블록체인 트릴레마: 탈중앙화·보안·확장성은 왜 동시에 어려울까, 비트코인부터 롤업까지 따라가 보는 설계의 줄다리기

위 그림의 노란 공은 블록체인 설계의 무게중심입니다. 한쪽 꼭짓점으로 끌어당기면 다른 두 꼭짓점과는 멀어지죠. 왼쪽 변(탈중앙화+보안)에 가까운 것이 비트코인 같은 전통적 퍼블릭 체인, 아래쪽 변(보안+확장성)에 가까운 것이 소수의 고성능 검증자로 속도를 끌어올린 체인, 오른쪽 변(탈중앙화+확장성)은 참여자는 많고 빠르지만 공격 비용이 낮아 위험한 영역입니다. 이 글의 목표는 이 공이 왜 가운데에 머물기 어려운지를 납득하는 것입니다.

1. 트릴레마라는 말은 어디서 왔을까 🕰️

‘트릴레마(trilemma)’는 원래 세 가지 선택지 가운데 무엇을 골라도 불리함이 따르는 상황을 뜻하는 말입니다. 경제학에도 유명한 예가 있죠. 국제금융의 ‘불가능한 삼위일체(Impossible Trinity)’, 즉 한 나라가 고정환율, 자유로운 자본 이동, 독자적 통화정책 세 가지를 동시에 누릴 수 없다는 명제입니다. 금융을 공부한 분이라면 블록체인 트릴레마가 이 구조와 닮았다는 걸 금방 눈치채실 겁니다.

블록체인 분야에서 이 표현을 널리 퍼뜨린 사람은 이더리움 공동 창시자 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)입니다. 그는 2017년 무렵부터 강연과 글에서 “확장성 트릴레마(scalability trilemma)”라는 틀로, 단순한 블록체인 설계는 탈중앙화·보안·확장성 가운데 두 가지만 달성할 수 있다고 설명해 왔습니다. 특히 2021년 블로그 글 「Why sharding is great: demystifying the technical properties」에서 이 문제를 비교적 엄밀하게 정리했는데요, 이 글의 핵심 논리는 뒤에서 자세히 풀어 보겠습니다.

2. 세 꼭짓점, 정확히 무엇을 말하는가 🔍

트릴레마 논쟁이 자주 엇갈리는 이유는 사람마다 세 단어를 다르게 쓰기 때문입니다. 마케팅 자료에서는 “우리 체인은 초당 수만 건을 처리하면서 탈중앙화도 완벽!”이라고 말하지만, 그 ‘탈중앙화’가 검증자 20명을 뜻하는지, 노트북으로도 검증할 수 있다는 뜻인지에 따라 의미가 전혀 다르죠. 기준부터 맞춰 봅시다.

2-1. 탈중앙화를 숫자로 재는 법

탈중앙화는 감으로 말하기 쉬운 개념이라, 업계에서는 몇 가지 측정 도구를 씁니다.

① 나카모토 계수(Nakamoto Coefficient): 2017년 발라지 스리니바산(Balaji Srinivasan)과 릴랜드 리(Leland Lee)가 제안한 지표로, 시스템을 장악하거나 마비시키기 위해 공모해야 하는 최소 주체 수를 뜻합니다. 예를 들어 상위 3개 채굴 풀이 해시파워의 과반을 차지한다면, 채굴 측면의 나카모토 계수는 3입니다. 숫자가 클수록 탈중앙화 수준이 높다고 봅니다. 다만 이 지표는 측정 대상(채굴, 검증자, 클라이언트 소프트웨어, 노드 호스팅 업체 등)에 따라 값이 크게 달라진다는 한계가 있습니다.

② 노드 운영 비용: 일반인이 풀노드를 돌리는 데 필요한 CPU·메모리·저장공간·대역폭입니다. 비트코인 커뮤니티가 블록 크기 증가에 끈질기게 반대한 이유가 바로 이것이었죠. 검증 비용이 오르면 검증하는 사람이 줄고, 검증자가 줄면 나머지는 그들을 “믿어야” 합니다. 블록체인의 존재 이유인 “믿지 말고 검증하라(Don’t trust, verify)”가 흔들리는 순간입니다.

③ 클라이언트 다양성과 인프라 집중도: 모든 노드가 같은 소프트웨어 하나만 쓰면, 그 소프트웨어의 버그 하나로 네트워크 전체가 멈출 수 있습니다. 또 노드 대부분이 특정 클라우드 업체 위에 있다면, 그 업체의 정책이나 장애가 단일 실패 지점이 됩니다.

