블록체인 네트워크도 일반 네트워크의 OSI 7 계층처럼 레이어가 나뉘어져 구분이 되어 있나요?
안녕하세요. 블록체인네트워크에 대해 공부하다가 문득 네트워크의 일반적인 OSI 7계층이 생각났습니다.
물리계층, 데이터계층, 네트워크 계층 등등 7개의 계층으로 이루어진 OSI 7계층처럼 블록체인 네트워크도 OSI 7계층처럼 계층이 나뉘어져 있는 표준이 존재하는지 궁금하여 질문을 드립니다.
만약 나뉘어져 있다면 각 계층별로 어떻게 구성이 되어있는지 답변 부탁 드리겠습니다.
안녕하세요 블록체인 레이어 구조에대해 문의 하셨는데요
블록체인 레이어구조에대해 설명한 내용이 있어서 공유합니다.
문의하신 내용에 도움이 되었으면 합니다.
감사합니다.
레이어 구조란
Layer레이어는 영어로 층을 의미하고, 계층이라고도 말한다. 주로 웹 브라우저나 그래픽 소프트웨어에서 사용되는 기술이며, 미용실에서 머리를 잘릴 때 부분적으로 잘라 단을 만드는 의미에서도 사용된다. 통신용어에서는 데이터 전송을 원활하게 하기 위해서 처리의 역할분담으로 층을 나누는 것을 레이어라 부른다.
[레이어 구조로 유명한 ‘OSI 참조 모델‘은 인터넷 통신 프로토콜이며, 국제표준화기구(ISO)에 의해 책정된 통신계층모델. 통신 구조를 세계 기준으로 통일하고, 통신 문제 등을 해결하였다.］
하나에 예시로 현미경으로 투명한 판이 몇 개 겹쳐 있는 상태를 들여다 보고 있는 것을 생각해보겠다. 들여다 보는 본인은 어떤 판을 뽑아내거나, 데이터를 수정한 판을 돌려놓을 수 있다. 이와 같이 각 층이 나누어져 있는 덕분에 하층 데이터를 교환해도 상층 데이터에 영향을 미치지 않는 것이 장점이다.
각 시스템 구조마다 차이가 있지만 개발자나 관리자는 이것을 파탄으로 버그 수정이나 기능 업데이트 등을 진행한다.
5개 영역과 7개 레이어
도표로 표현한 층을 위에서 보면 하나에 서비스(앱, 소프트웨어)가 된다.
각 레이어 역할을 블록체인에 적용하면 크게 5가지 영역으로 나누어진다. 각각 네트워크 영역, 블록체인 영역, 확장 영역, 애프리케이션 영역, 서비스 영역이 되어 레이어 수는 OSI참조 모델에 따라 7층으로 나누었다.
레이어 구조 도표
layer0
블록체인에서 네트워크 구조를 결정하는 가장 하층에 위치하는 부분. 여기를 결정하지 않으면 통신이나 송금, 토큰 발행이 못한다. 블록체인 내에서 생성되는 블록이나 노드 사이의 통신(P2P등)을 행하기 위한 프로토콜이 된다.
layer1.0
PoW나 PoS 등의 합의 알고리즘을 규정하는 레이어 블록 생성・승인을 규제하는 프로토콜이며, 정하는 기능에 따라 특징이 크게 좌우된다.
대표적인 PoW은 분산성과 보안 능력은 높지만 확장성 문제나 51% 공격 등의 리스크가 있다. 한편 PoS는 확장성, 51% 공격의 문제는 낮지만 보안 능력과 분산성을 희생시킨다. 이외에도 DPoS, PoI 등 취약점을 보완한 알고리즘이 있고 특징에 따라 어느 기능을 채용할지는 각양각색이다.
layer1.5
생성되는 블록 내에 어떤 정보를 놓는지를 결정한다. 이더리움은 스마트 계약에 의한 디지털 계약 내용을 블록 내에 놓거나, 비트코인에서 확장성 문제 해결책인 segwit에 관한 논의는 이 부분이 해당된다.
