이더리움은 가스 수수료나 거래 속도 차트에는 나타나지 않지만 네트워크의 장기적인 건전성을 위협하는 문제를 조용히 축적해 왔습니다. 바로 상태 비대화(state bloat)입니다. 이더리움 재단의 무상태 합의(Stateless 합의) 연구원들은 이제 분명한 경고를 발하고 있습니다. 이더리움의 끊임없이 증가하는 상태는 저장, 서비스 제공, 그리고 탈중앙화를 더욱 어렵게 만들고 있다는 것입니다.
최근 제안서에서 해당 팀은 이 문제가 왜 중요한지, 확장성 개선이 의도치 않게 문제를 악화시킨 방식, 그리고 노드 운영이 최대 규모의 인프라 제공업체만 누릴 수 있는 엘리트 활동으로 전락하는 것을 막을 수 있는 세 가지 구체적인 방안을 제시했습니다.
이더리움의 "상태"가 실제로 의미하는 바는 무엇일까요?
이더리움의 상태는 네트워크가 현재 알고 있는 모든 것의 총합입니다. 여기에는 계좌 잔액, 스마트 계약 저장소, 탈중앙화 애플리케이션(DAPPS) 실행하는 바이트코드 등이 포함됩니다. 이는 블록체인의 실시간 메모리라고 할 수 있습니다.
이 상태는 수십억 달러 규모의 가치를 정산하고 DeFi, NFT, 게임 및 기업용 애플리케이션 등 수천 개의 애플리케이션을 조율하는 생태계의 기반이 됩니다. 문제는 간단하지만 심각합니다. 이 상태는 계속해서 커지기만 하고, 아무것도 제거되지 않습니다.
더 많은 애플리케이션이 컨트랙트를 배포하고 더 많은 사용자가 애플리케이션과 상호 작용함에 따라 상태는 영구적으로 확장됩니다. 모든 풀 노드는 이 데이터를 저장하고 제공해야 하며, 그중 상당 부분은 다시 사용되지 않더라도 마찬가지입니다.
이더리움 상태 비대가 탈중앙화를 위협하는 이유는 무엇일까요?
이더리움 노드 전체를 운영하는 것만으로도 이미 비용이 많이 듭니다. 저장 공간 요구 사항은 계속 증가하고, 동기화 시간은 늘어나며, 체인이 오래될수록 데이터 제공은 더욱 불안정해집니다. 재단에 따르면, 상태 데이터가 너무 크거나 복잡해져서 처리하기 어려워지면 전체 스택이 더욱 중앙집중화되고 취약해집니다.
최근의 확장성 개선으로 인해 의도치 않게 이러한 추세가 가속화되었습니다. 레이어 2 확장, 이더리움 개선 제안(EIP)-4844 프로토-댄크샤딩, 그리고 높아진 가스 한도는 모두 이더리움 네트워크의 활동량을 증가시켰습니다. 활동량 증가는 더 많은 스마트 계약, 더 많은 스토리지 쓰기, 그리고 더 빠른 상태 증가를 의미합니다.
이러한 우려는 이론적인 것이 아닙니다. 연구원들은 상태 크기가 병목 현상을 일으키는 시점, 노드들이 체인 헤드와의 동기화를 유지하는 데 어려움을 겪는 시점, 그리고 극심한 저장 용량 압박 속에서 클라이언트 구현이 실패하기 시작하는 시점을 파악하기 위해 다양한 시나리오에 대한 스트레스 테스트를 적극적으로 진행하고 있습니다.
자금력이 풍부한 소수의 운영자만이 풀 노드를 운영할 수 있다면, 이더리움의 검열 저항성과 중립성이 약화되기 시작할 것입니다.
상태 비저장 검증은 한 가지 문제를 해결하지만 또 다른 문제를 야기합니다.
이더리움의 장기 로드맵에는 검증자가 전체 상태를 저장하지 않고도 블록을 검증할 수 있는 상태 비저장(statelessness)이 포함되어 있습니다. 이는 검증자의 부담을 크게 줄이고 처리량을 높일 수 있는 가능성을 열어줍니다.
하지만 이는 새로운 질문을 제기합니다. 검증자가 상태를 저장하지 않는다면 누가 저장하는가?
무상태 설계에서는 대부분의 과거 및 현재 상태 블록 생성자, RPC 제공자, MEV 검색자, 블록 탐색기와 같은 전문 운영자에 의해 관리될 가능성이 높습니다. 이러한 집중은 검열, 장애 발생 시 가용성, 규제 또는 외부 압력에 대한 복원력과 관련하여 새로운 위험을 초래합니다.
스테이트리스 합의 팀은 이러한 절충점을 명확히 밝히고 있습니다. 스테이트리스 검증은 확장성을 향상시키지만, 신중하게 설계하지 않으면 이더리움을 인프라 중앙 집중화 방향으로 몰아갈 수 있습니다.
주 정부 비대화 문제를 해결하기 위한 세 가지 제안된 방안
이 문제를 해결하기 위해 이더리움 재단 연구원들은 각각 다른 각도에서 상태 증가를 억제하는 세 가지 상호 보완적인 접근 방식을 제시했습니다.
