초당 거래 처리량

초당 거래 처리량, 어렵지 않아요 블록체인이 얼마나 빠른지 재는 숫자 이야기

1. TPS가 대체 뭐예요?

TPS는 영어 Transactions Per Second의 약자예요. 어떤 시스템이 1초 동안 처리할 수 있는 거래(주고받기)의 수를 뜻해요. 원래는 은행이나 카드사 같은 전통적인 결제 시스템이 얼마나 빨리 일을 처리하는지 재는 데 쓰였어요. 그런데 블록체인 분야에서는 네트워크의 처리량(throughput, 얼마나 많이 처리하는가)과 확장성(사람이 몰려도 감당할 수 있는 여력)을 서로 비교하는 대표적인 잣대로 쓰여요.

TPS가 높을수록 같은 시간에 더 많은 거래를 처리할 수 있어요. 그래서 이용자가 한꺼번에 몰려도 처리가 밀리거나(지연) 수수료가 갑자기 확 오르는 일이 덜 생겨요. 반대로 TPS가 낮으면 거래가 노드(네트워크에 참여해 거래를 검증·보관하는 컴퓨터)들 사이에서 처리 순서를 기다리며 쌓여요. 그러면 사용자는 자기 거래를 먼저 처리시키려고 더 높은 수수료를 내야 하죠. 이런 이유로 TPS는 '이 블록체인이 실제 서비스로 널리 쓰일 만한가'를 가늠하는 확장성 논의의 핵심 지표가 돼요.

초당 거래 처리량은 거래 처리량, 처리량 등으로도 불려요. 레이어 1 기반 체인과 레이어 2 솔루션의 성능을 비교하거나, 확장 기술이 얼마나 효과가 있는지 설명할 때 반복해서 등장하는 말이에요.

이렇게 보면 쉬워요 · 계산대 하나가 1초에 손님 몇 명을 처리하느냐, 그게 TPS예요.

2. TPS는 어떻게 재나요? '이론상 숫자'와 '실제 숫자'는 달라요

블록체인의 이론상 TPS는 보통 '한 블록에 담기는 거래 수'를 '블록 생성 시간(블록 하나가 만들어지는 데 걸리는 시간)'으로 나눠서 짐작해요. 그래서 한 블록에 거래를 많이 담을 수 있고 블록이 자주 만들어질수록 이 값은 커져요.

다만 이 이론상 숫자와 실제로 재본 숫자(실측 TPS)는 다를 수 있어요. 실제 처리량은 이런 요소들에 따라 달라져요.

• 거래의 무게: 단순히 돈을 보내는 거래와, 복잡한 스마트 계약(조건이 맞으면 자동으로 실행되는 프로그램)을 돌리는 거래는 잡아먹는 자원이 달라요. 이더리움 계열에서는 가스(거래를 처리하는 데 드는 수수료 단위) 사용량이 클수록 한 블록에 담기는 거래 수가 줄어들어요.
• 네트워크 혼잡도: 처리를 기다리는 거래가 멤풀(아직 처리되지 않은 거래가 모여 대기하는 곳)에 쌓이면, 실제 처리량과 대기 시간이 함께 나빠져요.
• 최대치와 지속치의 구분: 아주 짧은 순간의 최고 처리량(peak)과, 오랜 시간 계속 유지할 수 있는 처리량(sustained)은 구별해서 봐야 해요.

그래서 TPS 숫자 하나만으로 네트워크를 단정하기 어려워요. 그 숫자를 어떤 조건에서 쟀는지도 함께 봐야 해요.

이렇게 보면 쉬워요 · 100m를 몇 초에 달렸다는 기록도 '평지에서 순풍 받고'인지 '오르막에서'인지 따져 봐야 하는 것과 같아요.

3. TPS는 무엇이 결정하나요?

블록체인의 이론적 TPS는 블록 용량이 크고 블록이 자주 만들어질수록 높아져요. 다만 블록 용량과 생성 속도를 무리하게 키우면 노드가 짊어져야 할 저장·전송 부담이 커지고, 탈중앙성(권한이 한곳에 몰리지 않고 여럿에게 나뉘어 있는 성질)이 약해질 수 있어요. 그래서 실제 설계에서는 합의 알고리즘(여러 컴퓨터가 무엇이 맞는지 서로 맞춰 보는 방법)의 특성과 함께 균형을 잡아야 해요.

보통 작업증명 방식(어려운 계산 문제를 먼저 푸는 쪽이 기록할 권한을 갖는 방식)을 쓰는 네트워크는 TPS가 낮은 편이에요. 반면 지분증명(가진 코인을 담보로 맡긴 만큼 기록 권한을 얻는 방식)이나 위임 지분증명(대표를 뽑아 그들이 기록을 맡는 방식) 같은 방식은 상대적으로 높은 TPS를 목표로 해요. 합의 과정에 얼마나 많은 노드가 어떤 방식으로 참여하느냐가 처리량과 안전성 사이의 균형을 결정하죠.

