왜 레이어 1 블록체인은 확장이 필요한가

이더리움과 비트코인 같은 퍼블릭 블록체인은 모든 노드가 각 블록을 검증하도록 설계돼 신뢰성을 보장하지만 초당 처리량(TPS)을 제한합니다.

수요가 급증하면 제한된 TPS로 인해 네트워크 혼잡, 가스 수수료 상승, 확인 지연이 발생해 일반 사용자와 개발자를 저해할 수 있습니다.

  • 이더리움 약 15‑30 TPS vs. 비자 >24,000 TPS
  • 피크 시 높은 수수료(예: DeFi 급등)
  • 블록 시간 지연이 사용자 경험에 미치는 영향

레이어 2 네트워크란?

레이어 2(L2) 네트워크는 레이어 1(L1) 블록체인 위에 구축된 별도 프로토콜로, 거래를 오프체인에서 처리하고 주기적으로 요약이나 증명을 L1에 제출해 최종 정산합니다.

대부분의 작업이 오프체인에서 이루어지기 때문에 L2는 훨씬 높은 처리량과 낮은 수수료를 제공하면서도 기반 L1의 보안 보장을 이어받습니다.

  • 독립적으로 운영되지만 최종성을 위해 L1에 의존
  • 허가형 또는 허가형이 아닌 형태 가능
  • 대표 프로젝트: Optimism, Arbitrum, zkSync, Polygon

롤업: 가장 인기 있는 레이어 2 설계

롤업은 다수의 거래를 하나의 배치로 묶어(L2) L1에 게시하고, 모든 포함된 거래의 정확성을 검증하는 암호학적 증명을 함께 전송하는 L2 유형입니다.

주요 두 종류가 있습니다: Optimistic Rollups와 Zero‑Knowledge(zk) Rollups. 두 방식 모두 비슷한 확장성을 제공하지만 정확성을 증명하는 방식이 다릅니다.

  • Optimistic Rollups는 거래가 유효하다고 가정하고 사기 증명을 위한 챌린지 기간을 둡니다.
  • zk‑Rollups는 SNARK/STARK와 같은 간결한 증명을 생성해 수학적으로 유효성을 보장합니다.
  • 두 방식 모두 데이터를 L1에 게시해 검열 저항성을 유지합니다.

Optimistic Rollup 작동 방식

사용자가 Optimistic Rollup에 거래를 보내면 L2 운영자는 이를 배치에 기록하고 즉시 롤업 상태를 업데이트합니다. 이후 배치는 L1 스마트 계약에 제출되고, 계약은 사전 정의된 챌린지 윈도우(보통 1‑2주)를 기다립니다.

누구든지 잘못된 거래를 발견하면 사기 증명을 제출할 수 있습니다. 계약은 증명을 검증하고 사기가 확인되면 해당 거래를 되돌리고 챌린저에게 보상을 지급합니다.

  • 구현이 간단하고 기존 EVM 툴링 활용 가능
  • 챌린지 기간으로 최종성 지연
  • Optimism, Arbitrum 등 프로젝트에서 널리 채택

zk‑Rollup 작동 방식

Zero‑knowledge 롤업은 배치 내 모든 거래의 정확성을 증명하는 암호학적 증명(SNARK 또는 STARK)을 생성합니다. 이 증명은 최소량의 데이터와 함께 L1에 게시되고, L1 계약은 즉시 증명을 검증합니다.

유효성이 수학적으로 보장되므로 챌린지 기간이 필요 없습니다. 사용자는 증명이 L1에 수락되는 순간 거래를 최종으로 간주할 수 있습니다.

  • 거의 즉시 최종성
  • 증명 생성에 높은 계산 비용
  • 예시: zkSync, StarkNet, Loopring

롤업 유형 및 기타 L2 솔루션 선택

개발자와 사용자는 트레이드오프를 고려해야 합니다. Optimistic 롤업은 기존 스마트 계약과의 통합이 용이한 반면, zk‑롤업은 더 빠른 최종성과 강력한 프라이버시를 제공하지만 툴링이 복잡합니다.

기타 L2 접근 방식—예: 상태 채널, 사이드체인, 플라즈마—은 게임이나 고빈도 트레이딩 등 특정 사용 사례를 겨냥합니다. 그러나 롤업은 일반 DeFi와 NFT 애플리케이션에 가장 널리 쓰이는 확장 경로가 되었습니다.