상태 만료
스테이트 익스피리언스(State Expiry)는 비활성 데이터를 활성 상태에서 제거하는 데 중점을 둡니다. 개발팀은 이더리움 상태의 약 80%가 1년 넘게 변경되지 않았지만 모든 노드가 여전히 이를 저장해야 한다고 추정합니다.
이 모델에서는 비활성 데이터가 활성 데이터 세트에서 만료되지만 암호화 증명을 사용하여 나중에 다시 활성화할 수 있습니다. 두 가지 변형이 연구되고 있습니다. 하나는 사용 빈도가 낮은 항목을 표시하고 만료시킨 후 나중에 다시 활성화할 수 있는 옵션을 제공하는 방식이고, 다른 하나는 데이터를 시대별로 그룹화하여 오래된 시대는 고정하고 최근 데이터는 활성 상태로 유지하는 방식입니다.
목표는 간단합니다. 아무도 사용하지 않는 데이터를 모든 노드가 저장하도록 강요하는 것을 멈추는 것입니다.
주립 기록 보관소
주립 기록 보관소는 자주 접근하는 데이터와 그렇지 않은 데이터를 분리합니다. 자주 접근하는 데이터는 빠르고 제한적으로 유지되는 반면, 오래된 데이터는 역사적 검증을 위해 아카이브 저장소에 보존됩니다.
이러한 접근 방식을 통해 노드 성능은 시간이 지남에 따라 상대적으로 안정적으로 유지되며, 체인이 오래될수록 성능이 저하되지 않습니다. 전체 상태 데이터가 계속 증가하더라도 대부분의 노드에 대한 운영 부담은 관리 가능한 수준으로 유지됩니다.
또한 성능에 최적화된 노드와 기록 및 연구에 최적화된 노드 간의 역할을 더욱 명확히 구분합니다.
부분적 무국적 상태
부분적 무상태화는 노드가 모든 상태를 저장하는 대신 상태의 일부만 저장할 수 있도록 합니다. 지갑과 라이트 클라이언트는 필요한 데이터를 캐시하여 중앙 집중식 RPC 제공자에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
이 모델은 저장 비용을 낮추고 참여 범위를 넓히며 개인 및 소규모 사업자가 막대한 하드웨어 투자 없이도 노드를 운영할 수 있도록 지원합니다.
이 세 가지 접근 방식 모두의 공통 목표는 상태를 성능 병목 현상에서 줄이고, 상태 유지 비용을 낮추고, 서비스를 더 쉽게 제공할 수 있도록 하는 것입니다.
이더리움 재단의 향후 계획
재단은 현재 실질적인 이점을 제공하는 동시에 향후 더욱 야심찬 프로토콜 변경 사항과도 호환되는 솔루션을 우선적으로 추진하고 있습니다. 현재 중점 분야는 아카이브 노드 툴 개선, RPC 인프라 강화, 부분 무상태 노드 실행 간소화 등입니다.
이러한 노력은 의도적으로 실용적인 측면을 고려한 것입니다. 팀은 이러한 조치들이 즉시 유용하고 이더리움의 장기 로드맵과도 호환되기 때문에 선택되었다고 강조했습니다.
개발자, 노드 운영자 및 인프라 팀이 테스트 및 토론에 참여하도록 초대되었습니다. 연구진은 이것이 재단 단독으로 해결할 수 있는 문제가 아니라는 점을 분명히 했습니다.
제안일 뿐, 최종 결정은 아닙니다.
재단은 이 작업이 제안일 뿐, 조직의 통일된 입장을 나타내는 것은 아니라는 점을 강조했습니다. 이더리움 프로토콜 개발에는 다양한 의견이 존재하며, 아직 확정된 단일 경로는 없습니다.
이러한 개방성은 장기적인 프로토콜 방향에 대해 더욱 명확하게 소통하려는 재단의 최근 노력과 일맥상통합니다. 이더리움은 상태 관리 연구와 더불어 레이어 2 네트워크가 단일 체인처럼 느껴지도록 하는 상호 운용성 레이어를 개발하고, 리더십 및 연구 개발 부문 개편을 단행하며, 트레져리 전략을 조정하고, 후사카(Fusaka)를 통해 연 2회 하드포크를 실시하는 등 다양한 노력을 기울이고 있습니다.
이것이 장기적으로 중요한 이유
이더리움 상태 비대화는 크게 주목받는 문제는 아니지만, 이더리움의 탈중앙화라는 약속의 핵심에 놓여 있습니다. 노드 운영 비용이 너무 많이 들거나 복잡해지면, 처리량과 사용성이 향상되더라도 네트워크는 인프라 집중화 방향으로 나아갈 위험이 있습니다.
이더리움 재단의 메시지는 명확합니다. 데이터를 안전하게 저장하고 제공하는 능력을 확장하지 않고 체인만 확장하는 것은 충분하지 않다는 것입니다. 향후 몇 년 동안 이더리움이 상태를 어떻게 관리하느냐에 따라 누가 참여할 수 있는지, 누가 인프라를 통제하는지, 그리고 네트워크가 외부 압력에 얼마나 잘 견딜 수 있는지가 결정될 것입니다.
이 논의는 이제 막 시작되었으며, 여기서 내려지는 결정은 다음 업그레이드 주기 이후에도 오랫동안 영향을 미칠 것입니다.
