달리던 이더리움의 엔진을 바꾸다: 더 머지가 바꾼 규칙

기존 엔진 옆에서 자란 새 엔진

2014년 1월 비탈릭 부테린은 지분증명에서 상충하는 행동에 불이익을 주는 초기 구상인 슬래셔(Slasher)를 발표했다. 글의 시작은 신중했다. 이더리움이 채굴 알고리즘으로 채택한다는 발표가 아니라, 가능한 도구를 탐색하는 제안이었다. 아이디어와 실제 네트워크를 교체할 시스템 사이에는 아직 풀어야 할 설계 문제가 남아 있었다.^[5]

그중 하나는 모순되는 투표에 어떻게 비용을 부과하느냐였다. 부테린의 2017년 지분증명 FAQ는 적은 추가 연산으로 여러 이력을 동시에 지지할 유인을 다뤘다. 이후 비콘체인은 Casper FFG 확정 방식과 LMD-GHOST 분기 선택 규칙을 결합했다. 일반적인 수행 부진 제재와 특정 상충 메시지에 대한 슬래싱을 구분했으며, 같은 시기 위반이 몰릴수록 슬래싱 손실이 커질 수 있게 설계했다.^[3][11]

비콘체인은 2020년 12월 1일 출범했다. 사전 발표의 개시 조건은 32 ETH 예치 최소 16,384건, 합계 최소 524,288 ETH였다. 이는 검증인 예치 건수이지 참여자 인구나 최종 예치 총액이 아니다. 처음에는 자체 검증인과 잔액에 합의했고, 메인넷은 작업증명으로 애플리케이션을 처리했다. 새 합의 체계가 메인넷 거래를 맡기 전 별도로 운영되는 단계였다.^[1][6]

예치자에게 이 분리는 구체적인 의미가 있었다. ETH를 넣을 수는 있지만 초기 시스템에는 인출 기능이 없었다. 더 머지 자체도 인출을 열어주지 않았다. 따라서 검증인은 인출 경로가 완성되기 전에 새로운 책임을 맡았다. 예정된 기능을 한꺼번에 내놓기보다 합의를 먼저 이전하도록 범위를 제한한 업그레이드였다.^[11][4]

체인을 넘겨받는 기준

전환에는 클라이언트가 같은 이력에 적용할 기준이 필요했다. EIP-3675는 특정 블록 번호가 위험한 이유를 설명한다. 공격자가 적은 채굴 연산으로도 해당 높이에 도달하는 별도 분기를 만들어 그 위에 첫 지분증명 블록을 올리려 할 수 있기 때문이다. 누적 작업 난이도는 전환 자격을 갖춘 이력을 제한하는 기준이었다.^[2]

메인넷의 최종 누적 난이도(TTD)는 58750000000000000000000이었다. 마지막 작업증명 블록은 이 값 이상에 도달하고 부모 블록은 그보다 작아야 했다. 새 규칙은 그 뒤의 작업증명 블록을 받지 않고 지분증명 분기 선택으로 넘어갔다. 확정 전 여러 최종 블록이 경쟁할 때의 처리도 명시했다. 모든 컴퓨터가 같은 찰나에 반응한다는 약속과는 다른, 검증 가능한 조건이었다.^[2]

2022년 8월 24일 메인넷 발표는 합의 계층의 벨라트릭스, 이어 난이도 기준에서 실행 계층을 전환하는 파리의 두 단계를 설명했다. 운영자는 두 클라이언트를 함께 갱신하고 Engine API로 연결해야 했다. 발표에는 공개 테스트넷 전환 완료뿐 아니라 클라이언트별 버전과 운영상 주의점도 담겼다. 서로 다른 구현을 맞추는 작업 뒤에는 기존 계약과 이용자의 연속성이 걸려 있었다.^[4]

이 EIP는 작업증명(PoW)을 폐기하고 비콘체인이 구동하는 새로운 지분증명(PoS) 합의 메커니즘으로 대체한다.^[2]

