레이어 1(L1) 블록체인은 블록체인 생태계의 기본 네트워크입니다. 검증이나 실행을 위해 다른 체인에 의존하지 않고 독립적으로 작동하며, 거래 처리부터 합의 및 데이터 저장까지 모든 것을 자체 원장에서 처리합니다.
메인넷 또는 정산 레이어(Settlement Layer) 이라고도 불리는 계층 1 블록체인은 사이드체인과 계층 2를 포함한 다른 모든 블록체인 계층이 구축되는 기반을 형성합니다.
레이어 2가 기존 네트워크 위에서 성능을 확장하는 반면, 레이어 1은 독립적으로 운영됩니다. 레이어 1은 자체 규칙을 정의하고, 자체 검증자를 운영하며, 자체 토큰을 발행합니다. 비트코인, 이더리움, 솔라나(Solana), 카르다노(Cardano), 아발란체 등이 모두 이러한 특징에 해당합니다.
이 글에서는 Web3의 기반 계층의 역사와 기능을 살펴보겠습니다.
레이어 1 내부: 구성 방식
모든 L1 블록체인에는 기능적이고 보안성이 높은 몇 가지 핵심 구성 요소가 포함되어 있습니다.
- 네트워크 노드: 수천 개의 독립된 컴퓨터가 블록체인의 동일한 사본을 유지하고 서로 데이터를 브로드캐스트합니다. 분산된 특성 덕분에 검열이나 단일 장애 지점이 발생하지 않습니다.
- 합의 계층: 합의를 위한 규칙서. 참여자들이 어떤 거래가 유효한지 결정하는 방식과 블록이 체인에 추가되는 방식을 결정합니다.
- 실행 계층: 이더리움이나 솔라나(Solana) 같은 프로그래밍 가능한 블록체인에서 이 계층은 스마트 계약을 실행합니다. 스마트 계약은 분산 앱과 자동화된 거래를 구동하는 자체 실행 코드입니다.
- 네이티브 암호화폐: 각 L1은 거래 수수료를 지불하고, 검증자에게 보상을 제공하며, 온체인 거버넌스를 지원하는 자체 코인을 보유하고 있습니다. 비트코인(BTC) 비트코인을, 이더리움(ETH) 이더리움을, 에이다(ADA) 카르다노(Cardano) 구동합니다.
레이어 1이 거래를 처리하는 방법
다양한 네트워크에서 흐름은 대체로 동일합니다.
- 검증: 거래가 프로토콜 규칙을 충족하는지, 적절한 서명과 잔액이 있는지 확인하기 위해 거래를 검사합니다.
- 블록 형성: 검증된 거래는 후보 블록에 묶입니다.
- 합의: 노드는 네트워크에서 선택한 알고리즘을 사용하여 다음에 어떤 블록 추가할지 합의합니다.
- 완결성: 블록 확인되면 변경할 수 없게 되고, 잔액과 계약 데이터가 네트워크 전체에서 업데이트됩니다.
이러한 순환은 중앙의 감독 없이 하루에 수천 번씩 끊임없이 반복됩니다.
합의 메커니즘: 블록체인의 핵심
합의 메커니즘은 블록체인이 합의에 도달하는 방식을 정의하고 속도, 보안, 에너지 프로파일을 결정합니다. 다양한 합의 메커니즘이 있지만, 주요 메커니즘은 다음과 같습니다.
- 작업 증명 (PoW) – 비트코인에서 도입된 PoW 채굴자 연산을 통해 암호 퍼즐을 풉니다. 매우 안전하지만 에너지 소모가 많고 초당 거래 수(TPS) (초당 거래 수(TPS))로 제한됩니다.
- 예치(stake) 증명 (PoS) – 검증자는 블록 검증 권한을 얻기 위해 토큰을 담보로 잠급니다. 이는 에너지 사용을 경제적 인센티브로 대체합니다.
