2026년 2월 27일, 비탈릭 부테린은 이더리움 리서치에 "새로운 형태의 상태를 만들어 상태를 초고속 확장하기"라는 제목의 장문의 글을 게재했습니다.
이 글에서 비탈릭 부테린은 이더 의 확장 경로를 더욱 자세히 설명합니다. 이 글은 단순히 이더 확장에 대한 기술적인 논의를 넘어, 전체적인 아키텍처 관점에서 단계별 확장 솔루션을 제시하며, 향후 몇 년 동안 이더 지속적인 확장을 위한 기반을 마련하고자 합니다.
그는 X에 대한 트윗도 올려 기사 내용을 더 자세히 설명했습니다. 비탈릭이 새롭게 제안한 확장 솔루션이 무엇이며, 왜 이런 방식을 택했는지 간단하게 이해해 보겠습니다.
실행 리소스 및 데이터 리소스의 단기 및 장기 확장
비탈릭은 긴 게시글의 서두에서 "향후 5년 동안 이더 확장하려면 세 가지 자원을 확장해야 한다"고 지적했습니다.
- 실행 리소스: EVM 계산, 서명 검증 등
- 데이터 리소스: 거래 발신자, 수신자, 서명 등
- 상태 리소스: 계좌 잔액, 코드, 저장 공간
앞의 두 회사는 단기 및 장기 확장 계획을 가지고 있습니다.
실행 리소스의 경우, 블록 접근 목록(BAL), ePBS 및 가스 수수료 재조정을 통해 단기적으로 약 10~30배의 성장을 달성할 수 있으며, 장기적으로는 ZK-EVM을 통해 약 1,000배의 성장을 달성할 수 있습니다. 또한 특정 유형의 연산(서명, SNARK/STARK)의 경우 오프체인 집계를 통해 성능을 약 10,000배까지 향상시킬 수 있습니다.
데이터 리소스의 경우, 단기적으로는 P2P 개선 및 다차원 가스를 통해 약 10~20배의 성장을 달성할 수 있으며, 장기적으로는 Blobs + PeerDAS를 통해 약 500배의 성장을 달성할 수 있습니다.
단기적인 확장 목표는 이더 속도를 향상시키는 데 집중하는 것입니다. 현재 이더 느린 이유는 거래를 순차적으로 검증하는 방식 때문입니다. 거래 중 하나라도 지연되면 전체 검증 과정이 중단됩니다.
따라서 올해 예정된 글램스터담 업그레이드를 통해 블록 액세스 리스트(BAL)와 ePBS가 도입될 예정입니다.
블록 접근 목록을 통해 블록 생성자는 검증자에게 "이 블록의 거래는 이러한 계정과 저장 위치에 접근할 것입니다."라고 미리 알려줄 수 있습니다. 검증자는 이 정보를 바탕으로 하드 드라이브에서 메모리로 데이터를 미리 불러와 준비할 수 있습니다. 그러면 검증자는 거래를 하나씩 순차적으로 검토하는 대신 여러 거래를 동시에 검토할 수 있습니다. 마치 공장 조립 라인과 같습니다. 이전에는 한 명의 작업자가 전체 제품을 담당했지만, 이제는 여러 작업자가 각기 다른 부분을 동시에 처리하는 것과 같은 원리입니다.
ePBS는 블록 패키징과 검증 프로세스를 분리합니다. 블록 생성자는 트랜잭션 패키징을 담당하고, 제안자는 블록 제안을 담당하며, 검증자는 블록 검증을 담당합니다. 각 역할은 특정 작업을 효율적으로 수행하므로, 제안자와 검증자가 이를 검증하여 블록 생성자가 더 많은 트랜잭션을 적극적으로 패키징할 수 있도록 하고 보안에 대한 우려를 해소합니다.
가스 수수료 재조정 및 다차원적 가스 가격 책정을 결합한 방식이 "핵심 전략"으로 볼 수 있습니다. 현재 모든 이더 연산은 동일한 가스 수수료를 사용합니다. 하지만 비탈릭 부테린은 각 연산마다 다른 가스 수수료를 적용해야 한다고 주장합니다.
특히, 새로운 상태 생성(예: 새 계정 생성 또는 새 계약 배포)에는 특별한 "상태 생성 수수료"가 부과되어야 합니다. 이는 새로운 상태 생성 작업이 가장 비용이 많이 드는 작업이기 때문입니다. 이 작업은 계산 자원뿐만 아니라 저장 자원도 소모합니다. 더욱이, 이 비용은 영구적입니다. 한 번 생성된 상태는 계속 유지됩니다.
