네트워크 혼잡이란 무엇인가요?
네트워크 혼잡은 네트워크에 제출된 거래 수가 처리할 수 있는 능력을 초과할 때 발생합니다. 이 현상은 시장 변동성과 같은 외부 영향과 블록 크기 및 블록 시간과 같은 내부 네트워크 특성을 포함한 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.
이 질문을 살펴보기에 앞서, 블록체인에 블록이 추가되는 과정을 이해하는 것이 중요합니다.
블록체인 기술은 어떻게 작동하나요?
블록체인은 일련의 블록으로 구성되며, 각 블록에는 사용자가 만든 거래 데이터가 들어 있습니다. 체인에 새 블록 추가될 때마다 해당 기록은 영구적이고 변경할 수 없습니다.
이러한 블록은 분산 네트워크의 노드 간에 전파되며, 각 노드는 블록체인의 사본을 저장합니다. 블록체인의 형성은 암호화와 게임 이론의 원칙에 의존하며, 이를 특정 암호화폐의 핵심 기둥으로 만듭니다.
블록체인 네트워크에서 혼잡이 발생하는 이유를 이해하려면 네트워크가 거래를 처리하는 능력에 영향을 미치는 몇 가지 핵심 개념인 메모리 풀, 후보 블록, 결정론 및 가장 긴 체인 규칙을 살펴봐야 합니다.
"메모리 풀"이란 무엇인가요?
메모리 풀은 다음 블록 에 포함될 미확인 거래 모음을 말합니다.
네트워크에서 트랜잭션이 브로드캐스트되면 블록체인에 즉시 추가되지 않고 먼저 메모리 풀에 들어가 처리를 기다리는 트랜잭션이 됩니다. 트랜잭션이 확인되면 메모리 풀에서 제거됩니다.
"후보 블록"이란 무엇입니까?
후보 블록, 제안된 블록이라고도 알려진 블록은 채굴자 또는 검증자가 블록체인에 추가하도록 제안하는 블록입니다. 이러한 블록에는 네트워크에 브로드캐스트되었지만 아직 블록체인에 포함되지 않은 미확인 거래가 포함됩니다.
후보 블록 확정된 블록 되려면 블록체인의 합의 메커니즘에 따라 채굴되거나 검증되어야 합니다. 예를 들어, 일부 합의 메커니즘에서 채굴자 복잡한 수학 퍼즐을 풀어야 합니다. 퍼즐을 푼 첫 번째 채굴자는 후보 블록 블록체인에 추가하고 보상을 받을 수 있습니다.
또 다른 합의 메커니즘에서 검증자는 무작위 선택으로 후보 블록을 제안하고 다른 검증자는 유효성을 검증합니다. 블록 충분한 증명을 받으면 후보 블록 에서 확인된 블록 으로 이동합니다.
블록체인의 "결정론"이란 무엇입니까?
결정론은 거래나 작업이 완료되면 변경하거나 되돌릴 수 없음을 의미합니다. 즉, 거래가 블록체인에 기록되면 영원히 존재하며 수정하거나 삭제할 수 없음을 의미합니다.
일부 블록체인에서는 거래가 먼저 네트워크에 브로드캐스트되어 메모리 풀에 들어갑니다. 채굴자 이 풀에서 거래를 선택하여 추가될 블록 에 포함합니다. 이 블록 의 거래는 확인된 것으로 간주되지만, 다른 채굴자 이론적으로 경쟁 블록을 여전히 채굴할 수 있습니다.
거래의 확실성은 확인된 블록의 수에 따라 증가합니다. 거래는 일반적으로 이러한 거래를 포함하는 블록 에 더 많은 블록이 첨부될 때 "최종"으로 간주됩니다. 일부 블록체인의 블록 시간이 숏 때문에 완결성 에 대한 유사한 수준의 확신을 얻으려면 여러 번의 확인이 권장됩니다.
"가장 긴 사슬" 규칙은 무엇입니까?
앞서 언급했듯이 다수의 채굴자 비슷한 기간 내에 새로운 유효 블록을 생성할 수 있는데, 이로 인해 블록체인이 포크(Fork) 될 수 있습니다.
