엑셀라 (Axelar) — 멀티체인의 중심에서 상호운용을 외치다

엑셀라의 구조와 특징을 중심으로

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디스프레드 블로그

32 min readJun 19, 2024

Disclaimer: 본 보고서의 내용은 작성자의 의견을 반영하고 정보 제공만을 목적으로 하며, 토큰을 구매 또는 판매하거나 프로토콜을 사용하도록 권장하는 목적으로 작성되지 않았습니다. 이 보고서에 포함된 어떠한 내용도 투자 조언이 아니며, 투자 조언으로 해석되어서도 안됩니다.

1. 들어가며

1.1. 멀티체인 환경의 부상

블록체인 기술의 초창기, 이더리움은 스마트 컨트랙트를 통해 구축된 디앱(Dapp)을 기반으로 온체인 활동의 부흥을 이끌었습니다. 그러나 이더리움은 제한된 확장성으로 인해 증가하는 거래 요청을 안정적으로 처리할 수 없었습니다. 이에 따라 네트워크 혼잡도와 가스비가 급증하는 문제에 직면하게 되었고, 블록체인 네트워크에 더 많은 유저와 자금이 유입될수록 네트워크가 안정적으로 많은 트랜잭션을 처리할 수 있는 능력인 ‘확장성’의 중요성이 부각되었습니다.

이더리움의 확장성 문제를 해결하기 위해, 솔라나(Solana), 앱토스(Aptos), 수이(Sui)와 같이 높은 처리량과 낮은 수수료를 목표로 설계된 모놀리틱 구조의 새로운 L1 블록체인들이 등장했습니다. 또한, 이더리움 진영에서는 자체 네트워크에서 트랜잭션을 실행하고 그 결과를 이더리움에 기록하는 L2 솔루션을 통해 확장성 문제를 해결하려는 시도가 이루어졌습니다.

이와 더불어, 더욱 유연하고 높은 확장성을 가진 네트워크를 구축하기 위해 합의(Consensus), 실행(Execution), 데이터 가용성(Data Availability)과 같은 각 기능을 독립적인 레이어로 분리하고, 이를 유기적으로 조합하는 모듈러 블록체인 아키텍처가 등장했습니다.

대표적으로 코스모스가 제공하는 Cosmos SDK 프레임워크를 통해 필요한 모듈을 선택, 조합하여 금융, 게임 등 특정 목적에 특화된 앱체인을 구축할 수 있습니다. 최근에는 이더리움 진영에서도 아비트럼 오르빗(Arbitrum Orbit)이나 옵티미즘의 OP 스택(Optimism OP Stack)과 같은 모듈러 블록체인 개발 프레임워크가 생기며, 여러 형태의 모듈러 아키텍처를 가진 블록체인들이 등장하고 있습니다.

이처럼 L1 블록체인의 수평적 확장과 L2, L3 및 앱체인의 수직적 확장이 동시에 이루어지며, 오늘날의 블록체인 생태계는 다양한 블록체인 네트워크가 공존하는 멀티체인 시대를 맞이하게 되었습니다. 이를 통해 개발자들은 자신의 프로젝트에 가장 적합한 블록체인을 선택할 수 있는 자유를 얻었고, 유저들은 그 어느 때보다 다양한 서비스와 기회를 접할 수 있게 되었습니다.

1.2. 블록체인 상호운용 솔루션의 등장 및 발전 과정

멀티체인의 부상은 각 블록체인에 분산되어 있는 유동성이 고립되어 생기는 유동성 파편화 문제를 초래하였으며, 유저들은 각 체인별로 개별 계정과 지갑을 관리해야 하는 불편함을 겪게 되었습니다. 이에 따라 블록체인 간 자산과 데이터를 원활하게 교환할 수 있도록 돕는 블록체인 상호운용 솔루션의 필요성이 대두되기 시작했습니다.