2-2. 보안성은 ‘공격 비용’의 문제

블록체인 보안을 말할 때 흔히 떠올리는 것은 해킹이지만, 트릴레마에서의 보안은 주로 합의 계층의 보안을 뜻합니다. 대표적인 위협이 51% 공격이죠. 작업증명 체인에서 공격자가 전체 해시파워의 과반을 확보하면, 자신이 보낸 거래를 포함한 블록들을 비밀리에 더 긴 체인으로 만들어 공개함으로써 기존 거래를 뒤집을 수 있습니다.

이건 이론에만 존재하는 이야기가 아닙니다. 해시파워가 작은 체인에서는 실제로 여러 번 일어났습니다. 이더리움 클래식(ETC)은 2019년 1월과 2020년 8월에 연이어 체인 재구성(reorg) 공격을 받았고, 비트코인 골드(BTG)도 2018년과 2020년에 이중지불 공격을 당했습니다. 공통점은 같은 채굴 알고리즘을 쓰는 더 큰 체인이 있어, 공격자가 해시파워를 비교적 싸게 빌려 올 수 있었다는 점입니다.

지분증명 체인에서는 공격 비용이 ‘스테이킹된 자산’으로 바뀝니다. 이더리움의 경우 거래를 확정(finality)으로부터 되돌리려면 전체 스테이킹 지분의 3분의 1 이상이 규칙을 어겨야 하고, 그렇게 하면 해당 지분이 슬래싱(slashing)으로 몰수될 수 있습니다. 즉 보안성은 “공격하려면 얼마를 태워야 하는가”라는 경제적 질문으로 정리됩니다.

2-3. 확장성은 TPS 하나로 끝나지 않는다

확장성 비교표에 자주 등장하는 TPS는 사실 꽤 까다로운 숫자입니다. 단순 송금 1건과 복잡한 디파이 스왑 1건은 연산량이 전혀 다른데 둘 다 ‘1 트랜잭션’으로 셉니다. 또 “이론상 최대 TPS”와 “메인넷에서 실제로 꾸준히 나오는 TPS”도 다르고, 합의에 참여하는 투표 메시지까지 트랜잭션으로 세는 체인도 있습니다. 그래서 전문가들은 다음 지표를 함께 봅니다.

3. 왜 셋을 동시에 잡기 어려운가: 핵심 원리 ⚙️

자, 이제 보스 스테이지입니다. 트릴레마의 뿌리는 생각보다 단순한 한 문장에 있습니다.

은행 시스템에 비유해 볼까요? 일반 은행은 거래 하나를 은행 서버 한 곳(실제로는 백업 포함 몇 곳)이 처리합니다. 그런데 블록체인은 전 세계 수천~수만 개 노드가 같은 거래를 각자 다시 계산해 봅니다. 이게 바로 신뢰 없이도 장부가 맞는 이유지만, 동시에 처리 능력의 천장이 생기는 이유이기도 합니다. 네트워크 전체의 처리량이 가장 느린 축에 속하는 ‘일반 노드’의 성능에 묶여 버리니까요.

3-1. 비탈릭의 ‘O(c)’ 설명

부테린은 이 구조를 이렇게 정리했습니다. 노드 하나가 감당할 수 있는 연산·대역폭 자원을 c라고 해 봅시다.

그리고 그는 트릴레마를 ‘풀었다’고 말할 수 있는 조건을 이렇게 제시했습니다. 각 노드는 c 수준의 자원만 쓰면서, 체인 전체는 c보다 훨씬 많은 거래를 처리하고, 보안은 전체 참여자 규모에 비례해야 한다. 뒤에서 볼 샤딩, 롤업, 데이터 가용성 샘플링은 모두 이 조건을 겨냥한 기술입니다. 핵심 아이디어는 “모든 노드가 모든 걸 다시 계산하지 않아도 정확성을 확신할 수 있는 방법”을 찾는 것이죠.

3-2. 블록을 키우면 무슨 일이 생길까

“그냥 블록을 크게, 자주 만들면 되잖아?”라는 질문은 아주 자연스럽습니다. 실제로 많은 체인이 이 방법을 썼고요. 하지만 블록이 커질수록 여러 부작용이 연쇄적으로 나타납니다.

첫째, 전파 지연. 큰 블록은 네트워크 전체에 퍼지는 데 오래 걸립니다. 블록이 다 퍼지기 전에 다른 채굴자가 같은 높이의 블록을 찾으면 경쟁 블록이 생기고, 둘 중 하나는 버려집니다(작업증명에서는 ‘고아 블록’ 또는 ‘스테일 블록’). 버려진 블록에 쓴 해시파워는 보안에 기여하지 못하니, 사실상 보안이 새는 셈입니다.

