Sei·Anza, 블록체인 병렬 제안 39개 설계 분석

@SeiNetwork ( $SEI )을 운영하는 @Sei_Labs 연구진 과 Solana 개발사인 @anza_xyz가 여러 검증자가 동일한 블록에 트랜잭션을 병렬로 추가하는 39가지 설계 방식을 비교하는 논문을 발표했습니다. 이 연구의 목표는 단일 리더가 어떤 트랜잭션을 어떤 순서로 블록에 포함시킬지 독점적으로 결정하는 것을 막는 것입니다.

벤자민 마쉬와 알레한드로 란찰-페드로사(Sei Labs), 그리고 맥스 레스닉(Anza)이 공동으로 저술한 이 논문은

“SoK: Multiple Concurrent Proposer Blockchains” (다중 동시 제안자 블록체인)라는 제목으로 발표되었습니다. 마쉬는 포츠머스 대학교에도 소속되어 있습니다.

연구 결과는 무엇이었을까요?

논문 초록에 따르면, 다중 동시 제안자(MCP) 프로토콜은 여러 당사자가 동일한 원장 업데이트에 트랜잭션을 기여할 수 있도록 합니다.
저자들은 이러한 프로토콜이 통신을 분산시키고 한 제안자가 포함 여부와 순서를 좌우하는 권한을 줄일 수 있다고 주장하지만, 그 이점은 기여된 트랜잭션들이 어떻게 결합되는지에 따라 달라집니다.

저자들은 고정 제안 벡터, 선택된 제안 모음, 지속적인 제안 스트림 및 인과적 제안 DAG라는 네 가지 직접적인 MCP 유형을 식별합니다.
또한 여러 당사자가 한 당사자가 조립한 블록을 제한하는 ‘제한된 조립’이라는 개념과 이를 비교합니다.

39가지 구성 전반에 걸쳐, 연구 결과 제안자 수를 늘리는 것만으로는 특정 거래가 블록에 포함된다는 보장이 없다는 사실이 밝혀졌습니다.
또한 블록이 생성될 때까지 거래를 숨기는 것이 누군가 마지막으로 반응하는 것을 막지 못한다는 것도 드러났습니다.
연구 저자들은 이러한 설계 방식들이 안정적인 서비스를 제공하기 위해서는 제대로 작동하는 복구, 지불 및 조정 규칙이 필요하다고 강조합니다.

세이와 솔라나에게 이것이 중요한 이유

이번 연구는 두 네트워크의 제품 계획 모두에 영향을 미칩니다. Sei Labs는 Sei Giga를 Autobahn 합의 프로토콜을 사용하는 다중 제안자 EVM 레이어 1 아키텍처 로 설명합니다.
Sei 블로그 게시물에서 연구팀은 악의적인 제안자가 일시적으로 트랜잭션을 차단할 수 있는 단일 제안자 시스템과 달리, 여러 동시 제안자가 있는 시스템에서는 트랜잭션이 포함될 수 있는 경로가 다양하다고 밝혔습니다.
솔라나 측에서는 Anza 솔라나에서 여러 동시 제안자를 위한 프로토콜 설계인 Constellation 백서를 발표했습니다 . Four Pillars Research는 현재 사양에 따라 16개의 제안자가 동시에 작동한다고 보고했습니다 .

이전의 학술 연구에서도 이와 유사한 신중한 견해를 보였습니다. 2023년에 발표된 온체인 경매의 검열 저항에 관한 논문에서는 다중 제안자 프로토콜이 만능 해결책이 아니라고 지적 하며, 불분명한 순서, 서비스 거부 공격 노출, 중복성 등을 해결해야 할 과제로 언급했습니다.

새로운 비교 분석에 따르면 제안자 수는 여러 변수 중 하나일 뿐입니다. 거래가 병합되고, 복구되고, 지불되는 방식 또한 공정한 참여와 순서 지정을 기대하는 사용자에게 중요한 요소일 수 있습니다.

다중 제안자 구조가 거래 검열을 줄일 수 있을까

블록체인에서 블록 제안자는 어떤 거래를 포함할지, 어떤 순서로 배치할지 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 특정 시점에 하나의 제안자가 블록 구성을 주도하면 해당 제안자가 일부 거래를 제외하거나 거래 순서를 조정할 가능성이 생긴다.