초기에 등장한 체인 간 상호운용성 솔루션으로는 체인 간 자산 전송 기능을 제공하는 브릿지(Bridge) 프로토콜이 있습니다. 브릿지 프로토콜은 1) 자산을 보내는 체인의 토큰을 컨트랙트에 보관하고, 받는 체인에서 래핑(Wrapping)된 토큰을 발행하는 락 앤 민트(Lock & Mint) 방식과, 2) 컨트랙트에 보관하는 대신 소각을 진행하고 받는 체인에서 토큰을 새로 발행하는 번 앤 민트(Burn & Mint) 방식을 통해 서로 다른 체인 간 자산 이동을 가능하게 함으로써 유동성 파편화 문제를 일정 부분 해소했습니다.

그러나 브릿지 프로토콜을 활용하더라도 여전히 유저는 원하는 기능을 수행하기 위해 각 체인별로 개별 계정과 지갑을 관리해야 하고, 각 체인에 트랜잭션을 직접 제출해야 하므로, 하나의 통합된 환경에서 작업하는 것과 같은 매끄러운 사용자 경험을 누리고 있지 못하는 상황입니다.

특정 유저가 이더리움 네트워크의 A 토큰을 활용하여 솔라나 네트워크의 B 토큰을 구매할 때 겪는 과정은 다음과 같습니다.
1. 이더리움 네트워크의 자산을 관리하는 지갑에 접속
2. 브릿지 프로토콜에 이더리움 네트워크의 지갑 연결 및 A 토큰 브릿지 트랜잭션 제
3. 솔라나 네트워크의 자산을 관리하는 지갑에 접속
4. A와 B 토큰의 거래를 지원하는 DEX에 지갑 연결
5. 브릿지한 A 토큰을 B 토큰으로 스왑

코스모스는 이러한 사용자 경험을 개선하고자 코스모스 기반의 앱체인 간 통신 표준인 IBC(Inter-Blockchain Communication)를 통해 체인 간 자산 전송 이외의 임의의 메시지를 보내고, 수신 체인에서 그 메시지를 기반으로 스마트 컨트랙트를 실행하거나 데이터를 교환하는 크로스체인 메시징(Cross-chain Messaging) 기능을 제공했습니다. 이를 통해 여러 앱체인 간 자산 브릿징 및 스왑 과정이 간소화되었으며, 퀘이사(Quasar)와 같이 여러 체인의 자산을 활용한 일드 파밍 기능을 제공하는 디앱들이 등장할 수 있었습니다.

이처럼 IBC는 기존 브릿지 프로토콜이 제공하지 못했던 사용자 경험 측면에서의 상호운용성을 향상하는 데 기여했습니다. 그러나 IBC는 주로 자산 전송과 해당 자산을 활용한 단순한 스마트 컨트랙트 실행에 초점을 맞추고 있어, 체인 간 임의의 복잡한 상호작용이나 단일 트랜잭션 내에서의 다중 체인 작업 처리 등에는 제한이 있습니다. 또한, IBC는 코스모스 생태계 내에서만 동작하기 때문에 이더리움, 솔라나 등 다른 개발 환경을 사용하는 블록체인과의 직접적인 상호운용은 여전히 어려운 상황입니다.

따라서 진정한 의미의 블록체인 인터넷, 즉 체인의 종류나 구조에 관계없이 모든 블록체인을 아우르는 크로스체인 상호운용성을 달성하기 위해서는 보다 범용적이고 개방적인 크로스체인 메시징을 지원하는 프로토콜이 필요했으며, 이러한 문제의식에서 출발한 것이 바로 엑셀라(Axelar)입니다.

2. 엑셀라(Axelar), 완전한 상호운용을 위한 프로토콜

엑셀라는 기존 크로스체인 메시징 솔루션들이 가지고 있던 한계, 즉 특정 생태계에 종속되어 있다는 제약을 극복하고, 자유도 높은 크로스체인 메세징 기능을 제공하고자 고안된 차세대 크로스체인 메시징 프로토콜입니다.

