이더리움 확장성 솔루션의 양대 산맥 중 하나인 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup)에 대해 이야기하고자 한다. 이더리움의 고질적인 느린 속도와 높은 수수료 문제를 해결하기 위해 등장한 롤업 기술은 블록체인 생태계를 혁신했다. 그중에서도 옵티미스틱 롤업은 아비트럼(Arbitrum)과 옵티미즘(Optimism)을 중심으로 빠르게 시장을 장악하며 레이어 2 시대를 열었다. 하지만 최근 영지식증명(Zero-Knowledge Proof) 기술을 활용한 ZK 롤업(ZK Rollup)이 '수학적 확실성'이라는 강력한 무기를 앞세워 급부상하면서, 옵티미스틱 롤업은 새로운 도전 과제에 직면했다. 이 글을 통해 옵티미스틱 롤업이 왜 필요한지, 어떤 한계가 있는지, 그리고 ZK 롤업에 맞서 어떻게 기술을 발전시키며 미래를 모색하고 있는지 심층적으로 분석하고자 한다.
1. 옵티미스틱 롤업의 원리: '일단 믿고 보자'는 전략
옵티미스틱 롤업은 그 이름처럼 '낙관적(Optimistic)'인 가정을 기반으로 작동한다. 이는 레이어 2에서 처리된 모든 트랜잭션이 기본적으로 유효하다고 가정하고, 그 결과 데이터만 이더리움 메인넷(레이어 1)에 압축하여 제출하는 방식이다. 이는 마치 여러 명의 학생이 복잡한 수학 문제를 풀고 답만 선생님에게 제출하는 것과 같다. 선생님은 모든 답이 맞다고 가정하고, 의심스러운 답만 검토한다.
이 방식은 다음과 같은 핵심 기술에 의존한다.
- 트랜잭션 압축: 수많은 레이어 2 트랜잭션을 하나의 '묶음(Batch)'으로 만들어 레이어 1에 제출함으로써 데이터 저장 비용을 대폭 절감한다.
- 부정 증명(Fraud Proof): 옵티미스틱 롤업의 가장 중요한 특징이다. 만약 누군가 악의적인 트랜잭션을 제출했다고 의심되면, 다른 참여자가 '부정 증명'을 제출하여 해당 트랜잭션이 무효임을 증명할 수 있다. 부정 증명이 성공적으로 제출되면, 악의적인 행위자의 자산은 몰수(Slashing) 당한다.
2. 옵티미스틱 롤업의 명과 암: 7일 출금 지연이라는 약점
옵티미스틱 롤업은 이더리움의 확장성 문제를 획기적으로 해결했다. 아비트럼과 옵티미즘은 이더리움과 완벽하게 호환되며, 개발자들이 기존의 도구를 그대로 사용하여 dApp을 쉽게 배포할 수 있도록 지원했다. 이 덕분에 수많은 디파이(DeFi)와 NFT 프로젝트들이 빠르게 레이어 2로 이전했다.
하지만 옵티미스틱 롤업에는 다음과 같은 치명적인 한계가 존재한다.
- 7일 출금 지연(Withdrawal Delay): 부정 증명을 제출할 수 있는 충분한 시간을 확보하기 위해, 레이어 2에서 레이어 1로 자산을 출금할 때 약 7일의 대기 기간이 필요하다. 이는 사용자 경험을 저해하는 가장 큰 약점이다.
- 보안의 가정: 옵티미스틱 롤업의 보안은 **‘최소한 한 명의 정직한 검증자가 존재한다’**는 가정에 의존한다. 만약 검증자들이 담합하거나, 부정 행위를 포착하지 못할 경우 보안이 무너질 수 있다.
3. ZK 롤업의 부상: 수학적 확실성이라는 강력한 무기
최근 ZK 롤업이 빠르게 부상하면서 옵티미스틱 롤업을 위협하고 있다. ZK 롤업은 영지식증명(ZK-Proof)을 사용하여 모든 트랜잭션이 유효하다는 것을 수학적으로 증명한다.
- 즉각적인 결제 완결성: ZK 롤업은 부정 증명 기간이 필요 없어, 레이어 2에서 레이어 1로의 출금 시간이 단축된다.
- 강력한 보안: ZK 롤업의 보안은 수학적 원리에 기반하기 때문에, 이론적으로는 옵티미스틱 롤업보다 더 강력한 신뢰를 제공한다.
ZK 롤업은 ‘수학적 확실성’을 앞세워 옵티미스틱 롤업의 가장 큰 약점인 ‘신뢰 가정’을 공격하고 있다.
4. 옵티미스틱 롤업의 반격: 기술적 진화와 미래 전략
ZK 롤업의 도전에 직면한 아비트럼과 옵티미즘은 멈춰 있지 않고, 그들의 기술적 강점을 활용하여 혁신을 거듭하고 있다.
4.1. 아비트럼(Arbitrum)의 도전:
아비트럼은 다단계 부정 증명(Multi-round Fraud Proof)을 통해 효율성을 높였다. 기존에는 악의적인 트랜잭션의 모든 연산을 재실행해야 했지만, 아비트럼은 문제가 되는 특정 부분만 찾아내 재실행함으로써 불필요한 연산을 줄인다. 또한, 아비트럼은 아비트럼 니트로(Arbitrum Nitro)와 같은 지속적인 업그레이드를 통해 트랜잭션 처리량을 늘리고 비용을 절감하고자 한다.
4.2. 옵티미즘(Optimism)의 전략:
옵티미즘은 단순한 기술적 개선을 넘어, OP 스택(OP Stack)이라는 모듈형 블록체인 개발 프레임워크를 제시했다. 이는 개발자들이 이더리움과 호환되는 롤업을 쉽게 구축할 수 있도록 돕는다. 코인베이스(Coinbase)의 베이스(Base)와 같은 대형 프로젝트가 OP 스택을 채택하면서, 옵티미즘은 하나의 롤업을 넘어 롤업 생태계의 중심이 되는 것을 목표로 한다. 이는 ‘네트워크 효과’를 통해 ZK 롤업과 경쟁하려는 전략이다.
5. 병렬 처리 도입과 궁극적인 롤업의 미래
옵티미스틱 롤업은 ZK 롤업과의 경쟁에서 살아남기 위해 병렬 처리(Parallel Processing) 기술을 도입하고자 한다. 기존 롤업은 트랜잭션을 순서대로 처리하는 직렬 방식을 사용했는데, 이는 속도 개선에 한계가 있다.
- 기술적 접근: 아비트럼과 옵티미즘은 서로 충돌하지 않는 트랜잭션들을 찾아내 동시에 처리하는 병렬 실행 환경을 구축하고 있다. 이는 블록체인의 처리량을 획기적으로 늘려 사용자 경험을 개선하고, ZK 롤업의 높은 성능에 맞서고자 하는 시도다.
결론적으로, 옵티미스틱 롤업과 ZK 롤업의 경쟁은 블록체인 기술의 발전을 가속화하고 있다. ZK 롤업이 '수학적 확실성'을 무기로 삼는다면, 옵티미스틱 롤업은 ‘실용성과 개발자 친화성’을 앞세워 맞서고 있다. 롤업의 미래는 이 두 기술이 서로 경쟁하고 협력하며 발전하는 과정에서 결정될 것이다.