네트워크와 블록체인 영역인 레이어０와1.0, 1.5의 층은 정단점이 현저하게 나오는 장소이며, 출시함에 있어서 어디를 중시할지는 자주 논의된다.
layer2.0
블록체인 상의 통신 규모를 확장하여, 처리능력을 확대한는 레이어. 프로그래밍 언어 등 구성부분을 규정하는 장소이고, 현제 비트코인은 이 영역 기술개발로 접어들었다. 이 부분에서는 비트코인의 처리 능력을 향상하기 위해 라이트닝 네트워크나 사이드체인이 논의되어 있다.
layer2.5
가상 머신의 블록체인을 OS단계로 실행하기 위한 기능을 확장한다. 예를 들면 PC의 윈도우나 애플 단말기의 iOS, 구글 크롬 OS 등이 해당되고 앱이나 서비스 기능에서 필수인 부분이다.
확장 영역은 말 그데로 블록체인 처리능력을 확장하기 위한 레이어이며, 사용자가 쓸 때 방법이나 시스템 컴퓨팅을 맡은 자리이기도 한다.
layer3.0
가상 머신 상에서 앱이 잘 작동하기 위한 기능을 구현하는 레이어. DEX나 Dapps(분산형 앱)이 이에 해당되고 실제로 사용자가 각 앱을 이용하면서 디팩토 스탠다드 (사실상의 표준)가 된다.
이제까지의 층, 영역을 플랫폼으로 하여, 실생활에서 사용자가 앱을 이용하는 부분이 된다는 것이다.
layer4.0
이 영역까지 구현되면 사용자에게 서비스로 일반 재공되는 앱이 완성된다. 암호자산 에서는 각 거래소의 월렛, PC 상에서는 각 브라우저가 이에 해당되고 사용자는 제공된 앱이나 서비스로 부가된 혜택을 얻을 수 있게 된다.
안녕하세요. 일반적으로 블록체인 계층구성에 대해서 아래와 같이 나타낼 수 있습니다. 데이터 레이어부터 일반적인 OSI 7계층의 밑부분이라고 생각하시면 됩니다.
Data Layer (데이터 레이어)
OSI로 따지면 물리적 계층으로써 가장 낮은 곳에 위치하고 있습니다. 제네시스 블록부터 이어지고 있는 블록체인 상의 데이터, 체인, 타임스탬프, 공개키 등이 포함됩니다.
Network Layer (네트워크 레이어)
아시다시피 블록체인은 기본적으로 P2P 네트워크를 기반으로 하고 있습니다. 네트워크 레이어는 P2P 네트워킹 매커니즘과 데이터전송 매커니즘이 포함되어 있죠. 각 노드는 자유롭게 연결되어 전체 체인을 유지하면서 데이터를 교환합니다.
Consensus Layer (컨센서스 레이어)
탈중앙화를 통해 각 노드가 분산화된 블록체인 상에서 데이터의 유효성에 대한 합의를 효율적으로 도출하기 위해서는 합의에 대한 협의가 가장 중요합니다. 합의 매커니즘은 블록체인의 핵심 기술이자 블록체인 커뮤니티의 통제 매커니즘이기도 하죠. 합의 매커니즘에는 작업증명을 포함하여 위임지분증명, 가치증명 등 다양한 매커니즘이 존재합니다.
Actuator Layer (액츄에이터 레이어)
액츄에이터 레이어는 블록체인 생태계를 더욱 효율적으로 동작시키기 위한 것으로 경제적인 보상제도로 볼 수 있는데요. 생태계 참여자를 위한 보상 발생과 배분이 포함되어 있습니다. 일정한 보상을 발생시켜 노드의 활발한 참여를 격려해 생태계를 유지시켜 발전을 유도하고 있죠.
Contract Layer (컨트렉트 레이어)
컨트렉트 레이어는 블록체인 상에서 프로그래밍 할 수 있는 다양한 기능들을 포함하고 있는 계층입니다. 프로그래밍이 가능한 코드나 알고리즘, 스마트컨트랙트 등이 포함되어 있습니다.
Application Layer (어플리케이션 레이어)
마지막으로 어플리케이션 레이어가 있는데요. OSI 7계층의 마지막 부분과 같이 블록체인 상에서 사용되는 Dapp 이라고 생각하시면 됩니다.
위에서 설명드린 계층 중 블록체인에 꼭! 필요한 계층은 데이터, 네트워크, 컨센서스 레이어 입니다. 이 중 하나라도 부족하면 진정한 블록체인 기술이라고 볼 수 없죠. 반면 액츄에이터, 컨트렉트, 어플리케이션 레이어는 모든 블록체인에 꼭 필요한 요소는 아닙니다. 그래서 일부 프로젝트에서는 이 레이어 계층을 포함시키지 않는 경우도 있죠 ^^