컴퓨터 네트워킹의 표준 통신 프로토콜인 TCP/IP가 격리되어 있던 네트워크들이 하나의 공통된 언어로 소통할 수 있게 해준 것처럼, 엑셀라는 안전하고 프로그래밍 가능한 블록체인계의 TCP/IP로서 기능하며, 서로 다른 블록체인들이 각자의 고유한 특성을 유지하면서도 검증된 정보와 가치를 자유롭게 교환할 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있습니다.

2024년 5월 기준, 코스모스 IBC와 이더리움, 폴리곤(Polygon), 아발란체(Avalanche) 등의 EVM(Ethereum Virtual Machine) 기반 네트워크를 포함하여 총 64개의 블록체인 네트워크와의 크로스체인 메시징을 지원하고 있으며, 가까운 미래에는 솔라나(Solana), 앱토스(Aptos), 수이(Sui), 스택스(Stacks)와 같은 Non-EVM 기반의 네트워크와의 상호 호환을 가능토록 하여 생태계를 확장할 계획을 가지고 있습니다.

*엑셀라와 호환되는 블록체인 네트워크, Source:* Axelarscan

엑셀라는 개발자들에게 크로스체인 개발 인프라를 통해 여러 블록체인과 상호작용하는 인터체인 디앱을 편리하게 개발하고 출시할 수 있도록 돕는 환경을 제공하고 있습니다. 이를 통해 구축된 엑셀라 기반 인터체인 디앱은 실제로 복잡한 크로스체인 상호작용을 수행하지만, 유저 입장에서는 시작 체인에서 해당 디앱에 단일 트랜잭션을 제출하는 것 만으로 크로스체인 기능을 경험할 수 있습니다. 즉, 유저가 여러 네트워크에서 수행해야 했던 행위를 추상화함으로써, 마치 단일 네트워크에서 활동하는 것과 같은 높은 수준의 사용자 경험을 제공하는 것입니다.

엑셀라의 기술력과 잠재력은 다양한 프로젝트 및 기업들과의 협업을 통해 입증되고 있으며, 대표적인 사례로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

RWA 기반 스테이블코인 USDY 발행사 온도 파이낸스(Ondo Finance)가 엑셀라를 통해 USDY의 크로스체인 브릿지를 구현, 이외에도 상위 RWA 프로젝트 센트리퓨지(Centrifuge)와 프로비넌스(Provenance) 또한 상호운용성을 위해 엑셀라 활용
메타마스크(Metamask), 트러스트월렛(Trust Wallet) 등 주요 암호화폐 지갑들이 크로스체인 스왑 기능을 위해 엑셀라 기반 애플리케이션 스퀴드(Squid)를 활용
dYdX, 유니스왑(Uniswap) 등 주요 디파이 프로젝트들이 엑셀라와 파트너십을 통해 크로스체인 기능을 강화
게임 프로젝트 이뮤터블(Immutable)은 엑셀라와 협력하여 크로스체인 인프라를 구축
스테이킹 유동화 프로젝트 리도 파이낸스(Lido Finance)는 엑셀라를 통해 스테이킹된 ETH(stETH)를 코스모스와 BNB 체인으로 확장
JP모건, 마이크로소프트, 도이치뱅크, 마스터카드 등 글로벌 기업들이 진행하는 웹3 사업에서의 크로스체인 인프라 협력

이어서 엑셀라가 어떻게 블록체인 생태계의 표준 통신 프로토콜이 되고자 하는지 더 자세히 이해하기 위해, 엑셀라 프로토콜의 아키텍처와 특징에 대해 살펴보겠습니다.

2.1. 프로토콜 아키텍처

엑셀라 프로토콜에는 엑셀라 네트워크, 게이트웨이 컨트랙트, API/SDK와 같은 주요 구성 요소가 있으며, 다이어그램으로 표현하면 다음과 같은 구조를 가지고 있습니다.