— EIP-3675

복사된 장부와 그 위의 자산

클라이언트 위에서 작동하는 금융 서비스에는 또 다른 질문이 있었다. 포크에서 자산은 무엇을 뜻할까? 2022년 8월 9일 Circle은 머지 이후 이더리움의 지분증명 체인만 지원할 계획이라고 밝혔다. USDC의 지원 버전을 하나로 정한 것이다. 토큰 잔액을 복사해도 발행사의 지원까지 자동으로 따라오지는 않는다. 그렇다고 다른 소프트웨어의 블록 생성을 중단시키는 명령은 아니었다.^[7]

Tether도 같은 날 입장을 내놓았다. 머지 이후 지분증명 체인의 테더 토큰만 지원하고 작업증명 체인 지원은 끝낼 계획이었다. 회사는 이용자와 디파이 서비스의 혼란과 중단을 피하려는 취지라고 설명했다. 장부가 공개되어 있어도 그 위의 토큰을 사용하는 애플리케이션에는 발행사의 지원 정책이 자산의 실질적 의미를 좌우했다.^[8]

EthereumPoW는 별도 포크로 존재했다. Circle은 2023년 11월 USDC 계약 업데이트 설명에서 그 체인의 생성과 운영을 언급하면서, 어느 이더리움 자산의 상환을 지원하는지 다시 밝혔다. 네트워크가 자체 이력을 이어가더라도 복사한 체인의 모든 서비스나 금융 관계까지 물려받는 것은 아니다. 소프트웨어의 존속과 발행사 지원 자산의 연속성은 서로 다른 문제였다.^[10]

여기서 엔진 교체의 비유는 경제와 만난다. 합의 소프트웨어는 참여자가 받아들일 블록을 결정하고, 발행사는 자신이 지원할 채무의 버전을 결정한다. 더 머지에서는 이 선택들이 같은 시기에 맞물렸다. 컴퓨터와 애플리케이션 중 누가 이겼다는 이야기보다, 장부의 규칙과 이를 이용하는 기관이 서로 다른 조율에 의존한다는 사실이 드러났다.^[7][8][10]

채굴이 끝난 뒤 바뀐 것

이더리움은 2022년 9월 15일 더 머지를 완료했다. 블록 생성과 확정은 별개였다. 사전 발표는 정상적인 네트워크 조건에서 전환 기준 이후 첫 블록이 약 두 에포크, 약 13분 뒤 확정될 것으로 설명했다. 성과는 합의를 교체하면서 기존 체인을 이어간 데 있었다. 이용자의 이력과 잔액은 유지됐고, 보통의 ETH를 새 코인으로 교환할 필요도 없었다.^[1][4]

에너지 측면의 변화도 컸다. Ethereum.org는 경쟁적인 작업증명 채굴이 필요 없어지면서 이더리움의 에너지 소비가 약 99.95% 줄었다고 추정한다. 이 수치는 해당 네트워크의 에너지 사용을 뜻한다. 탄소 배출에는 발전 방식도 영향을 주며, 세계 전체 비중에는 별도의 측정 기준이 필요하다. 그런 비교 없이도 기존 채굴 경쟁을 제거한 공학적 결과는 분명하다.^[1]

발행 구조도 달라졌다. Ethereum.org의 과거 비교는 명시한 스테이킹 가정하에서 약 88.7%의 신규 발행 감소를 제시한다. 흔히 약 90%로 반올림하는 수치다. 채굴 발행은 끝났지만 검증인 발행은 계속됐다. 머지 이전에 도입된 기본 수수료 소각은 별도로 작동했다. 공급의 증감은 발행과 소각의 균형에 달려 있으므로 전환 성공이 영구적인 공급 감소나 특정 가격을 보장하지는 않았다.^[9]

남은 과제도 있었다. 더 머지는 가스비를 낮추기 위한 처리 용량 확장이 아니었고, 스테이킹 인출은 이후 업그레이드로 가능해졌다. 그 자체의 성과는 운영 중인 체인의 이력을 이어가며 보안 모델을 바꾼 것이다. 새 모델 역시 참여, 정상적인 소프트웨어, 명시된 보안 가정에 의존한다. 엔진 교체는 공공 네트워크를 유지하는 일의 중요한 단계였다.^[1][11]