- 예치(stake) 증명 (DPoS) – Binance Smart Chain 및 기타 회사에서 사용하는 이 모델은 효율성을 높이기 위해 소수의 선출된 검증자 집단에 의존하며, 속도를 위해 일부 분산화를 희생합니다.
- 역사 증명 (PoH) – 솔라나의 독특한 시스템은 합의 전에 거래에 타임스탬프를 찍어 수천 초당 거래 수(TPS) 와 1초 미만의 블록 시간을 허용합니다.
선도적인 레이어 1 블록체인
비트코인( 비트코인(BTC) ) - 작업 증명: 최초이자 가장 안전한 블록체인입니다. 에너지 집약적인 채굴 통해 약 7 초당 거래 수(TPS)( 초당 처리량)를 처리하며, 속도보다 탈중앙화와 불변성을 중시합니다.
이더리움( 이더리움(ETH) ) – 예치(stake) 증명(PoS): 스마트 컨트랙트, NFT, 그리고 DeFi를 지원하는 최대 규모의 프로그래밍 가능 블록체인입니다. 2022년 합병 이후, 에너지 사용량을 99% 이상 절감하는 동시에 롤업과 향후 샤딩을 통해 확장성을 위한 기반을 마련했습니다.
솔라나(Solana) ( 솔라나(SOL) ) – 역사 증명 + PoS: 높은 처리량과 낮은 수수료로 유명한 솔라나(Solana) 합의 전에 거래에 타임스탬프를 찍어 1초 미만의 블록 시간을 달성합니다.
카르다노(Cardano) ( 에이다(ADA) ) – Ouroboros 예치(stake) 증명: 결제와 계산을 분리하기 위해 형식 검증 과 계층적 아키텍처를 강조하는 연구 중심 블록체인입니다.
Avalanche ( 아발란체(AVAX) ) – Avalanche 합의: 확률적 샘플링을 사용하여 신속하게 합의 에 도달합니다. 1초 미만의 완결성 제공하며 앱별 체인에 맞게 사용자 정의 가능한 서브넷을 지원합니다.
바이낸스 스마트 체인( 바이낸스 코인(BNB) ) – 예치(stake) 증명: 제한된 검증자 집합에 의해 운영되는 BSC는 성능을 위해 분산화를 거래하며, 이더리움 툴과 호환되는 빠르고 저렴한 거래를 제공합니다.
타임라인: 레이어 1 주요 이정표
- 2009년 1월: 비트코인이 출시되어 작업 증명을 통해 분산 합의 입증하며, 최초의 완전한 기능을 갖춘 블록체인이 되었습니다.
- 2015년 7월: 이더리움이 출시되어 블록체인 생태계에 프로그래밍 가능하고 튜링 완전성을 갖춘 스마트 계약이 도입되었습니다.
- 2017년 9월: 카르다노(Cardano) 바이런 메인넷을 출시하고, Ouroboros 프로토콜을 통해 예치(stake) 증명을 공식화하고 계층형 아키텍처를 구축했습니다.
- 2020년 9월: Avalanche가 메인넷을 출시하여 사용자 정의 가능한 체인을 위한 고속 합의 메커니즘과 서브넷 프레임워크를 도입했습니다.
- 2022년 9월: 이더리움이 병합을 완료하고 작업 증명에서 예치(stake) 증명으로 전환하며 에너지 소비를 99% 이상 줄였습니다.
- 2023년 10월: 셀레스티아가 데이터 가용성과 합의 분리에 초점을 맞춘 최초의 모듈형 블록체인으로 출시됩니다.
- 2025년 8월: 서클(Circle) 스테이블코인 중심의 레이어 1인 Arc를 공개하고, 10월에 공개 테스트넷을 출시하고 2026년에 메인넷을 출시할 계획입니다.
각 블록체인은 기본적으로 동일한 과제, 즉 블록체인 트릴레마(Trilemma) 해결하는 것을 목표로 합니다.