2.1.1. 엑셀라 네트워크, 탈중앙화 네트워크 간 허브

엑셀라는 연결된 블록체인들 간의 메시지와 자산 브릿지를 중개하는 기능을 탈중앙적으로 수행하기 위해 자체 네트워크를 구축하고 운영하고 있습니다.

엑셀라 네트워크는 코스모스에서 제공하는 블록체인 구축 프레임워크인 Cosmos SDK를 활용하여 구축되었으며, 위임 지분 증명(DPoS)을 합의 알고리즘으로 채택하고 있습니다. 유저들은 엑셀라의 네이티브 토큰인 $AXL을 예치하여 밸리데이터 노드를 운영할 수 있으며, 밸리데이터 노드를 직접 구동하지 않는 유저 또한 자신의 $AXL을 밸리데이터에게 위임함으로써 간접적으로 네트워크 검증에 참여할 수 있습니다.

작성일인 5월 17일 기준으로 약 130개의 주체가 $AXL을 스테이킹하고 노드를 구동 중
이 중 스테이킹 지분이 높은 상위 75개의 노드 구동 주체가 밸리데이터로 선정되어 엑셀라 네트워크의 검증에 참여
밸리데이터로 선정되지 못한 나머지 노드 오퍼레이터들은 생성된 블록을 전파하는 데에 참여하며, 소량의 인센티브를 수취

밸리데이터들은 엑셀라 네트워크와 연결된 블록체인 네트워크들의 상태를 모니터링하고 엑셀라 네트워크에 제출되는 크로스체인 트랜잭션을 검증하는 역할을 수행합니다. 이를 위해 각 밸리데이터들은 엑셀라 네트워크와 연결되어 있는 블록체인들의 노드를 직접 운영하고 각 네트워크의 데이터를 열람하여 크로스체인 트랜잭션의 유효성을 검증합니다.

예를 들어, 특정 유저가 이더리움에서 폴리곤으로 자산을 전송하는 크로스체인 트랜잭션을 요청하면, 엑셀라의 밸리데이터들은 다음과 같은 과정을 거칩니다.

이더리움 노드를 통해 해당 트랜잭션이 실제로 발생했는지 확인
폴리곤 노드를 통해 수신자의 주소가 유효한지 검사
트랜잭션의 유효성이 확인되면, 엑셀라 블록체인에 해당 트랜잭션을 기록하고 실행

또한 엑셀라는 밸리데이터들이 블록 검증을 위해 예치한 토큰 지분에 비례하여 검증 권한이 선형적으로 증가하는 방식이 아닌, 예치량의 제곱근에 비례하여 증가하는 쿼드라틱 보팅(Quadratic Voting) 시스템을 도입하고 있습니다. 예를 들어 특정 밸리데이터가 투표권을 2배로 늘리고 싶다면 $AXL 스테이킹 규모를 4배 증가시켜야 합니다. 이는 소수의 밸리데이터가 과도한 영향력을 행사하는 것을 방지하고, 더 많은 참여자들이 의사결정에 동등한 권한을 가질 수 있도록 함으로써, 네트워크의 탈중앙성과 공정성을 한층 더 강화하는 역할을 하고 있습니다.

2.1.2. 게이트웨이 컨트랙트(Gateway Contract)

엑셀라 네트워크와 연결된 각 블록체인에는 각 네트워크의 스마트 컨트랙트 형태로 구현된 게이트웨이 컨트랙트가 배포됩니다. 이 게이트웨이 컨트랙트는 1) 각 네트워크에서 발생한 이벤트나 트랜잭션을 엑셀라 네트워크에 전달하고, 2) 엑셀라 네트워크에서 전달된 메시지나 자산을 도착하고자 하는 네트워크에 전달하는 두 가지 기능을 수행합니다.