또한 TPS 수치만으로 성능을 단정하기는 어려워요. 확인 시간(거래가 확정되기까지 걸리는 시간)과 최종성(finality, 한 번 확정되면 되돌릴 수 없는 성질)도 실제 사용 편의성에 큰 영향을 주기 때문이에요.

4. 다 잘할 순 없어요: 확장성 트릴레마

TPS 이야기는 흔히 블록체인 트릴레마와 함께 다뤄져요. 이건 탈중앙성, 보안, 확장성이라는 세 가지 가치를 동시에 모두 극대화하기는 어렵고, 하나를 크게 끌어올리면 다른 하나가 희생되기 쉽다는 관점이에요.

• 블록 용량을 키우고 블록을 빠르게 만들면 처리량은 올라가요. 하지만 모든 거래를 검증하고 저장해야 하는 노드의 부담이 커져서, 개인이 노드를 운영하기 어려워져요. 그러면 소수의 강력한 노드에 권한이 몰리고, 탈중앙성이 약해질 수 있어요.
• 반대로 누구나 참여할 수 있게 노드 요구 사양을 낮게 유지하면 탈중앙성과 검열 저항성(특정 거래를 막거나 지우기 어려운 성질)은 지킬 수 있어요. 하지만 처리량을 크게 올리기는 어려워요.

그래서 높은 TPS 자체가 항상 좋은 설계인 건 아니에요. 어떤 가치를 얼마나 양보하고 무엇을 지켰는지를 함께 봐야 한다는 게 확장성 논의의 핵심이에요.

이렇게 보면 쉬워요 · 이불이 짧으면 어깨를 덮으면 발이 나오는 것처럼, 셋을 한꺼번에 다 덮기는 어려워요.

5. TPS만 봐선 부족한 이유는? 확인 시간과 최종성

높은 TPS가 곧 좋은 사용성을 뜻하지는 않아요. 실제 결제나 서비스에서는 거래가 '얼마나 빨리 되돌릴 수 없게 확정되는가', 즉 최종성(finality)이 중요해요.

• 확인 시간: 거래가 블록에 담긴 뒤, 충분히 확정된 것으로 볼 수 있을 때까지 걸리는 시간이에요. 처리량이 높아도 확정까지 오래 걸리면 사용자가 체감하는 속도는 느려요.
• 확률적 최종성 대 결정적 최종성: 작업증명처럼 뒤에 블록이 쌓일수록 되돌릴 확률이 점점 낮아지는 방식(확률적)과, 특정 조건이 채워지면 곧바로 확정으로 간주하는 방식(결정적)이 있어요. 비잔틴 장애 허용(일부 참여자가 고장 나거나 거짓말을 해도 전체가 올바른 결론에 도달하게 하는 방식) 계열 합의는 빠른 결정적 최종성을 목표로 해요.
• 레이턴시: 네트워크에서 정보가 퍼지는 데 생기는 지연도 실제 응답 속도에 영향을 줘요.

그래서 처리량, 확인 시간, 최종성, 수수료를 함께 봐야 네트워크의 실제 성능을 균형 있게 평가할 수 있어요.

6. 은행·카드 결제망과 비교하면 어때요?

TPS라는 개념은 원래 은행·카드 결제망의 처리 능력을 재려고 쓰였어요. 비자(Visa) 같은 대형 결제망은 수천 TPS 이상을 처리한다고 알려져 있는데, 이건 초기 블록체인의 처리량을 훨씬 웃도는 수준이에요.

이런 차이 때문에 초기 블록체인의 처리량이 대중적인 결제 수단에 비해 크게 낮다는 지적이 오랫동안 이어졌어요. 다만 두 시스템은 성격이 달라요. 전통 결제망은 중앙에서 운영하는 주체가 거래를 처리하고 정산해요. 반면 블록체인은 다수의 노드가 같은 분산원장(여러 곳에 똑같이 복제해 나눠 보관하는 거래 장부)을 각자 검증하고 복제해요. 블록체인은 처리량을 어느 정도 양보하는 대신 검열 저항성, 투명성, 단일 실패 지점의 부재(어느 한 곳이 망가져도 전체가 멈추지 않는 성질) 같은 특성을 추구해요. 그래서 TPS 숫자만으로 두 시스템을 단순히 비교하기는 어렵다는 반론도 있어요.

7. 주요 네트워크는 실제로 얼마나 빠른가요?

대표적으로 비트코인 네트워크는 약 7 TPS, 이더리움은 대략 15~30 TPS 수준의 처리량을 가진 것으로 알려져 있어요. 이건 두 네트워크가 탈중앙성과 보안을 우선하는 보수적인 설계를 택한 결과로 이해돼요.

반면 비자 같은 전통 결제망은 수천 TPS 이상을 처리한다고 알려져 있어요. 그래서 초기 블록체인의 처리량이 대중적인 결제 수단에 비해 크게 낮다는 점이 오랫동안 지적돼 왔어요. 이런 격차가 확장 기술 연구와 새로운 레이어 1 설계를 촉진하는 배경이 됐죠.

