Web3.0의 한계와 극복 기술 – ZK-Rollups, State Channels, DAG 완전 정복

Web3.0의 한계와 극복 기술 – ZK-Rollups, State Channels, DAG 완전 정복

1. 왜 Web3.0에는 보완 기술이 필요한가?

Web3.0은 탈중앙화, 프라이버시, 보안성을 강화한 차세대 인터넷이지만,
여전히 해결해야 할 기술적 한계와 병목 지점이 존재합니다.

✅ 낮은 처리 속도 (TPS)
✅ 높은 트랜잭션 수수료(Gas Fee)
✅ 확장성 문제(사용자 증가에 따른 병목 현상)
✅ 사용자 경험(UX)의 어려움
✅ 실시간 서비스 제공의 어려움

→ 이 문제를 해결하기 위한 대표 기술이 바로 ZK-Rollups, State Channels, DAG입니다.

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2. ZK-Rollups – 영지식 증명을 통한 L2 확장 솔루션

🔹 ZK-Rollups란?

ZK-Rollup은 다수의 트랜잭션을 하나로 묶어 요약(rollup)하고,
그 요약본이 유효하다는 **"영지식 증명(ZKP)"**을 메인체인에 제출하는 확장 기술입니다.

✅ 수백~수천 건의 트랜잭션을 하나로 압축
✅ 데이터는 오프체인, 증명만 온체인으로 전송
✅ 개인 정보 노출 없이 트랜잭션 유효성 증명 가능

✅ ZK-Rollup의 장점

• ✅ 처리 속도 향상 (수천 TPS 가능)
• ✅ 수수료 절감 (Gas 비용 절감)
• ✅ 높은 보안성 (ZK-SNARKs/ZK-STARKs 기반)
• ✅ 이더리움과 호환 가능 (L2 솔루션)

✅ ZK-Rollup 적용 프로젝트

프로젝트 설명

zkSync	이더리움 기반 ZK-Rollup 플랫폼
StarkNet	ZK-STARK 기반 확장성 솔루션
Loopring	ZK-Rollup 기반 탈중앙화 거래소

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3. State Channels – 양방향 거래의 실시간 처리 솔루션

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🔹 State Channel이란?

State Channel은 온체인 거래를 최소화하고,
참여자들끼리 오프체인으로 실시간 거래를 주고받을 수 있도록 하는 확장 기술입니다.

✅ 거래는 오프체인에서 처리되고,
✅ 최종 결과만 블록체인에 기록됨

🔹 사용 시나리오

• 실시간 게임, 실시간 결제, 빠른 채팅 기반 서비스
• 반복 거래가 많은 쌍방향 트랜잭션 (예: A ↔ B 반복 거래)

✅ State Channel의 장점

• ✅ 트랜잭션 속도: 거의 즉시 처리 (초당 수만 건)
• ✅ 수수료 없음: 중간 거래에 대한 Gas 비용 없음
• ✅ 프라이버시 강화: 중간 상태는 블록체인에 기록되지 않음

✅ 대표적인 State Channel 프로젝트

프로젝트 설명

Lightning Network	비트코인 L2 확장 솔루션
Raiden Network	이더리움 기반 상태 채널 네트워크
Celer Network	다양한 체인에 적용 가능한 범용 State Channel

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4. DAG(Directed Acyclic Graph) – 블록이 없는 블록체인 구조

🔹 DAG란?

DAG는 기존 블록체인의 "블록체인(block-chain)" 구조를 대신하여
트랜잭션들이 노드 형태로 직접 서로를 연결하는 형태를 말합니다.

✅ 선형 블록체인 → 트랜잭션이 쌓이는 구조
✅ DAG → 병렬적으로 트랜잭션이 검증되고 확산됨

✅ DAG의 장점

• ✅ 블록 없이도 높은 처리 속도
• ✅ 트랜잭션 수가 많을수록 더 빨라짐 (Self-scalable)
• ✅ 수수료 거의 없음 or 무료

✅ DAG 구조의 대표 프로젝트

프로젝트 설명

IOTA	IoT에 특화된 수수료 없는 DAG 기반 블록체인
Nano	초고속 결제에 특화된 DAG 네트워크
Fantom	DAG 기반의 스마트 컨트랙트 플랫폼 (aBFT 합의 알고리즘 사용)

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5. 실제 예시: ZK-Rollup을 활용한 DeFi 송금 흐름

[사용자 A → zkSync Layer2 → 수백 건 트랜잭션 → ZK 증명 생성 → 이더리움 메인넷 기록]

✅ 사용자 A가 zkSync를 통해 거래
✅ 오프체인에서 수백 건의 거래가 발생
✅ ZK-SNARKs가 모든 거래가 유효하다는 증명을 생성
✅ 증명만 이더리움에 기록 → 빠르고 저렴함

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6. 비교 정리: ZK-Rollups vs State Channels vs DAG

기술 구조 장점 한계

ZK-Rollups	트랜잭션을 압축하고 증명만 온체인 기록	빠르고 안전, 이더리움 호환	증명 생성 비용이 큼
State Channels	사용자 간 오프체인 거래	실시간 처리, 거의 무료	참여자 고정, 다자간 어려움
DAG	트랜잭션이 직접 연결되는 그래프	수수료 없음, 확장성 우수	보편적 사용에는 어려움

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7. 결론

✅ Web3.0의 한계를 극복하기 위해 다양한 L2 및 구조적 기술이 발전 중
✅ ZK-Rollups, State Channels, DAG는 각각 다른 문제를 해결하며 상호보완적으로 사용 가능
✅ 앞으로의 Web3 생태계는 이러한 기술을 통해 더욱 빠르고, 확장 가능하며, 사용자 친화적으로 진화할 것

📌 다음 글에서는 Web3.0의 생태계 확장과 통합을 위한 상호운용성 기술 (Interoperability, 예: Cosmos, Polkadot)을 다룹니다! 🚀