이 과정에서 서로 다른 블록체인 네트워크에 있는 게이트웨이 컨트랙트들은 다음과 같은 소통 규칙을 따릅니다.

CGP(Cross-Chain Gateway Protocol): 네트워크 간의 게이트웨이 컨트랙트들이 서로를 인식하고 정보를 교환하는 규칙
CTP(Cross-Chain Transfer Protocol): 네트워크 간의 게이트웨이 컨트랙트들이 자산과 데이터 전송하는 규칙

이를 통해 각각의 네트워크들은 자신들의 고유한 구조와 합의 방식을 유지하면서도 자유도 높은 상호호환을 수행할 수 있습니다.

게이트웨이 컨트랙트는 엑셀라의 밸리데이터들에 의해 관리되며, 스마트 컨트랙트가 존재하는 네트워크의 경우에는 여러 당사자의 서명이 필요한 다중 서명 체계인 멀티시그(Multisig)로, 스마트 컨트랙트를 지원하지 않는 비트코인과 같은 네트워크에서는 비밀키를 여러 조각으로 나누어 각 검증자들에게 분배하는 방식인 TSS(Threshold Signature Scheme)를 통해 밸리데이터들의 악의적인 행동을 제어하는 아키텍처를 가지고 있습니다.

2.1.3. API와 SDK

엑셀라는 크로스체인 디앱을 개발하고자 하는 개발자들이 쉽고 빠르게 인터체인 애플리케이션을 구축할 수 있도록 API와 SDK 개발 툴을 제공하고 있습니다.

엑셀라 API는 개발자들이 엑셀라 네트워크와 상호작용하기 위한 창구로서, 자산 전송, 메시지 전달, 트랜잭션 상태 확인 등의 기능을 간단한 호출을 통해 사용할 수 있게 도와주며, API를 활용하는 개발자들은 복잡한 크로스체인 로직을 직접 구현할 필요 없이, 제공되는 여러 함수들을 활용하여 인터체인 디앱을 구축할 수 있습니다.

엑셀라의 SDK에는 API 호출에 필요한 코드들을 미리 작성해 놓은 코드 라이브러리와, 개발자들의 라이브러리 활용 이해를 돕기 위한 샘플 코드, 문서와 같이 API 사용을 더욱 간편하게 만들어주는 여러 기능들이 포함되어 있으며, JavaScript, Python, Go 등의 다양한 프로그래밍 언어를 지원합니다.

이렇듯 개발자들은 엑셀라가 제공하는 API와 SDK를 활용함으로써 복잡한 크로스체인 로직을 직접 구현할 필요 없이, 엑셀라가 제공하는 기능들을 손쉽게 자신의 애플리케이션에 통합할 수 있습니다.

2.2. GMP(General Message Passing)

위와 같은 아키텍처를 기반으로 엑셀라 네트워크는 Cross-Chain Token Transfer 트랜잭션과 GMP(General Message Passing) 트랜잭션, 이렇게 두 가지 유형의 크로스체인 트랜잭션을 지원합니다.

Cross-Chain Token Transfer: 전통적인 브릿지의 기능과 유사하며, 출발 체인에서 토큰을 락업하고 도착 체인에서 랩핑 된 형태의 해당 토큰을 발행하는 락 앤 민트 방식으로 작동
GMP(General Message Passing): 엑셀라가 제공하는 크로스체인 메시징 기능으로, 엑셀라의 게이트웨이 프로토콜과 CGP와 CTP 규약을 통해 단순한 자산 전송을 기능을 제공하는 것을 넘어 자산 브릿지를 수행하지 않고도 체인 간 제약 없는 스마트 컨트랙트 함수 호출과 상태 동기화를 실행 가능케 함