다중 동시 제안자(Multiple Concurrent Proposer) 구조는 여러 참여자가 같은 시점에 거래를 제안하도록 설계한다. 특정 제안자가 거래를 누락하더라도 다른 제안자가 이를 포함할 수 있는 경로를 마련하려는 것이다.

그러나 제안자의 수가 증가한다는 사실만으로 검열 저항성이 보장되지는 않는다.

여러 제안자가 거래를 제출하더라도 최종 블록에 포함할 거래를 선택하는 권한이 소수에게 집중된다면 실질적인 검열 가능성은 남는다. 또한 제안자들이 동일한 거래 정보를 받지 못하거나 네트워크 지연으로 서로 다른 거래 집합을 보유하면 일부 거래의 포함 시점이 늦어질 수 있다.

따라서 중요한 것은 제안자 수 자체보다 독립적인 제안이 최종 거래 확정 과정에 얼마나 공정하게 반영되는지다.

MEV 문제는 제안자 수만 늘려서는 해결되지 않는다

다중 제안자 설계가 주목받는 또 다른 이유는 최대추출가능가치(MEV) 문제다.

MEV는 블록에 포함되는 거래의 순서를 변경하거나 특정 거래를 삽입·제외하는 과정에서 얻을 수 있는 추가적인 경제적 이익을 의미한다.

단일 제안자 구조에서는 거래 순서를 결정할 수 있는 주체에게 이러한 기회가 집중될 수 있다. 다중 제안자 구조는 거래 제안 권한을 분산함으로써 일부 권한 집중을 완화할 가능성이 있다.

하지만 여러 제안자가 동시에 참여하면 새로운 문제가 발생할 수 있다.

동일한 거래가 여러 제안에 중복 포함되거나, 제안자 사이에 거래 순서에 대한 충돌이 발생할 수 있기 때문이다. 이때 최종 거래 순서를 정하는 규칙이 불명확하면 거래 처리 지연이나 새로운 형태의 순서 조작 문제가 생길 수 있다.

결국 MEV 위험을 평가하려면 제안자 수뿐 아니라 거래 순서 결정 방식과 중복 거래 처리 규칙을 함께 살펴봐야 한다.

처리량보다 중요한 데이터 가용성과 확정 지연

병렬 제안 방식은 여러 참여자가 거래를 동시에 제시할 수 있다는 점에서 처리량 확대 가능성을 제공한다.

그러나 거래를 병렬로 제안하는 것과 모든 거래를 빠르게 확정하는 것은 서로 다른 문제다.

제안된 거래 데이터를 다른 검증인이 충분히 확보하지 못하면 거래의 유효성을 확인하거나 네트워크 장애 이후 상태를 복구하는 데 어려움이 생길 수 있다.

특히 다수의 제안자가 대량의 거래 데이터를 동시에 전파하는 환경에서는 네트워크 대역폭과 데이터 가용성 확보가 중요한 제약 조건이 된다.

또한 여러 제안 사이의 충돌을 조정하는 과정이 복잡해질수록 거래 확정까지 걸리는 시간이 늘어날 가능성도 있다.

따라서 병렬 제안 구조의 성능을 평가할 때는 초당 거래 처리량뿐 아니라 거래 확정 지연시간, 데이터 전파 부담, 장애 발생 시 복구 가능성을 함께 측정해야 한다.

실제 메인넷 적용에서 확인해야 할 조건

이번 연구에서 비교한 설계 구성이 곧바로 실제 네트워크의 성능을 입증하는 것은 아니다.

연구 단계에서 유리하게 평가된 구조라도 메인넷에서는 검증인의 지리적 분포와 통신 환경, 거래량 변화에 따라 다른 결과가 나타날 수 있다.

특히 네트워크 일부가 지연되거나 제안자가 정상적으로 작동하지 않는 상황에서도 거래가 안정적으로 확정되는지 확인해야 한다.

향후 Sei와 Anza의 관련 기술 개발을 평가할 때는 연구논문의 설계 비교 결과와 실제 구현 성과를 구분할 필요가 있다.

다중 제안자 구조의 경쟁력은 단순히 더 많은 거래를 동시에 제안하는 능력이 아니라, 제안 권한을 분산하면서도 거래 확정성과 네트워크 안정성을 유지할 수 있는지에 달려 있다.