 말처럼 블록 생성을 위해 컴퓨팅 자원과 이를 위한 전기를 무한히 투입해야 한다. 단순한 구조지만, 비효율적이다.

 

PoW의 단점을 극복하기 위해 탄생한 합의 알고리듬이 PoS다. PoS는 일정량의 암호화폐를 블록체인 네트워크상에 맡기는 방식으로 참여자끼리 블록 생성 경쟁을 한다. 블록 생성을 위해 불필요한 컴퓨팅 자원을 소모할 필요가 없는 셈이다. 세계 컴퓨터를 꿈꾸는 이더리움 입장에서 PoS 합의 알고리듬은 효율적인 네트워크 처리와 확장성을 위해서 반드시 가져가야 한다. 물론 이더리움 초기에는 기술적 한계로 인해 PoW를 도입할 수밖에 없었다.

 

슬래셔, 세레니티, 캐스퍼, 샤스퍼

 

이더리움은 어쩔 수 없이 PoW로 시작했지만, 처음부터 PoS로 전환을 목표로 꾸준히 나아갔다. 비탈릭 부테린은 이더리움 메인넷(프론티어)이 출시되기 1년 전부터 자신의 블로그에 블록체인 개발자 써니킹(Sunny King)이 구상한 PoS 알고리듬 '슬래셔'(Slasher)를 소개하며, 이더리움에 도입할 준비를 시작했다.

 

캐스퍼(Casper)는 비탈릭 부테린과 블라드 잠피르가 이더리움2.0에서 PoW에서 PoS로 전환하는 기술이자, 프로젝트명이다. 캐스퍼를 통해 이더리움의 합의 알고리듬이 비로소 PoS로 바뀌는 것이다. 여기에 이더리움 네트워크에 생성될 블록을 동시다발적으로 처리하는 샤딩(Sharding)과 캐스퍼가 결합하면 확장성과 성능 모두를 잡을 수 있는 '샤스퍼'(Shasper)가 탄생하게 된다. 이더리움2.0의 궁극적인 모습이다.

 

비탈릭 부테린과 이더리움 재단의 개발자들은 현재 이더리움2.0 정식 출시가 연말 전에 이뤄질 것으로 기대한다. 하지만 이미 여러 차례 연기된 만큼 아직 확실한 것은 아니다. 분명한 점은 이더리움2.0이 블록체인 산업의 새로운 도전으로 기록될 것이다.