둘째, 대형 채굴자 쏠림. 전파가 느려지면 네트워크 연결이 좋고 해시파워가 큰 주체가 유리해집니다. 자기가 만든 블록은 자기에게 즉시 도달하니까요. 이 구조적 이점이 쌓이면 채굴이 더 소수에 집중됩니다. 학계에서는 이와 관련해 이기적 채굴(selfish mining) 연구가 진행되었는데, 2013년 에얄(Eyal)과 시러(Sirer)의 논문은 일정 조건에서 과반에 못 미치는 해시파워로도 정직한 채굴보다 많은 보상을 얻을 수 있음을 보였습니다.

셋째, 노드 운영 비용 상승. 블록이 커지면 저장공간, 대역폭, 검증 시간이 함께 늘어납니다. 특히 ‘상태(state)’는 한 번 생기면 잘 줄지 않아서, 장기적으로 노드를 무겁게 만드는 주범이 됩니다.

3-3. 합의 알고리즘의 통신 비용

지분증명 체인 중 상당수는 PBFT·텐더민트(Tendermint) 같은 비잔틴 장애 허용(BFT) 계열 합의를 씁니다. BFT 합의는 빠른 최종성을 주는 대신 대가가 있습니다. 전체 검증자 n명 중 악의적 참여자가 n/3 미만이어야 안전하고, 고전적인 PBFT는 검증자들이 서로 메시지를 주고받아야 하므로 통신량이 대략 n의 제곱에 비례해 늘어납니다. 검증자 수를 늘리면 탈중앙화는 좋아지지만 합의가 느려지고, 줄이면 빨라지지만 소수 집중이 됩니다. 여기서도 트릴레마가 그대로 재현되죠.

이 문제를 줄이려고 서명 집계(BLS 서명), 위원회(committee) 방식, 파이프라인 합의 같은 기법이 개발되었습니다. 이더리움은 수십만~백만 단위의 검증자 키를 다루기 위해 검증자를 슬롯마다 위원회로 나누고 BLS 서명을 집계하는 방식을 씁니다. 대신 블록이 즉시 확정되지 않고, 확정까지 약 두 에포크(약 12.8분)가 걸리는 구조를 택했습니다.

4. 사례 ① 비트코인: 탈중앙화와 보안에 올인한 선택 🟠

비트코인은 트릴레마 삼각형에서 가장 뚜렷하게 탈중앙화·보안 쪽에 무게를 둔 체인입니다. 평균 블록 간격 약 10분, 블록 용량 제한, 단순한 스크립트 언어는 모두 “누구나 검증할 수 있게”라는 원칙에서 나온 선택입니다. 그 결과 처리량은 흔히 초당 약 7건 수준으로 언급되며, 실제 수치는 거래 크기와 구성에 따라 그보다 낮을 때가 많습니다.

4-1. 블록 크기 전쟁(The Block Size War)

트릴레마가 교과서 속 개념이 아니라 실제 공동체를 둘로 쪼갤 만큼 무거운 문제라는 걸 보여준 사건이 바로 2015~2017년의 블록 크기 전쟁입니다.

세그윗은 서명 데이터(witness)를 거래 본문과 분리하고, 블록 제한을 ‘크기’ 대신 블록 웨이트(최대 400만 웨이트 단위)로 바꾼 업그레이드입니다. 서명 데이터에 할인을 주는 계산 방식 덕분에 실질 블록 용량이 늘어 블록이 1MB를 넘을 수 있게 되었고, 거래 가변성(malleability) 문제도 해결해 라이트닝 네트워크 같은 2계층 기술의 기반이 되었습니다.

4-2. 라이트닝 네트워크: 계층으로 푸는 해법

라이트닝 네트워크는 두 사람이 온체인에 ‘결제 채널’을 열어 두고, 그 안에서는 블록체인에 기록하지 않은 채 잔액을 서로 주고받다가 채널을 닫을 때만 최종 결과를 온체인에 정산하는 방식입니다. 2016년 조셉 푼(Joseph Poon)과 타데우스 드라이야(Thaddeus Dryja)의 백서에서 제안되었죠.

