web3.0 탈중앙화란?

웹3.0란?

밑에 있는 설명은 AWS에서 정의한 웹3.0이다

Web3는 블록체인을 비롯하여 인터넷에서의 데이터 소유권과 제어를 분산시키는 기술을 포괄하는 용어입니다. 대부분의 인터넷 애플리케이션은 최종 사용자 데이터를 저장하고 사용하는 방법을 결정하는 중앙 집중식 기관에서 제어합니다. Web3(Web 3.0, 분산형 웹 또는 시맨틱 웹이라고도 함) 기술은 중앙 집중식 관리 구조와는 달리 커뮤니티 기반 프로젝트를 가능하게 합니다. 커뮤니티 기반 프로젝트에서는 최종 사용자가 데이터를 제어하고, 가격을 결정하고, 기술 개발에 직접적으로 기여하고, 프로젝트 방향에 대한 더 강한 발언권을 갖습니다. 이러한 기술에는 사용자의 상호 작용 방식을 자동으로 규제하는 메커니즘이 있습니다. 따라서 중앙 집중식 기관이 이러한 상호 작용을 관리할 필요가 없습니다.

 

https://aws.amazon.com/ko/what-is/web3/

Web3란 무엇인가요? - Web3 설명 - AWS

 

웹 3의 여러 주요한 특징, 기술이 있지만 첫번쨰로 웹3의 기본 성격인 탈중앙화에 대해 알아보기로 하자

탈중앙화(Decentralization)

블록체인에서 탈중앙화는 중앙 집중식 엔터티(개인, 조직 또는 그룹)에서 분산 네트워크로 제어 및 의사 결정을 이전하는 것을 의미합니다. 탈중앙화된 네트워크는 참여자들이 서로에 대해 가져야 하는 신뢰의 수준을 낮추고, 네트워크 기능을 저하시키는 방식으로 참여자들이 서로에 대한 권한 또는 통제권을 행사하는 능력을 저해하기 위해 노력합니다. -출처 aws

https://aws.amazon.com/ko/blockchain/decentralization-in-blockchain/

탈중앙화란 무엇인가요? - 블록체인의 탈중앙화 설명 - AWS

 

그리고 aws에서 제시한 탈중앙화 비교 방법에 대해 간단히 표로 정리한 자료가 있다.

	중앙 집중식	분산형	탈중앙화
네트워크/하드웨어 리소스	중앙 집중식 위치에서 단일 엔티티에 의해 유지 관리 및 제어	여러 데이터 센터 및 지역에 분산되어 있으며 네트워크 사업자가 소유함	리소스는 네트워크 구성원이 소유하고 공유합니다. 아무도 소유하지 않아 유지 관리가 어려움
솔루션 구성 요소	중앙 엔터티에 의해 유지 및 통제	솔루션 제공업체에 의해 유지 및 제어	각 구성원은 완전히 동일한 분산 원장 사본을 보유
데이터	중앙 엔터티에 의해 유지 및 통제	일반적으로 고객이 소유 및 관리	그룹 합의를 통해서만 추가됨
제어	중앙 엔터티에 의해 통제됨	일반적으로 네트워크 공급업체, 솔루션 공급업체 및 고객 간의 공동 책임	누구도 데이터를 소유하지 않으며 모든 사람이 데이터를 소유
단일 장애점	예	아니요	아니요
내결함성	낮음	높음	매우 높음
보안	중앙 엔터티에 의해 유지 및 통제	일반적으로 네트워크 공급업체, 솔루션 공급업체 및 고객 간의 공동 책임	네트워크 구성원 수가 증가함에 따라 증가
성능	중앙 엔터티에 의해 유지 및 통제	네트워크/하드웨어 리소스의 확장 및 연장에 따른 증가	네트워크 구성원 수가 증가함에 따라 감소
예시	ERP 시스템	클라우드 컴퓨팅	블록체인

 

이 표를 토대로 중앙 집중식 시스템, 분산형 시스템, 탈중앙화 시스템에 대해 정리가 가능하다.

중앙 집중식 시스템

• 설명: 이 모델에서 모든 네트워크/하드웨어 리소스와 데이터는 단일 엔티티에 의해 관리되고 제어된다.
• 예시: 전통적인 ERP 시스템(전사적 자원 관리 시스템)처럼 회사 내에서 모든 데이터를 중앙 서버에서 관리하고 처리하는 방식이다.
• 장점: 통제와 관리가 용이하며, 성능 최적화가 상대적으로 쉽다.
• 단점: 단일 장애점(Single Point of Failure, SPOF)이 존재하여, 서버에 문제가 생기면 전체 시스템이 중단될 수 있다. 보안도 중앙에서 통제되므로 한 번 침해되면 전체 데이터가 위험에 처할 수 있다.

분산형 시스템

• 설명: 여러 데이터 센터나 지역에 리소스를 분산시켜 관리하는 방식이다. 여기서 데이터는 중앙화된 위치가 아닌 여러 곳에서 관리된다.
• 예시: 클라우드 컴퓨팅 시스템처럼 여러 데이터 센터에 분산된 리소스를 통해 서비스를 제공한다.
• 장점: 중앙 집중식 시스템보다 내결함성이 높으며, 단일 장애점 문제가 감소한다. 성능 확장이 가능하고, 보안도 여러 엔티티에 의해 공동 책임으로 관리된다.
• 단점: 관리 복잡성이 증가하며, 리소스 관리와 데이터 동기화가 어려울 수 있다.