따라서 비탈릭의 아이디어는 새로운 국가를 만드는 데 드는 비용을 늘리고 일반적인 거래는 더 저렴하게 만드는 것입니다.
이를 구현하는 데 사용되는 방법은 "저장소 메커니즘"입니다. 두 개의 버킷을 상상해 보세요. 하나는 "상태 생성 수수료"를, 다른 하나는 "일반 가스 수수료"를 저장합니다. 컨트랙트들이 서로를 호출할 때, 가스는 두 버킷에서 자동으로 빌려와 혼란을 방지합니다.
일반 사용자의 거래 비용은 "상태 생성 수수료"가 없어지므로 저렴해집니다. 새로운 상태를 생성하려는 개발자는 더 높은 수수료를 지불해야 합니다. 이로 인해 전체 네트워크 용량이 급증하지만, 상태 증가는 제어되어 노드가 하드 드라이브에 과부하가 걸리는 것을 방지합니다.
장기적인 확장 목표는 메인넷 자체를 강화하고 레이어 2에 대한 의존도를 줄이는 것입니다. 여기에는 Blob + PeerDAS 및 ZK-EVM을 사용한 단계적 배포가 포함됩니다.
대용량 파일을 위한 임시 저장 방식인 블롭(Blob)은 현재 주로 레이어 2에서 사용되고 있습니다. 앞으로 이더 메인넷 자체도 데이터 저장을 위해 블롭을 사용할 예정입니다. 하지만 모든 노드가 모든 블롭을 다운로드해야 한다면 네트워크에 과부하가 걸릴 수 있다는 문제가 발생합니다.
바로 이 지점에서 PeerDAS가 빛을 발합니다. 모든 데이터를 다운로드할 필요 없이, 소량의 데이터만 다운로드하면 됩니다. 마치 표본 조사처럼, 모든 사람에게 질문할 필요 없이 소수의 그룹에게만 질문해도 전체 모집단의 상황을 추론할 수 있는 것과 같습니다. 여기에 영지식 증명(ZK proofs)을 결합하면 전체 데이터의 1/16만 다운로드하더라도 데이터 무결성을 확인할 수 있습니다.
다음으로 ZK-EVM의 단계적 도입이 있는데, 이를 통해 블록 검증 시 더 이상 블록 내 모든 트랜잭션을 재실행할 필요가 없어집니다. 노드는 ZK 증명을 신뢰하기만 하면 되므로 검증 비용이 "모든 트랜잭션 실행"에서 "ZK 증명 검증"으로 줄어듭니다.
비탈릭의 계획은 2026년에 일부 노드에서 ZK 검증을 시도하는 것입니다. 2027년까지 더 많은 노드가 ZK 검증을 사용하도록 장려할 예정입니다. 최종적으로 블록이 유효하려면 서로 다른 증명 시스템의 다섯 가지 증명 유형 중 세 가지를 포함해야 합니다. 그는 궁극적으로 모든 노드(인덱스 노드 제외)가 ZK-EVM 증명에 의존하게 될 것으로 예상합니다.
'기적의 치료법' 없이 국가의 역할 범위를 확대하는 것
이제 단기 및 장기 확장 섹션에서 다루지 않았던 "상태 리소스"를 살펴보겠습니다. 단기적으로는 블록 액세스 목록 동기화, P2P 개선 및 데이터베이스 최적화를 통해 5~30배 정도의 성능 향상을 달성할 수 있지만, 장기적으로는 어떨까요?
비탈릭의 대답은 '아니오'였습니다.
이더리움의 상태 리소스는 왜 확장성이 그렇게 떨어질까요? 이더 의 상태는 거대한 데이터베이스와 같습니다. 이 데이터베이스에는 모든 계정의 잔액, 모든 컨트랙트의 코드, 그리고 모든 저장소의 데이터가 저장됩니다.
현재 데이터베이스는 약 100GB로 작은 규모이지만, 만약 규모가 20배로 확장된다면 2TB가 될 것입니다. 더 긴 기간 동안 확장된다면 어떨까요? 8TB까지 늘어날 수도 있겠죠?
문제는 하드 드라이브 용량이 부족한 것이 아니라, 오히려 다음과 같은 점입니다.