카페 외상 장부를 떠올리면 쉽습니다. 단골손님이 매일 커피를 마실 때마다 계좌이체를 하는 대신, 장부에 적어 두었다가 월말에 한 번 정산하는 거죠. 다만 라이트닝의 장부는 양쪽이 서명한 거래로 만들어져, 한쪽이 옛날 장부를 내밀며 사기를 치려 하면 상대방이 이를 반박해 벌칙을 줄 수 있습니다.

대신 새로운 트레이드오프가 생깁니다. 채널 용량(유동성)을 미리 묶어 둬야 하고, 결제를 받으려면 수신 측 유동성이 필요하며, 사기를 막으려면 사용자 또는 대리인(워치타워)이 주기적으로 온라인이어야 합니다. 그리고 많은 사용자가 편의를 위해 수탁형 지갑을 쓰면서 ‘탈중앙화된 결제’라는 이상과 현실 사이에 간극이 생기기도 했습니다.

5. 사례 ② 이더리움: 롤업 중심 로드맵으로의 대전환 🔷

이더리움은 스마트 컨트랙트 플랫폼이라 트릴레마의 압력이 더 컸습니다. 2017년 크립토키티(CryptoKitties) 열풍 때 네트워크가 혼잡해졌고, 2020~2021년 디파이와 NFT 붐 때는 거래 한 건에 수십 달러의 수수료가 드는 일이 흔했습니다. 그래도 이더리움은 블록 가스 한도를 무리하게 키우는 대신, 노드 부담을 지키면서 확장하는 길을 택했습니다.

5-1. 실행 샤딩에서 롤업 중심으로

초기 이더리움 2.0 계획에는 체인을 64개 샤드로 나눠 각 샤드가 거래를 실행하는 실행 샤딩 구상이 있었습니다. 그런데 2020년 10월 부테린이 「A rollup-centric ethereum roadmap」을 발표하면서 방향이 바뀌었습니다. 거래 실행은 레이어2 롤업에 맡기고, 이더리움 메인넷(L1)은 정산과 데이터 가용성(Data Availability)을 제공하는 기반층에 집중하자는 것이었죠.

비유하자면, 이더리움은 모든 손님의 음식을 직접 요리하는 식당에서, 푸드코트의 건물주이자 위생 감독관으로 역할을 바꾼 셈입니다. 요리(실행)는 입점한 가게(롤업)가 하고, 건물주는 각 가게의 장부를 공개 게시판에 걸어 두게 하며 문제가 생기면 판정을 내립니다.

5-2. 덴쿤과 EIP-4844: ‘블롭’의 등장

롤업이 싸지려면 L1에 데이터를 올리는 비용이 싸야 합니다. 2024년 3월 13일 활성화된 덴쿤(Dencun) 업그레이드의 핵심인 EIP-4844(프로토-댕크샤딩)는 롤업 전용 데이터 공간인 블롭(blob)을 도입했습니다.

덴쿤 이후 주요 롤업의 거래 수수료는 크게 낮아졌습니다. 이어 2025년 5월 펙트라(Pectra) 업그레이드에서 EIP-7691로 블롭 목표·최대치가 각각 6개·9개로 늘었고, 검증자당 최대 유효 잔고를 32 ETH에서 2,048 ETH로 늘린 EIP-7251도 포함되었습니다. 그 뒤 이더리움은 노드가 블롭 전체를 내려받지 않고 일부만 확인하는 PeerDAS를 담은 후속 업그레이드(푸사카, Fusaka)를 진행하며 데이터 용량을 더 늘리는 방향으로 나아가고 있습니다.

6. 사례 ③ 고성능 L1: 확장성을 앞세운 선택 ⚡

삼각형의 아래쪽 변, 즉 보안+확장성에 가까운 체인들도 있습니다. 이들은 “검증자 하드웨어 요구 수준을 높이거나 검증자 수를 제한하면, 단일 체인에서도 높은 처리량을 얻을 수 있다”는 철학을 따릅니다. 이 선택이 틀렸다고 단정할 수는 없습니다. 무어의 법칙과 네트워크 대역폭 발전이 계속되면 ‘고성능 노드’의 문턱도 점점 낮아질 수 있다는 논리도 있으니까요.

6-1. 솔라나

솔라나는 약 400밀리초의 슬롯 시간, 시간 순서를 암호학적으로 기록하는 역사증명(Proof of History), 병렬 실행 엔진(Sealevel) 등으로 높은 처리량을 추구합니다. 그 대신 검증자에게 요구하는 하드웨어 사양이 높은 편입니다. 공식 문서의 권장 사양은 고성능 다중 코어 CPU, 수백 GB 규모의 메모리, 고속 NVMe 저장장치, 넉넉한 대역폭 수준으로, 일반 가정용 PC로 돌리기는 어렵습니다.

