오프체인

오프체인, 어렵지 않아요 블록체인이 빠르고 싸지는 비결

1. 오프체인이 뭐예요?

오프체인(Off Chain)은 블록체인의 메인 장부(원장)에 직접 적지 않고, 그 바깥에서 거래와 계산, 데이터 저장을 처리하는 방식을 통틀어 부르는 말이에요. 반대로 모든 거래를 장부에 그대로 다 적는 방식은 온체인(On Chain)이라고 해요.

블록체인은 네트워크에 참여한 모든 컴퓨터(노드)가 똑같은 장부를 서로 확인하고 보관해요. 그래서 몰래 고치기 어렵고 투명하죠. 그런데 모두가 같은 내용을 겹치기로 확인하고 저장하다 보니 처리 속도가 느리고, 거래할 때마다 수수료가 붙고, 장부에 담을 수 있는 데이터 용량에도 한계가 있어요.

오프체인은 이렇게 부담이 큰 작업을 장부 바깥에서 먼저 처리한 다음, 최종 결과나 정산 내역만 온체인에 남기려는 방식이에요. 이렇게 하면 속도는 빨라지고 비용은 줄어서, 블록체인이 많은 거래를 감당하기 어려운 한계(확장성 문제)를 보완하는 여러 기술의 바탕이 돼요.

이렇게 보면 쉬워요 · 계산은 각자 종이에 하고, 최종 답만 공식 장부에 옮겨 적는 셈이에요.

2. 온체인과 오프체인은 뭐가 달라요?

온체인은 거래를 만들고, 확인하고, 기록하는 모든 과정을 블록체인 위에서 처리하는 방식이에요. 모든 노드가 합의(여러 컴퓨터가 무엇이 맞는지 서로 맞춰 보는 과정)를 거쳐 똑같은 결과를 남기기 때문에, 누구를 따로 믿지 않아도 결과를 신뢰할 수 있어요. 대신 그만큼 한 번에 처리할 수 있는 양이 적고 비용이 커요.

오프체인은 이 가운데 대부분의 주고받기를 체인 밖에서 진행하고, 꼭 확인이 필요한 순간에만 그 결과를 체인에 '고정(anchoring, 닻을 내리듯 확정해 붙여 두는 것)'해요. 예를 들어 두 사람이 수백 번 거래하더라도 그 과정은 체인 밖에서 주고받고, 최종 잔액만 온체인에 딱 한 번 기록하는 식이에요.

오프체인을 설계할 때 가장 중요한 건 '어디까지를 바깥에서 처리하고, 무엇을 장부에 남길까'를 정하는 일이에요. 보통은 돈이 최종적으로 누구 것인지, 다툼이 생겼을 때 근거가 되는 상태값, 대용량 데이터의 해시(데이터를 일정한 길이의 값으로 요약한 것)값처럼 최소한의 정보만 온체인에 기록해요.

이렇게 보면 쉬워요 · 친구랑 여러 번 돈을 빌려주고 갚다가, 마지막에 '누가 얼마 남았는지'만 딱 한 번 적어 두는 거예요.

3. 왜 오프체인이 등장했어요?

블록체인이 널리 쓰이면서 처리 속도와 수수료 문제가 눈에 띄게 됐어요. 대표적으로 이더리움은 이용자가 몰리면 가스 비용이 크게 오르고 거래 확인이 늦어지곤 해요. 하나의 레이어 1(블록체인의 가장 기본이 되는 바탕 체인)이 보안과 탈중앙성(권한이 한곳에 몰리지 않게 하는 성질)을 지키면서 처리량까지 동시에 끌어올리기는 어렵다는 게 확장성 과제로 지적돼요.

오프체인은 이 문제의 현실적인 해법으로 주목받았어요. 계산과 거래를 체인 밖으로 옮겨 처리 부담을 나누고, 확인이 필요한 결과만 메인체인에 남기면, 바탕이 되는 체인 자체를 바꾸지 않고도 처리 능력을 늘릴 수 있기 때문이에요.

4. 오프체인은 어떻게 작동해요?