- 데이터베이스 효율성에 영향을 미칩니다: 최신 데이터베이스는 머클 트리와 같은 트리 구조를 사용하여 데이터를 구성합니다. 새로운 데이터가 기록될 때마다 전체 트리를 업데이트해야 합니다. 즉, X번의 업데이트가 필요한 경우, 한 번의 업데이트와 한 번의 데이터베이스 작업이 아닌, 데이터베이스 수준에서 X번의 작업이 수행됩니다. 업데이트 횟수가 많을수록 작업량이 늘어나고, 쓰기 속도가 매우 느려집니다.
- 동기화 문제: 이더 네트워크에 새로 참여하는 노드는 새로운 블록을 검증하기 전에 전체 상태를 다운로드해야 합니다. 데이터 크기가 8TB에 달할 경우, 현재 네트워크 속도로는 대부분의 사용자가 이를 다운로드하는 데 매우 오랜 시간이 걸릴 것입니다.
해결책은 있지만, 비탈릭은 모든 해결책에 문제가 있다고 생각합니다.
- "강력한 무상태성": 노드는 전체 상태를 저장할 필요가 없으며, 사용자로부터 머클 증명만 받으면 됩니다. 비탈릭은 이 방식이 중앙 집중식 상태 저장, 동적 저장소 접근으로 인한 트랜잭션 실패, 대역폭 비용 등의 문제점을 안고 있다고 생각합니다.
- "상태 만료": 자주 접근하지 않는 상태는 활성 상태 목록에서 자동으로 제거됩니다. 노드는 최근에 접근한 상태만 저장하면 되므로 저장 공간이 크게 줄어듭니다. 비탈릭 부테린은 새로운 상태를 생성할 때 해당 상태가 "존재한 적이 없다"는 것을 어떻게 증명할 것인가라는 근본적인 "존재론적 문제"가 있다고 생각합니다. 예를 들어, 새 계정을 생성하려면 새 계정 주소가 이더 상에서 이전에 생성된 적이 없다는 것을 증명해야 합니다. 이는 새 계정을 생성할 때마다 10년 치의 과거 데이터를 확인해야 한다는 것을 의미하며, 계정 생성 과정을 복잡하고 비용이 많이 들게 만듭니다.
비탈릭의 궁극적인 접근 방식은 이 두 가지 접근 방식을 결합하여 몇 가지 새로운 형태의 상태를 제안하는 것으로, 이는 이더 상태 리소스 아키텍처에 대한 완전한 변화를 의미합니다.
- 임시 저장소: 자동으로 만료되는 저장소 유형입니다. 예를 들어, 새로운 트리를 생성하고 매달 자동으로 초기화할 수 있습니다. 이 유형의 저장소는 오더북, 유동성 풀, 임시 카운터와 같은 임시 데이터를 저장하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 데이터는 일반적으로 영구적으로 저장할 필요가 없습니다. 한 달 후 기존 주문은 만료되고 새로운 유동성 풀이 생성됩니다.
- 정기 보관: 임시 보관과 유사하지만, 1년과 같이 더 긴 기간 동안 보관하는 것을 의미합니다.
- 접근 제한 저장소: 일부 저장소는 특정 방식으로만 접근할 수 있습니다. 예를 들어, ERC20 토큰의 잔액 특정 인터페이스를 통해서만 접근 가능할 수 있습니다. 이를 통해 시스템은 해당 저장소를 최적화할 수 있습니다.
동시에 기존 상태의 형태는 보존됩니다. 이러한 방식으로 실행 비용은 (ZK-EVM을 통해) 1000배 저렴해질 수 있지만, 새로운 상태를 생성하는 데 드는 비용은 20배 정도만 저렴해질 수 있습니다.
비탈릭은 새로운 상태 형식이 개발자들에게 선택권을 준다고 주장합니다. 기존 상태 형식을 계속 사용하면서 더 높은 수수료를 지불하거나, 애플리케이션을 재설계하여 새로운 상태 형식을 사용하고 더 낮은 수수료를 받는 것입니다. 일반적인 사용 사례(예: ERC20 잔액 및 NFT)의 경우 표준화된 워크플로가 제공되지만, 더 복잡한 사용 사례(예: DeFi)의 경우 개발자는 최적화 방법을 스스로 찾아야 합니다.
이 전략은 상당히 흥미롭고, 개발자들이 창의력을 발휘하여 비용을 절감할 수 있는 반면, 이더 사용자들은 그 혜택을 누릴 수 있음을 시사하는 것 같습니다.