솔라나는 여러 차례 네트워크 장애도 겪었습니다. 2021년 9월에는 봇 트래픽 폭주로 약 17시간 동안 블록 생성이 멈췄고, 2022년에도 몇 차례 중단이 있었으며, 2024년 2월에는 약 5시간 동안 블록 생산이 중단되었습니다. 이후 수수료 시장 개선, QUIC 프로토콜 도입, 독립 검증자 클라이언트(파이어댄서, Firedancer) 개발 등으로 안정성을 보완해 왔습니다. 극단적인 성능 최적화가 가용성(liveness)이라는 또 다른 보안 축에 압력을 줄 수 있음을 보여준 사례입니다.

6-2. 위임 지분증명(DPoS)과 소수 검증자 체인

2018년 출범한 EOS는 토큰 보유자가 투표로 뽑은 21개 블록 생산자(BP)가 블록을 만드는 위임 지분증명 방식을 택해 빠른 처리 속도를 내세웠습니다. 그러나 투표 담합, 거래소의 위임 투표 영향력 등 거버넌스 측면의 중앙화 논란이 꾸준히 제기되었습니다. 바이낸스 스마트 체인(현 BNB 스마트 체인)도 출범 당시 21개의 활성 검증자 구조로 시작해, 높은 처리량과 낮은 수수료를 얻는 대신 소수 검증자 구조에 대한 지적을 받았습니다.

표의 분류는 이해를 돕기 위한 단순화이며, 각 체인은 꾸준히 업그레이드되므로 구체적인 위치는 시간에 따라 변합니다. 중요한 건 “어느 체인이 정답이냐”가 아니라, 각 체인이 무엇을 우선순위로 두고 무엇을 감수했는지를 읽어 내는 눈입니다.

7. 트릴레마를 넘기 위한 무기들 🛠️

이제 공략집의 핵심입니다. 업계가 개발한 해법들은 크게 보면 한 가지 질문에 대한 답들입니다. “모든 노드가 모든 걸 다시 계산하지 않고도, 결과가 옳다고 확신하려면?”

7-1. 레이어2 롤업: 실행은 밖에서, 보안은 안에서

롤업(Rollup)은 거래 실행을 L1 밖에서 처리하고, 거래 데이터(또는 상태 변화 데이터)와 결과를 압축해 L1에 올리는 구조입니다. 핵심은 데이터가 L1에 공개되어 있으므로, 롤업 운영자가 사라지거나 악의적으로 굴어도 누구나 그 데이터로 상태를 재구성할 수 있다는 점입니다. 롤업은 정확성을 증명하는 방식에 따라 두 갈래로 나뉩니다.

롤업이 트릴레마 관점에서 영리한 이유는 이겁니다. L1 노드들은 롤업 안의 거래를 하나하나 다시 실행하지 않습니다. 대신 압축된 데이터가 공개되었는지, 그리고 사기 증명 또는 유효성 증명이 맞는지만 확인합니다. 일반 노드의 부담(c)은 크게 늘지 않는데, 전체 시스템의 처리량은 c를 훨씬 넘어서게 되는 거죠. 앞서 본 부테린의 ‘트릴레마 해결 조건’에 정면으로 다가가는 방식입니다.

7-2. 데이터 가용성 문제와 DAS

롤업이 안전하려면 데이터가 실제로 공개되어 있어야 합니다. 블록 생산자가 블록 헤더만 공개하고 실제 데이터는 숨긴다면, 아무도 사기를 증명할 수 없습니다. 이를 데이터 가용성(Data Availability) 문제라고 합니다.

그렇다고 모든 노드가 모든 데이터를 내려받으면 다시 처리량이 c에 묶이겠죠. 여기서 등장하는 기술이 데이터 가용성 샘플링(DAS)입니다. 원리를 단계별로 보면 이렇습니다.

DAS의 아름다움은 참여 노드가 많을수록 더 많은 데이터를 안전하게 다룰 수 있다는 점입니다. 전통적 블록체인에서는 노드가 많아져도 처리량이 그대로였는데, DAS 기반 구조에서는 노드들이 분담해서 샘플을 확인하므로 규모의 효과가 생깁니다. 이더리움의 PeerDAS, 그리고 데이터 가용성 전용 체인인 셀레스티아(Celestia)가 이 원리를 활용합니다.