"가장 긴 체인" 규칙은 블록체인에서 가장 많은 계산 작업에 투입된 버전이 유효한 버전으로 간주된다는 사실을 말하며, 일반적으로 가장 많은 블록을 포함하는 가장 긴 체인으로 표현됩니다. 즉, 더 짧은 체인(종종 오펀 또는 오래된 블록이라고 함)의 "유효한" 블록은 삭제되고 포함된 거래는 메모리 풀로 반환됩니다.
가장 긴 체인 원칙은 일부 블록체인 네트워크가 작업 증명을 사용할 때도 적용됩니다. 네트워크가 다른 합의 메커니즘으로 이동함에 따라 네트워크는 일반적으로 검증자의 투표와 지분 자산의 합계로 가중치가 부여되는 체인의 "가중치"를 측정하는 새로운 포크(Fork) 선택 알고리즘을 채택할 수 있습니다.
블록체인 네트워크 혼잡의 원인은 무엇입니까?
네트워크 혼잡은 네트워크에 제출된 거래 수가 처리 용량을 초과할 때 발생합니다.
블록체인 네트워크 혼잡이 발생할 수 있는 몇 가지 이유는 다음과 같습니다.
- 수요 증가
더 많은 사용자가 블록체인에 거래를 제출함에 따라 메모리 풀의 미확인 거래 수가 단일 블록 에 수용할 수 있는 수를 초과할 수 있습니다. 특히 블록 크기와 블록 시간에 내재적인 제한이 있는 블록체인은 이에 더 취약합니다.
급격한 가격 변동은 거래량 의 급증으로 이어질 수도 있으며, 이로 인해 거래 활동이 급격히 늘어나거나 대규모 도입 주기가 시작될 수도 있습니다.
- 작은 블록 크기
각 블록체인에는 지정된 블록 크기가 있는데, 이는 단일 블록 의 최대 용량입니다. 블록 크기는 포함할 수 있는 거래 수를 제한합니다.
예를 들어, 일부 블록체인은 원래 1메가바이트(MB)의 블록 크기 제한으로 설계되었습니다. 기술이 발전함에 따라 거래 처리량을 늘리기 위해 업그레이드가 이루어질 수 있지만 거래 수가 새로운 제한을 초과하면 여전히 네트워크 혼잡이 발생합니다.
- 느린 블록 시간
블록 타임은 블록체인에 새로운 블록이 추가되는 빈도를 말합니다. 예를 들어, 일부 블록체인은 약 10분마다 새로운 블록 추가합니다. 이 시간 동안 거래 수가 급격히 증가하면 거래 백로그가 발생합니다.
- 네트워크 혼잡의 결과는 무엇입니까?
블록체인 네트워크의 혼잡은 네트워크의 원활한 작동을 방해하는 다양한 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다.
- 거래 수수료 증가
보상 메커니즘에 따라, 채굴자 일반적으로 수수료가 높은 거래를 우선시합니다. 따라서 네트워크가 혼잡할 때, 사용자는 일반적으로 채굴자 거래를 우선시하도록 인센티브를 제공하기 위해 더 높은 거래 수수료를 지불해야 합니다. 이로 인해 블록체인을 사용하는 거래 수수료가 평소보다 높아질 수 있으며, 특히 소규모 거래를 처리할 때 그렇습니다.
- 지연된 거래 확인 시간
네트워크 혼잡은 거래 확인 및 확정에 필요한 시간을 증가시킬 수 있습니다. 극단적인 경우, 거래가 확인되는 데 몇 시간, 며칠 또는 그 이상이 걸릴 수 있으며, 이는 사용자를 좌절시킬 수 있습니다.
- 사용자 경험이 좋지 않음
높은 수수료와 느린 확인 시간은 거래 경험을 저하시킬 수 있으며, 이로 인해 블록체인의 적용 범위와 유용성이 감소합니다.
- 시장 변동
네트워크 혼잡은 시장 불확실성을 심화시키고 변동성을 증폭시킬 수 있습니다. 많은 수의 사용자가 특정 암호 자산을 판매하려고 하고 네트워크 혼잡으로 인해 거래가 느리게 처리되면 사용자 사이에 공황 상태가 발생하여 자산을 덤핑하려고 서두르게 될 수 있습니다.
또한 보안 위험 및 네트워크 중앙화 위험과 같은 다른 결과가 발생할 수 있습니다. 확인 시간이 지연되면 이중 지출 문제의 위험이 증가하고, 수수료가 높아지면 컴퓨팅 파워가 중앙화될 수 있습니다.