탈중앙화 시스템

• 설명: 시스템의 제어와 데이터 관리가 특정 중앙 엔터티에 의존하지 않고, 네트워크의 모든 구성원이 동일한 권한을 가지는 모델이다.
• 예시: 블록체인 기술이 대표적이다. 모든 네트워크 구성원이 동일한 분산 원장의 사본을 보유하며, 데이터는 전체 네트워크의 합의에 의해서만 변경된다.
• 장점: 매우 높은 내결함성, 투명성, 보안성을 제공한다. 단일 장애점이 없으며, 네트워크가 커질수록 보안이 강화되는 경향이 있다.
• 단점: 성능이 네트워크 구성원 수가 증가함에 따라 감소할 수 있으며, 시스템 유지 및 관리가 어렵다.

이렇게 중앙화, 분산형, 탈중앙화에 대해 장점과 단점을 간단히 설명했다. 해당 포스팅은 탈중앙화에 대한 내용을 다루기 때문에 탈중앙화 시스템에 대해 더 다룰 것이다. 일단 aws에서는 탈중앙화 블록체인 시스템에서의 단점을 이렇게 설명하였는데.

 

"블록체인 네트워크가 확장되거나 축소되면 네트워크는 더 안전해지지만 각 멤버 노드가 원장에 추가되는 모든 데이터를 검증해야 하기 때문에 성능이 느려집니다. 탈중앙화된 네트워크에 구성원을 추가하면 네트워크가 더 안전해질 수 있지만 반드시 더 빠르지는 않습니다"

 

왜 그러냐면 블록체인 네트워크에서는 보안과 성능이 서로 반대 방향으로 움직이는 경우가 많기에 네트워크가 확장되거나 축소될 때 안정성과 성능이 상충하는 관계가 발생하기 때문이다. 

이게 무슨 소리냐면

 

네트워크 확장과 보안면으로 보면..

• 보안이 강화됨: 블록체인 네트워크에 새로운 멤버(노드)가 추가되면, 네트워크 전체가 더 안전해져. 왜냐하면 공격자가 네트워크를 장악하려면 더 많은 노드를 제어해야 하기 때문에, 노드가 많아질수록 공격이 어려워진다. 하지만 이렇게 네트워크가 커지면 보안이 더 강화된다.

네트워크 확장과 성능

• 성능이 느려짐: 하지만 네트워크에 더 많은 노드가 추가되면, 각 노드가 처리해야 하는 데이터가 많아진다. 모든 노드가 새로운 데이터를 검증하고 공유해야 하기 때문에, 이 과정에서 시간이 더 걸리게 되기 때문에. 그래서 네트워크가 커질수록 성능이 느려지게 된다.

보안과 성능의 균형

• 보안 vs 성능: 이처럼 블록체인에서는 보안과 성능이 균형을 이루는 것이 어렵다. 네트워크가 더 안전해질수록(노드가 많아질수록) 성능은 떨어질 수 있고, 반대로 성능을 높이려면(노드를 줄이거나 중앙화하면) 보안이 약해질 수 있어. 이걸 '트레이드오프'라고 한다.

쉽게 말하면:

• 네트워크가 커지면: 더 안전하지만, 처리 속도는 느려질 수 있어.
• 네트워크가 작아지면: 더 빠르지만, 안전하지 않을 수 있어.

그래서 이더리움의 트렌잭션이 많이 발생할 경우, 자신의 트랜잭션이 더 빨리 처리되도록 하기 위해 더 높은 가스비를 설정하기 된다. 이 때문에 전체적으로 가스비가 오르게 되고, 트랜잭션 비용이 증가하게된다.

https://etherscan.io/

해당 사이트에 들어가면 이더리움 트렌잭션비용 그래프를 볼 수 있다.

 

 

첫번째 사진은  일주일간의 이더리움의 가스값 변화이고 두번째는 일주인간의 이더리움의 market gap변화이다. 둘 그래프를 비교하면 매수량이 증가함에 따라 트렌잭션이 증가하여 가스값이 오르고 매도량이 증가할땐 트랜잭션이 감소하여 가스값이 내려가는걸 볼 수 있다. 

지금은 이더리움 2.0 업그레이드 와 레이어 2 솔루션으로 성능을 개션하려는 모습을 보이고 있다. 이에 따라 트랜잭션 처리를 더 수월하게 함으로서 트렌잭션 비용도 낮아질수 있다. 시간날때 레이어2와 이더리움 2.0에 대해 설명해보겠다.

 

해당 포스팅에는 이더리움 가스에 관한 자세한 내용은 설명 안하지만 혹시 이더리움 가스값에 관한 내용이 궁금하다면

https://github.com/ethereum/wiki/wiki/%5BKorean%5D-White-Paper#%EB%A9%94%EC%8B%9C%EC%A7%80%EC%99%80-%ED%8A%B8%EB%9E%9C%EC%9E%AD%EC%85%98

[Korean] White Paper

해당 사이트 들어가서 확인하면 된다. 깃허브에 있는 공식 이더리움 백서이다.