다만 이 수치들은 조건과 시점에 따라 달라질 수 있는 대략적인 값이에요. 그래서 네트워크끼리 성능을 비교할 때는 측정 조건과 함께 확인 시간과 최종성까지 고려하는 게 바람직해요.

8. 느린 걸 어떻게 극복하나요? 확장 기술

낮은 TPS라는 한계를 넘어서려고 여러 확장 기술이 제시됐어요. 크게 나누면, 기반이 되는 체인 자체를 개선하는 방식과, 기반 체인 위나 밖에서 거래를 처리하는 방식으로 나뉘어요.

• 오프체인 처리: 거래의 일부를 메인 체인 밖에서 처리하고, 결과만 체인에 기록해서 부담을 줄여요.
• 레이어 2 솔루션: 기반 체인의 보안을 빌려 쓰면서, 거래를 별도 계층에서 한데 묶어 처리해요. 아비트럼, 리네아, 맨틀, 블라스트 등이 이더리움 위에서 동작하는 대표적인 예예요.
• 라이트닝 네트워크: 비트코인의 결제 채널을 기반으로 한 오프체인 확장 방식이에요. 소액 결제를 빠르게 주고받도록 설계됐어요.
• 샤딩: 네트워크를 여러 조각으로 나눠 동시에(병렬로) 처리해서 전체 처리량을 높여요.

이 기술들은 기반 체인의 안전성을 유지하면서 실질적인 TPS를 끌어올리는 걸 목표로 해요. 특히 레이어 2는 기반 체인에 남기는 데이터 비용이 실제 처리량을 좌우하기 때문에, 이 비용을 낮추는 쪽으로 기반 체인을 개선하는 흐름과 함께 발전해 왔어요.

9. 처음부터 빠르게 만든 체인들도 있어요

기존 체인의 처리량 한계를 처음부터 다르게 풀려는 새로운 레이어 1 네트워크들도 나타났어요. 이들은 대체로 지분증명 계열 합의와 함께, 여러 거래를 동시에 실행하는 병렬 처리 같은 기법으로 높은 TPS를 목표로 해요.

• 아발란체, 알고랜드, 앱토스 등은 빠른 최종성과 높은 처리량을 함께 겨냥한 설계를 내세워요.
• 헤데라는 블록을 사슬처럼 잇는 구조 대신, 방향성 비순환 그래프(여러 갈래로 뻗어 나가며 되돌아오지 않는 형태의 자료 구조) 계열 구조를 활용해요.
• 모나드, 메가이더 같은 후발 프로젝트는 병렬 실행 등으로 처리량을 크게 끌어올리는 걸 주요 과제로 삼아요.

다만 이런 네트워크들이 내세우는 처리량은 이론상 최대치이거나 특정 조건에서 나온 값인 경우가 많아요. 그래서 실제 사용 환경에서 지속 가능한 TPS는 얼마인지, 노드 요구 사양은 어느 정도인지도 함께 살펴볼 필요가 있어요.

10. TPS 숫자에 속지 않으려면? 측정의 함정

TPS는 이해하기 쉬운 숫자라서 마케팅에 자주 활용돼요. 그런데 그만큼 오해를 부르기도 해요.

• 이론상 최대치와 실측치의 혼동: 실험실 조건이나 잘 최적화된 상황에서 나온 최대 TPS를, 마치 실제 운영 환경의 처리량인 것처럼 소개하는 경우가 있어요.
• 거래 종류의 차이: 단순 송금만으로 잰 수치는, 복잡한 스마트 계약이 오가는 실제 환경보다 높게 나오기 쉬워요.
• 다른 지표의 생략: 처리량만 강조하고 확인 시간, 최종성, 탈중앙성 수준, 수수료를 함께 밝히지 않으면 성능이 실제보다 부풀려 보일 수 있어요.

그래서 서로 다른 네트워크의 TPS를 나란히 비교할 때는, 같은 측정 조건인지, 어떤 가치를 양보한 결과인지를 함께 따지는 신중한 태도가 필요해요.

11. 앞으로 남은 과제는 무엇인가요?

블록체인의 확장성 논의는 여전히 진행 중이에요. 핵심 과제는 처리량을 높이면서도 탈중앙성과 보안을 함께 지키는 균형을 찾는 거예요.

최근에는 실행·합의·데이터 저장 같은 역할을 나눠서 각각을 최적화하는 모듈형 접근, 레이어 2가 기반 체인에 남기는 데이터의 비용과 가용성(필요할 때 그 데이터를 실제로 구할 수 있는 정도)을 낮추는 연구, 여러 체인을 서로 잇는 상호운용성 확보 등이 함께 논의돼요. 이런 흐름 속에서 TPS는 여전히 널리 쓰이는 지표예요. 하지만 단일 숫자 하나보다는 확인 시간·최종성·수수료·탈중앙성을 두루 아우르는 종합적인 성능 평가로 나아가는 것이 앞으로의 과제로 남아 있어요.