- 네트워크 혼잡의 예
일부 블록체인 네트워크는 심각한 혼잡을 겪었습니다.
특정 블록체인 네트워크가 혼잡합니다
어느 시점에서 네트워크 가격이 급등하여 유명한 네트워크 혼잡 사건이 발생했습니다. 그 당시 수요와 거래 활동이 극적으로 증가하여 거래 확인 지연과 급등하는 처리 수수료가 발생했으며, 평균 거래 수수료는 한때 50단위를 초과했습니다.
최근 특정 토큰과 관련된 거래 활동이 급증하여 네트워크가 극도로 혼잡해졌습니다. 보류 중인 거래 수와 처리 수수료가 크게 증가했습니다. 미확인 거래는 한때 400,000에 달했습니다. 메모리 풀은 병목 현상에 직면해 있으며 거래 수수료는 몇 주 만에 증가했습니다. 300%.
또 다른 유명한 사건에서 특정 프로젝트의 인기로 인해 네트워크 속도가 엄청나게 느려졌습니다. 또한 분산형 금융의 부상으로 인해 네트워크 혼잡이 발생하고 가스 비용이 증가했습니다. 혼잡은 모든 블록체인 네트워크에서 발생할 가능성이 있지만, 더 높은 사용 및 중요성과 더 광범위한 영향으로 인해 일부 네트워크에서 혼잡이 다른 네트워크보다 더 두드러집니다.
- 네트워크 혼잡을 완화하기 위한 솔루션
블록체인 네트워크 혼잡 문제를 해결하는 것은 비교적 복잡하며, 각 방법마다 장단점이 있습니다.
- 블록 크기 늘리기
블록 크기를 늘리면 각 블록 더 많은 거래를 처리할 수 있어 네트워크 처리량이 효과적으로 증가합니다. 그러나 더 큰 블록은 전파 시간이 길어지고 일시적인 포크 위험이 높아지며 더 많은 저장 공간이 필요하여 잠재적으로 더 큰 중앙 집중화로 이어질 수 있습니다.
- 블록 시간 단축
블록 시간을 줄이면 네트워크가 거래를 처리하는 속도는 빨라지지만, 고아 블록(Orphan) 블록의 수도 늘어나 네트워크 보안이 손상될 수 있습니다.
- 2계층 솔루션
오프체인 솔루션은 메인 블록체인 외부에서 거래를 처리하고 최종 상태를 온체인에 기록합니다. 예를 들어, 일부 네트워크의 Lightning Network와 Plasma는 오프체인 솔루션입니다. 이러한 솔루션은 확장성을 개선하지만 구현이 복잡하고 추가적인 보안 문제가 발생할 수 있습니다.
- 샤딩
샤딩 기술은 블록체인을 여러 개의 작은 부분으로 나누어 각 부분이 독립적으로 거래와 스마트 계약을 처리할 수 있도록 합니다. 이 방법은 네트워크의 처리 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그러나 레이어 2 솔루션과 마찬가지로 샤딩은 시스템의 복잡성을 증가시키고 추가적인 보안 위험을 초래할 수 있습니다.
또한, 네트워크 혼잡을 해결하기 위한 다른 잠재적인 접근 방식으로는 낙관적 집계 및 영지식 집계와 같은 수수료 조정 및 확장 솔루션이 있습니다. 일반적으로 특정 합의 메커니즘이 기존 작업 증명 메커니즘보다 빠르다고 믿어집니다.
결론
블록체인 기술은 미래에 더 널리 사용될 것으로 예상되므로 네트워크 혼잡 문제가 점점 더 심각해질 것입니다. 네트워크가 대량의 거래를 효율적으로 처리할 수 있는 능력은 광범위한 채택과 사용성에 매우 중요하며, 특히 실시간 일일 거래를 지원하도록 설계된 블록체인 시스템의 경우 더욱 그렇습니다. 블록체인 네트워크 혼잡은 많은 과제를 안겨주지만, 커뮤니티는 이러한 문제를 완화하기 위한 솔루션을 적극적으로 개발하고 있습니다. 이것이 블록체인의 확장성을 향상시키는 연구가 업계에서 항상 중요한 위치를 차지한 이유입니다.
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