 

그리고 탈중앙화의 주요 원칙에 대해 간단히 설명하겠다.

탈중앙화의 주요 원칙

탈중앙화의 주요 원칙들은 기존의 중앙집중식 시스템과 비교했을 때 큰 차별점을 가지고 있다. 이 원칙들은 데이터의 보안, 투명성, 그리고 신뢰성을 높이는 데 중점을 두고 있다. 그중에서 분산된 데이터 저장, 중앙 기관의 배제, 신뢰의 증명에 대해 알아보겠다.

1. 분산된 데이터 저장

• 설명: 탈중앙화 시스템에서는 데이터가 중앙 서버가 아닌 여러 노드에 분산되어 저장된다. 이로 인해 데이터가 특정 서버에 의존하지 않게 되며, 데이터의 사본이 여러 곳에 존재하게 되낟.
• 중요성: 만약 하나의 노드가 손상되거나 오프라인이 되더라도, 다른 노드에 저장된 데이터를 통해 시스템이 정상적으로 운영될 수 있다. 그러기에 이는 데이터 손실 위험을 줄이고, 시스템의 안정성과 내구성을 높여주게 된다.

2. 중앙 기관의 배제

• 설명: 탈중앙화 시스템에서는 중앙 기관이나 중개자가 필요 없다. 사용자는 직접적으로 서로 상호작용하고 거래가 가능하다.
• 중요성: 이 원칙은 권력의 집중을 피하고, 시스템을 보다 투명하고 공정하게 만들어. 또한, 중개자에 대한 의존성을 줄임으로써 비용을 절감하고 거래 속도를 높일 수 있다.

3. 신뢰의 증명

• 설명: 탈중앙화 시스템에서는 블록체인과 같은 기술을 통해 신뢰를 보장한다. 암호화 기술과 합의 알고리즘을 사용하여 데이터의 무결성과 진위성을 검증한다.
• 중요성: 중앙 기관이 없이도 신뢰를 유지할 수 있는 것은 탈중앙화 시스템의 핵심 장점이다. 사용자는 중개자 없이도 안전하게 거래할 수 있으며, 데이터 조작이나 부정 행위를 막을 수 있다(스마트 컨트렉트).

결론

이 원칙들은 탈중앙화 시스템의 기본적인 이점들을 설명해줘. 분산된 데이터 저장을 통해 시스템의 안정성을 높이고, 중앙 기관의 배제를 통해 더 큰 투명성과 효율성을 제공하며, 신뢰의 증명을 통해 안전하고 신뢰할 수 있는 거래를 가능하게 한다.

 

마지막으로 탈중앙화 개념을 가진 기술이 뭔지 도전과제가 뭔지 간단히 알려주고 끝내겠다.

탈중앙화 기술과 구현

• 블록체인(Blockchain): 블록체인은 탈중앙화의 핵심 기술로, 데이터를 블록에 담아 체인 형태로 저장하며, 모든 노드가 데이터의 사본을 가지고 있습니다. 블록체인은 분산 합의 알고리즘을 통해 데이터의 무결성을 보장합니다.
• 탈중앙화 애플리케이션(dApps): 웹3.0의 애플리케이션은 블록체인 위에서 실행되는 분산 애플리케이션입니다. 서버가 아니라 블록체인 네트워크에서 운영되며, 중앙 집중식 서버가 필요하지 않습니다.
• 스마트 계약(Smart Contracts): 스마트 계약은 블록체인 상에서 자동으로 실행되는 코드로, 탈중앙화된 환경에서 신뢰할 수 있는 거래와 계약을 가능하게 합니다.

탈중앙화의 도전과제

• 확장성: 탈중앙화된 네트워크는 확장성 문제를 겪을 수 있습니다. 데이터와 트랜잭션이 많은 경우, 처리 속도와 효율성을 유지하는 것이 어려울 수 있습니다.
• 사용자 경험: 기존의 중앙 집중식 서비스보다 사용자 경험이 덜 직관적일 수 있으며, 사용자가 기술적 세부 사항을 이해하고 조작해야 할 필요가 있습니다.
• 규제와 법적 문제: 탈중앙화된 시스템은 기존 법률과 규제를 준수하는 데 어려움을 겪을 수 있으며, 법적 책임과 규제의 적용이 복잡할 수 있습니다.

웹3.0의 탈중앙화는 인터넷의 구조와 운영 방식을 근본적으로 변화시키는 기술적 패러다임이며, 더 나은 보안, 프라이버시, 자율성을 제공하는 새로운 인터넷 환경을 만들어 가고 있다.

만일 이 글을 읽고 있는 사용자가 웹 개발자라면 웹3에 대해 아주 간단히라도 알면 매~~우 좋을것이다. 지금은 시장성이 작지만 가까이는 4년뒤에만 봐도 웹3에 대한 발전은 무궁무진하고 많은 기술을 선 보이게 될 것이다.