7-3. 모듈러 블록체인: 역할을 나누는 설계

블록체인의 기능은 크게 네 가지로 나눌 수 있습니다. 실행(Execution), 정산(Settlement), 합의(Consensus), 데이터 가용성(DA). 하나의 체인이 이 모두를 처리하는 방식을 ‘모놀리식(monolithic)’, 기능을 여러 계층으로 나눠 전문화하는 방식을 ‘모듈러(modular)’라고 부릅니다.

7-4. 샤딩: 장부를 여러 권으로

샤딩(Sharding)은 데이터베이스 분야에서 온 개념으로, 데이터를 여러 조각(샤드)으로 나눠 각 노드 그룹이 일부만 담당하게 하는 방식입니다. 앞서 본 ‘다중 체인 분할’과 다른 점은, 샤딩에서는 검증자를 무작위로 샤드에 배정하고 주기적으로 섞기 때문에 공격자가 특정 샤드만 노려 장악하기 어렵다는 것입니다. 전체 검증자 풀의 보안을 모든 샤드가 공유하는 거죠.

니어(NEAR)의 나이트셰이드(Nightshade), 폴카닷(Polkadot)의 공유 보안 구조, 그리고 이더리움의 댕크샤딩(데이터 샤딩) 구상이 이 계열에 속합니다. 다만 샤드 간 통신이 비동기적이라 앱 개발이 복잡해지고, 샤드 간 거래의 원자성(한꺼번에 성공하거나 한꺼번에 실패하는 성질)을 보장하기 어렵다는 과제가 남습니다.

7-5. 무상태성과 경량 검증

노드 부담 중 가장 끈질긴 것이 ‘상태’라고 했죠. 이더리움 연구 커뮤니티는 무상태 클라이언트(Stateless Client)를 장기 과제로 연구하고 있습니다. 블록과 함께 해당 블록 검증에 필요한 상태 데이터와 그 증명(witness)을 함께 전달하면, 노드는 전체 상태를 저장하지 않고도 블록을 검증할 수 있습니다. 이를 위해 증명 크기를 줄이는 버클 트리(Verkle Tree)나 해시 기반 대안 구조가 논의되어 왔습니다.

더 나아가 블록 실행 자체를 영지식 증명으로 검증하는 zkEVM 기반 L1 검증도 연구되고 있습니다. 이 방향이 현실화되면 스마트폰 같은 가벼운 기기도 증명 하나만 확인해 블록의 정당성을 검증할 수 있게 됩니다. 검증 비용(c)을 극단적으로 낮추는 방식으로 트릴레마의 탈중앙화 꼭짓점을 지키려는 시도인 셈입니다.

7-6. 제안자-빌더 분리(PBS): 무거운 일과 가벼운 일을 나누기

블록을 효율적으로 구성하는 작업(어떤 거래를 어떤 순서로 넣을지 최적화하는 일)은 점점 전문화되었습니다. 특히 거래 순서를 조정해 이익을 얻는 MEV(최대 추출 가능 가치) 경쟁이 커지면서, 이 작업을 잘하는 소수가 유리해졌죠. 이더리움 생태계에서는 블록을 ‘만드는(build)’ 역할과 ‘제안하는(propose)’ 역할을 나누는 제안자-빌더 분리(PBS)가 MEV-Boost 같은 외부 소프트웨어 형태로 널리 쓰이고 있습니다.

이 설계의 철학은 “무거운 일은 전문가에게 맡겨도 되지만, 그 결과를 검증하고 선택하는 일은 누구나 할 수 있어야 한다”는 것입니다. 다만 빌더 시장 자체의 집중, 릴레이(중계자)에 대한 신뢰 문제, 검열 가능성 등 새로운 과제가 생겼고, 이를 프로토콜 차원으로 끌어들이는 방안(ePBS)과 검열 저항 장치(포함 목록, inclusion lists)가 연구되고 있습니다.

8. 트릴레마는 사라지지 않는다, 자리를 옮길 뿐 🔄

여기까지 오면 “그럼 롤업과 DAS로 트릴레마는 해결된 거네?”라고 생각하기 쉽습니다. 하지만 노련한 플레이어라면 알죠. 보스를 쓰러뜨리면 다음 스테이지가 열린다는 걸요. 트릴레마의 압력은 사라지지 않고 다른 계층으로 옮겨 갑니다.