예를 들어, GMP를 활용하여 인터체인 렌딩 프로토콜을 구축한다면, 각 체인의 자산을 브릿지 할 필요 없이 동기화된 각 체인의 컨트랙트에 자산을 묶어두는 것만으로 다른 네트워크에서 대출을 실행할 수 있도록 구현할 수 있습니다. 또한, 크로스체인 트랜잭션을 실행하는 과정에서 유저에게는 각 네트워크(엑셀라 네트워크 포함)의 가스비를 마련할 필요 없이 출발 체인의 토큰으로 가스 비용을 지불할 수 있게 해주는 등의 부가적인 편의 기능을 제공하며, 각 체인에서 발생시켜야 하는 트랜잭션들을 유저 관점에서는 트랜잭션이 출발하는 체인에서 유저가 제출하는 하나의 트랜잭션으로 추상화하여 구현할 수 있습니다.

2.2.1. 메커니즘과 장점

GMP 트랜잭션의 세부 작동 방식은 가장 보편적인 사용 사례인 크로스체인 스왑을 통해 가장 잘 설명됩니다. 스퀴드(Squid)는 크로스체인 스왑을 지원하는 대표적인 디앱으로, 유저가 브릿징을 넘어 체인 간에 토큰을 하나의 상호작용으로 교환할 수 있게 해줍니다.

엑셀라의 GMP를 활용하는 크로스체인 스왑 과정은 다음과 같습니다.

유저가 체인 A에 홀딩하고 있는 a 토큰을 자신의 네이티브 토큰을 다른 체인 체인 B의 b 토큰으로 교환하고자 체인 A에서 크로스체인 스왑을 시작
유저가 스왑에 사용한 자산의 일부는 체인 A와 체인 B에서 가스 수수료를 지불하는 데 필요한 만큼 각 체인의 네이티브 토큰으로 변환
a 토큰은 체인 A에서 각 체인에 유동성이 모두 존재하는 스테이블 코인으로 스왑
스왑 된 스테이클 코인과 체인 B의 DEX를 통해 b 토큰으로 스왑 하라는 메시지가 함께 체인 B로 브릿지
체인 B의 DEX에서 스왑이 실행된 후, 유저는 b 토큰을 수취

작성일인 5월 17일 기준 엑셀라에서 발생한 180만 건의 트랜잭션 중 약 3분에 2 가량이 GMP 기능을 활용하기 위한 트랜잭션이며, GMP를 활용한 인터체인 디앱들을 통해 GMP의 사용량은 점차 증가하고 있는 추세를 보이고 있습니다.

*월 별 엑셀라 네트워크 트랜잭션 통계 (6월3일 기준), Source:* Axelarscan

GMP는 위와 같은 메커니즘을 바탕으로 크로스체인 트랜잭션에 토큰 브릿지가 포함된 방식을 채택하고 있는 상호운용 솔루션에 비해 아래와 같은 장점을 유저에게 제공할 수 있습니다.

보내고자 하는 체인의 자산을 활용하기 위해 컨트랙트에 전송하거나 소각하는 과정 없이 직접 상호작용할 수 있게 함으로써 가스 비용을 절감
다른 체인의 컨트랙트에 사용되는 자산이 원래 체인에 그대로 남아있기 때문에 자산의 출처와 상태 추적이 용이

결과적으로 GMP를 통해 유저들은 1) 투명한 자산 활용 환경 및 2) 저렴하고 간편한 인터체인 디앱 사용 경험을 누릴 수 있습니다.

2.3. Hub & Spoke 구조

여러 개의 네트워크를 연결하고 상호운용을 제공하는 방식으로는 각각의 네트워크들이 직접 연결되어 있는 Point-to-Point 방식과 허브(Hub)와의 연결을 통해 각각의 네트워크들이 허브를 거쳐 간접적으로 상호소통하는 Hub & Spoke 방식이 있습니다.