오프체인 처리는 크게 세 단계로 이해할 수 있어요. 먼저 참여자들이 체인 밖에서 거래나 계산을 하고, 그 상태를 서로 확인하고 서명해요. 다음으로 필요한 시점에 그 결과를 요약해서 온체인에 제출해요. 마지막으로 스마트 컨트랙트(조건이 맞으면 자동으로 실행되는 프로그램)가 제출된 결과를 확인하고 최종 정산을 확정해요.

이 구조에서 관건은 '체인 밖에서 정해진 내용을 어떻게 믿을 수 있느냐'예요. 이를 위해 참여자끼리의 서명, 담보를 맡겨 두기(담보 예치), 이의를 제기할 수 있는 기간 같은 장치를 함께 써요. 누군가 잘못된 상태를 온체인에 올리면 다른 참여자가 증거를 제출해 이를 무효로 만들고 담보를 회수하게 설계하는 방식이 대표적이에요.

이렇게 보면 쉬워요 · 심판(스마트 컨트랙트)에게 최종 점수표만 제출하고, 이상하면 다른 사람이 증거를 들고 이의를 거는 경기 같은 구조예요.

5. 어떤 종류와 기술이 있어요?

먼저 레이어 2가 있어요. 레이어 2는 바탕 체인 위에 별도의 처리 계층을 두고, 여러 거래를 오프체인에서 한데 모아 처리한 뒤 압축·정산한 결과만 메인 체인에 올려 처리량을 크게 늘리는 확장 기술이에요. 여러 거래를 한 번에 묶어 올리는 롤업 계열이 대표적이에요.

결제 채널 방식도 있어요. 라이트닝 네트워크와 라이덴 네트워크가 여기에 해당해요. 두 사람이 채널을 열어 그 안에서 여러 번 송금을 주고받다가, 채널을 닫는 순간의 최종 잔액만 온체인에 기록해요. 해시 타임락 계약(HTLC) 같은 장치를 쓰면 직접 채널이 없는 상대와도 중간 노드를 거쳐 안전하게 송금할 수 있어요.

마지막으로 사이드체인이 있어요. 사이드체인은 메인 체인과 연결된 별도의 독립 블록체인이에요. 사이드체인에서 이뤄지는 거래는 자기 체인에는 온체인으로 기록되지만, 메인 체인의 눈으로 보면 바깥에서 처리되는 오프체인에 해당해요.

6. 오라클은 오프체인과 무슨 관계예요?

스마트 컨트랙트는 블록체인 안에 있는 데이터만 다룰 수 있어요. 그래서 가격이나 날씨, 경기 결과처럼 체인 밖에 있는 정보는 스스로 가져오지 못해요. 이 빈틈을 메우는 게 오라클(oracle)이에요. 오프체인의 데이터를 온체인으로 전달해 주는 다리 역할을 하죠.

대표적인 오라클 네트워크가 체인링크예요. 체인링크는 탈중앙화된 오라클 네트워크로, 여러 노드가 외부 데이터를 모아 스마트 컨트랙트에 전달함으로써 몰래 고쳐질 위험을 줄여요. 2017년 세르게이 나자로프와 스티브 엘리스가 코넬대의 아리 줄스와 함께 백서(기술을 설명한 공식 문서)를 내놓으며 시작했고, 네트워크는 2019년에 정식 출시됐어요. 이후 2018년에는 웹에 있는 정보를 이더리움과 연결하는 오라클인 타운 크라이어를, 2020년에는 영지식 증명(내용을 드러내지 않고도 사실임을 증명하는 방법)을 이용해 민감한 정보를 노출하지 않고도 사실 여부를 증명하는 DECO를 통합했어요.

체인링크는 외부 데이터 전달 말고도 검증 가능한 무작위 함수(VRF)나 데이터 피드 같은 오프체인 계산 기능도 제공해요. 네트워크에 참여하는 노드는 기본 토큰인 LINK로 보상을 받고, LINK는 ERC-20(이더리움 토큰의 공통 규격) 계열과 호환되는 토큰이라 일반 지갑에도 보관할 수 있어요.