8-1. 시퀀서 중앙화

현재 상당수 롤업은 거래 순서를 정하는 시퀀서를 운영 주체 하나가 맡고 있습니다. 이 시퀀서가 멈추면 롤업이 일시적으로 거래를 처리하지 못하거나, 특정 거래를 검열할 수 있습니다. 물론 잘 설계된 롤업은 L1을 통해 거래를 강제로 포함시키는 장치(forced inclusion)나 탈출 경로를 제공해 최종적인 자산 안전을 보장하려 하지만, 그 장치가 얼마나 성숙했는지는 롤업마다 다릅니다.

8-2. 롤업의 성숙도 단계

롤업 분석 사이트 L2BEAT는 롤업의 탈중앙화 성숙도를 스테이지 0, 1, 2로 구분합니다. 대략적으로 보면 스테이지 0은 운영자가 사실상 큰 권한(업그레이드·자금 통제)을 갖는 ‘보조바퀴’ 단계, 스테이지 1은 작동하는 증명 시스템이 있지만 보안 위원회가 비상시 개입할 수 있는 단계, 스테이지 2는 증명 시스템이 완전히 작동하고 위원회 개입이 버그 대응 등 매우 제한적인 경우로 좁혀진 단계입니다. 부테린도 롤업이 스테이지 1 이상으로 나아가는 것이 생태계의 중요한 과제라고 여러 차례 언급했습니다.

8-3. 브리지: 트릴레마의 가장 약한 고리

체인과 레이어가 많아지면 그 사이를 잇는 크로스체인 브리지가 필요합니다. 그리고 역사적으로 이 브리지가 가장 큰 해킹 피해를 낳았습니다. 2022년 3월 로닌(Ronin) 브리지는 9개 검증자 키 중 5개가 탈취되어 약 6억 2천만 달러 규모의 자산(약 17만 3,600 ETH와 2,550만 USDC)이 유출되었습니다. 같은 해 2월 웜홀(Wormhole)은 서명 검증 취약점으로 약 12만 wETH(당시 약 3억 2천만 달러 규모)를 잃었습니다.

로닌 사례는 트릴레마를 아주 선명하게 보여줍니다. 소수의 검증자로 빠르고 저렴하게 운영했지만(확장성), 그 소수가 바로 공격 표면이 되었죠(보안·탈중앙화 희생). 확장 문제를 레이어 밖으로 밀어낸다고 해서 트레이드오프가 사라지는 게 아니라, 가장 약한 연결 지점에서 다시 터져 나올 수 있다는 교훈입니다.

8-4. 유동성과 사용자 경험의 파편화

롤업이 수십 개로 늘어나면서 새로운 고민이 생겼습니다. 같은 이더리움 생태계 안에서도 자산과 유동성이 여러 L2에 흩어지고, 사용자는 “지금 내 토큰이 어느 체인에 있지?”를 고민해야 합니다. 이를 해결하려는 체인 추상화, 공유 시퀀싱, 인터롭(상호운용) 표준 연구가 진행 중입니다. 트릴레마의 네 번째 꼭짓점처럼 조합성(composability)과 사용성이 새로운 축으로 떠오른 셈입니다.

9. 금융·핀테크의 시선으로 본 트릴레마 🏦

블록체인 트릴레마는 기술자만의 고민이 아닙니다. 금융 인프라를 설계하는 사람, 디지털 자산에 투자하는 사람, 핀테크 서비스를 기획하는 사람 모두에게 실질적인 의사결정 문제입니다.

9-1. 기존 결제망과의 비교, 공정하게 하기

블록체인을 비자(Visa) 같은 카드 결제망과 TPS로 비교하는 장면을 자주 봅니다. 비자는 자사 네트워크가 초당 수만 건의 거래를 처리할 수 있는 용량을 갖추고 있다고 밝혀 왔죠. 그러나 이 비교는 사과와 오렌지를 비교하는 것에 가깝습니다.

즉 블록체인의 느림은 단순한 기술 낙후가 아니라 “중앙 운영자 없이도 정산의 최종성을 보장한다”는 기능의 가격입니다. 금융에서 신뢰는 공짜가 아니며, 블록체인은 그 비용을 ‘중개 기관 수수료’ 대신 ‘연산·저장·통신 비용’의 형태로 지불하는 셈입니다.

9-2. 허가형 블록체인과 CBDC: 탈중앙화를 의식적으로 포기하기

은행 컨소시엄이나 기업이 쓰는 허가형(permissioned) 블록체인, 예를 들어 하이퍼레저 패브릭(Hyperledger Fabric)이나 R3 코다(Corda) 같은 플랫폼은 참여자를 사전에 승인된 기관으로 한정합니다. 서로 신원을 알고 법적 계약으로 묶여 있으니, 익명 공격자를 막기 위한 무거운 합의가 필요 없고 높은 처리량과 개인정보 보호를 얻기 쉽습니다. 트릴레마 관점에서는 탈중앙화를 의도적으로 내려놓고 보안(기관 신뢰 기반)과 확장성을 택한 설계입니다.