블록체인 트릴레마(Trilemma)
이더리움의 공동 창립자인 비탈릭 부테린은 2017년에 "블록체인 트릴레마(Trilemma)"라는 용어를 만들어냈습니다. 이는 블록체인이 분산화, 확장성, 보안을 동시에 극대화할 수 없어 세 가지 중 하나를 선택해야 하는 과제를 설명하기 위해 만들어졌습니다.
- 보안 – 조작이나 공격으로부터 보호합니다.
- 확장성 – 대량의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 용량.
- 분산화 – 여러 독립 노드에 제어권을 분산하는 것.
레이어 1 확장
개발자들은 분산화를 저해하지 않으면서 블록체인 처리량을 높이는 방법을 끊임없이 찾고 있습니다. 이는 블록체인 트릴레마(Trilemma) 에 대한 직접적인 대응입니다.
- 샤딩: 이 기술은 네트워크를 더 작은 부분, 즉 샤드로 분할하여 데이터를 병렬로 처리함으로써 노드의 작업 부하를 줄이고 용량을 늘립니다. 이더리움은 원래 64개의 샤드를 계획했지만, 2025년 말에는 프로토-댄크샤딩과 댄크샤딩으로 전환했습니다. 이 업그레이드는 완전한 온체인 실행보다는 레이어 2 롤업을 위한 데이터 가용성에 중점을 두었습니다. 프로토-댄크샤딩(이더리움 개선 제안(EIP)-4844)은 저장 효율성을 개선하기 위해 데이터 블롭을 도입하는 반면, 완전한 댄크샤딩은 아직 개발 중입니다.
- 합의 최적화: 에너지 소모가 많은 작업 증명(PoW)에서 예치(stake) 증명(PoS)으로의 전환(2022년 이더리움 합병처럼)은 효율성을 크게 향상시킵니다. 일부 최신 네트워크는 속도, 비용, 보안의 균형을 맞추기 위해 합의 모델을 혼합하거나 조정합니다.
- 블록 매개변수: 블록이 크고 간격이 짧을수록 처리량은 증가하지만 중앙 집중화 위험이 있습니다. 블록이 클수록 더 많은 대역폭과 저장 공간이 필요하고, 블록 속도가 빠를수록 동기화 문제와 고아 블록의 수가 증가합니다.
- 프로토콜 업그레이드: 비트코인의 2017년 세그윗(Segwit) 은 직접적인 레이어 1 확장의 전형적인 사례입니다. 세그윗은 서명("증인") 데이터와 거래 데이터를 분리함으로써 블록 공간을 확보하고 블록 크기를 늘리지 않고도 블록 당 더 많은 거래를 허용했습니다.
실제 세계 응용 프로그램
레이어 1 블록체인은 스마트 컨트랙트를 통해 대출, 거래소, 스테이블코인을 지원하며 DeFi를 지원했습니다. 이더리움과 솔라나(Solana) NFT와 게임을 가능하게 하여 디지털 소유권을 온체인으로 구현했습니다. 또한 공급망 투명성을 개선하고, 디지털 신원을 보호하며, 부동산이나 예술품과 같은 실물 자산의 토큰화를 가능하게 했습니다.
왜 그들은 여전히 중요한가
레이어 2와 사이드체인은 속도 향상에 도움이 되지만, 레이어 1은 여전히 진실의 원천입니다. 레이어 1은 그 위에 구축된 모든 것에 대한 최종 합의, 불변의 이력, 그리고 공유된 신뢰를 제공합니다.
블록체인 기술은 2009년의 시작을 훨씬 넘어 훨씬 발전해 왔으며, 그 속도는 결코 느려지지 않았습니다. 11월, 이더리움 재단은 다음 주요 단계인 이더리움 상호운용성 계층(Ethereum Interoperability Layer)을 발표했습니다. 이 계층은 모든 이더리움 L2 네트워크가 다른 L2 네트워크와 즉시 통신할 수 있도록 지원합니다.
블록체인 기술이 에너지를 많이 채굴 에서 모듈식, 양자 저항 아키텍처로 발전함에 따라, 1계층 블록체인은 분산형 인터넷의 인프라를 계속해서 정의하고 있습니다.