7. 큰 파일은 어디에 저장해요?

블록체인은 저장 용량과 비용의 제약이 커서 이미지, 영상, 문서 같은 큰 파일을 장부에 직접 담기 어려워요. 그래서 실제 파일은 체인 밖의 분산 저장소(여러 컴퓨터에 나눠 보관하는 곳)에 두고, 그 파일의 해시값만 온체인에 기록하는 방식이 널리 쓰여요. 해시값은 원본이 조금이라도 바뀌면 같이 바뀌기 때문에, 나중에 파일이 몰래 바뀌지 않았는지 확인하는 근거가 돼요. 여러 데이터를 하나의 값으로 요약해 주는 머클 트리도 이런 확인에 쓰여요.

이런 오프체인 저장에는 IPFS나 파일코인 같은 분산 저장 네트워크를 써요. 디앱이나 ERC-721 기반 NFT에서도 원본 데이터는 오프체인에 두고 체인에는 위치와 해시값만 남기는 구조가 흔해요.

이렇게 보면 쉬워요 · 무거운 짐은 창고에 두고, 장부에는 '보관 위치와 봉인 번호'만 적어 두는 식이에요.

8. 거래소에서는 어떻게 쓰여요?

거래소는 오프체인과 온체인 처리의 차이를 잘 보여 주는 사례예요.

중앙화 거래소는 이용자끼리의 매매를 자기네 내부 데이터베이스에서 오프체인으로 처리해요. 주문 체결이나 잔고 변동은 거래소 서버 안에서만 이뤄지고, 이용자가 실제로 자산을 입금하거나 출금할 때에만 블록체인에 거래가 기록돼요. 덕분에 체결 속도가 빠르고 수수료 부담이 작지만, 자산 보관과 장부 관리를 거래소에 맡겨야 해요.

반대로 탈중앙화 거래소는 주문과 체결, 정산의 대부분을 온체인에서 스마트 컨트랙트로 처리해요. 이용자가 자기 자산을 직접 관리할 수 있는 대신, 거래할 때마다 가스 비용과 처리 지연이 따를 수 있어요.

9. 좋은 점과 한계는 뭐예요?

오프체인 처리의 가장 큰 장점은 속도와 비용이에요. 대부분의 작업을 체인 밖에서 처리하니 거래를 빠르게 끝낼 수 있고, 온체인 기록을 최소화해 수수료를 아낄 수 있어요. 또 큰 데이터나 복잡한 계산을 체인 밖으로 옮겨서 바탕 체인의 부담도 덜 수 있어요.

반면 오프체인 데이터는 블록체인의 확인 과정을 직접 거치지 않는다는 게 근본적인 한계예요. 그래서 체인 밖에서 정해진 내용을 어떻게 믿을 수 있는지, 최종 정산을 어떻게 안전하게 보장할지가 핵심 숙제로 남아요. 오프체인 처리를 맡은 쪽이 데이터를 조작하거나, 정산에 필요한 데이터를 제때 공개하지 않는 '데이터 가용성' 문제도 위험 요소예요. 이를 줄이기 위해 여러 노드가 함께 확인하기, 담보와 처벌 장치, 이의 제기 기간 같은 장치를 함께 써요.

10. 앞으로 어디에 쓰이고 어떻게 될까요?

오프체인 기술은 탈중앙화 금융, 결제, 게임, 대용량 데이터 저장처럼 처리량과 비용이 중요한 분야에서 널리 쓰여요. 소액 결제를 빠르게 반복해야 하는 서비스에는 결제 채널이, 많은 거래를 저렴하게 처리해야 하는 서비스에는 레이어 2가, 외부 정보가 필요한 계약에는 오라클이 각각 활용돼요.

앞으로의 과제는 오프체인의 편리함과 온체인의 신뢰성을 어떻게 균형 있게 합치느냐에 있어요. 오프체인에서 처리한 결과를 더 저렴하고 확실하게 확인하는 기술과, 여러 체인 및 오프체인 영역을 이어 주는 상호운용성이 함께 발전하고 있어요.