각국 중앙은행이 연구하는 중앙은행 디지털화폐(CBDC)도 대부분 이런 성격입니다. 한국은행도 CBDC 모의실험을 거쳐 예금 토큰 활용 실험(이른바 ‘프로젝트 한강’) 등을 추진해 왔는데, 이런 시스템은 중앙은행이 통제권을 갖는 것이 전제입니다. 퍼블릭 블록체인과 목표가 다르기 때문에, “CBDC가 빠르니 비트코인보다 우월하다”는 식의 비교는 적절하지 않습니다. 해결하려는 문제 자체가 다르니까요.

9-3. 스테이블코인과 실물자산 토큰화

스테이블코인과 실물자산(RWA) 토큰화가 커지면서, 발행사들은 어느 체인 위에 자산을 올릴지 결정해야 합니다. 낮은 수수료가 중요하면 고성능 체인이나 L2를, 결제 최종성과 검열 저항이 중요하면 보안이 검증된 L1을 선호하는 식이죠. 실제로 많은 스테이블코인이 여러 체인에 동시에 발행되는 ‘멀티체인 전략’을 쓰는데, 이 역시 하나의 체인이 모든 꼭짓점을 만족시키지 못하는 현실을 반영합니다.

흥미로운 점은, 이런 금융 자산은 발행사가 동결 기능 같은 관리 권한을 갖는 경우가 많다는 것입니다. 즉 체인이 아무리 탈중앙화되어 있어도, 그 위의 자산은 중앙화된 통제를 받을 수 있습니다. 탈중앙화는 체인 한 층만 보고 판단할 수 없고, 자산·애플리케이션·인프라 전 계층을 함께 봐야 한다는 점을 기억해 두세요.

9-4. 투자자를 위한 트릴레마 독해법

새로운 프로젝트가 “트릴레마를 해결했다”고 주장할 때, 다음 체크리스트로 차분히 살펴보면 과장 광고를 걸러 내는 데 도움이 됩니다.

이런 분석은 혼자 하기 버거울 수 있습니다. 백서 번역, 온체인 데이터 분석, 스마트 컨트랙트 감사 같은 전문 영역은 경험 있는 사람의 도움을 받는 것도 방법입니다. 재능넷 같은 재능 공유 플랫폼에서는 블록체인 개발, 데이터 분석, 기술 문서 번역 등 다양한 전문가의 재능을 찾아볼 수 있어, 프로젝트 검토나 학습에 필요한 도움을 구하는 통로가 될 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문, 오해와 진실 🙋

11. 한눈에 정리하는 트릴레마 공략 지도 🗺️

12. 맺음말: 트릴레마는 ‘제약’이자 ‘나침반’ 🧭

블록체인 트릴레마를 깊이 들여다보면, 그것이 단순히 “안 된다”는 선언이 아니라는 걸 알게 됩니다. 오히려 설계자에게 무엇을 지키고 무엇을 양보할지 물어보는 나침반에 가깝습니다. 비트코인은 검증 가능성이라는 원칙을 지키기 위해 처리량을 양보했고, 고성능 체인은 사용자 경험을 위해 노드 문턱을 올렸으며, 이더리움은 계층 분리와 암호학으로 그 사이의 길을 개척하고 있습니다.

그리고 이 줄다리기의 역사는 기술 발전의 역사이기도 합니다. 세그윗과 라이트닝, 롤업과 블롭, 데이터 가용성 샘플링과 영지식 증명은 모두 “셋 중 둘”이라는 벽을 조금씩 밀어낸 결과물입니다. 벽은 완전히 사라지지 않았지만, 그 벽이 서 있는 위치는 분명 예전보다 훨씬 바깥으로 옮겨졌습니다.

다음에 누군가 “우리 체인은 트릴레마를 해결했어요!”라고 말한다면, 이제는 웃으며 되물을 수 있겠죠. “좋아요. 그럼 무엇을 어디로 옮기셨나요?” 이 질문 하나가 화려한 숫자 뒤에 숨은 진짜 설계를 읽어 내는 열쇠가 되어 줄 겁니다. 블록체인과 핀테크를 더 깊이 공부하고 싶은 분이라면, 재능넷 지식인의 숲에서 다른 주제들도 함께 탐험해 보세요. 🌲

참고 자료