*Point-to-Point, Hub & Spoke 구조, Source:* Axelar Blog

엑셀라는 엑셀라 네트워크를 중심으로 다른 네트워크들이 둘러싸고 있는 형태의 Hub & Spoke 방식을 채택하고 있습니다. 이는 Point-to-Point 방식에 비해 높은 확장성과 유연성을 가지고 있기 때문입니다.

Point-to-Point 방식에서 새로운 네트워크를 추가하려면, 기존에 연결된 모든 네트워크와 일일이 연결 인프라를 구축해야 하므로 지원하는 네트워크 수가 늘어날수록 새로운 네트워크가 추가될 때 구축해야 하는 인프라가 기하급수적으로 증가하게 됩니다. 반면 Hub & Spoke 방식에서는 새로운 네트워크와 중앙 허브가 연결되는 것으로 모든 네트워크와의 연결을 가능케 하므로, Point-to-Point 방식에 비해 높은 확장성을 가지고 있으며, 연결 방식에 대한 세부 수정 및 업데이트에 용이합니다.

반면, 보안성 측면에서 Hub & Spoke 구조는 중앙 허브에 대한 의존도가 높아 만약 중앙 허브에 문제가 생길 경우 모든 네트워크가 마비될 수 있는 리스크가 존재합니다. 하지만 허브 이외의 특정 블록체인에 문제가 생길 경우, Point-to-Point 구조에서는 해당 네트워크와 연결된 모든 체인과의 연결을 차단해야 하는데에 비해 Hub & Spoke 모델에서는 문제가 생긴 블록체인과 허브 간의 연결을 차단하는 것으로 전체 네트워크를 보호할 수 있기에, 반드시 Hub & Spoke 구조가 Point-to-Point 구조보다 보안에 취약하다고 볼 수만은 없습니다.

엑셀라는 Hub & Spoke 구조가 가지는 중앙 허브의 단일 실패점 문제를 해결하기 위해 허브 역할을 하는 엑셀라 네트워크를 탈중앙화된 네트워크로 설계하여, Hub & Spoke 구조의 높은 확장성을 가져감과 동시에 탈중앙성과 보안성을 높이는 전략을 취하고 있습니다.

2.4. $AXL 토크노믹스

엑셀라 네트워크의 중심에는 $AXL 토큰이 네트워크에 참여하는 여러 주체와 요소들을 유기적으로 연결하고 있으며, 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다.

거버넌스 투표: $AXL 홀더들은 보유량에 비례하여 네트워크 업그레이드, 수수료 정책 변경 등 주요 의사결정에 참여
밸리데이터 참여: 유저들은 $AXL을 스테이킹함으로써 엑셀라 네트워크의 검증에 참여
트랜잭션 수수료: 엑셀라를 통한 모든 크로스체인 트랜잭션에는 $AXL로 지불되는 수수료 부과
밸리데이터 인센티브: 블록 생성 및 검증에 대한 보상 지급

엑셀라와 연결된 네트워크 중 IBC와 호환되는 네트워크의 경우, 엑셀라 밸리데이터들은 IBC의 경량 클라이언트(Light Client)를 구동하는 것만으로도 트랜잭션 검증이 가능합니다. 그러나 IBC와 호환되지 않는 새로운 네트워크가 추가될 경우, 밸리데이터들은 트랜잭션 검증을 위해 해당 네트워크의 풀노드(Full node)를 구동해야 하므로 운영 비용과 부담이 증가하게 됩니다.

이에 따라 엑셀라는 호환되는 Non-IBC 네트워크가 증가할 때마다 밸리데이터들이 추가로 풀노드를 구동하는 것에 대한 보상으로 일정량의 $AXL 토큰 인플레이션을 발생시키는 토크노믹스 모델을 도입했으며, 이를 통해 생성된 $AXL 토큰은 밸리데이터들에게 추가 보상으로 지급되는 구조를 가지고 있습니다. 초기에는 새로운 네트워크 연결 시 네트워크당 0.75%의 인플레이션이 발생하도록 설계되었으며, 이를 통해 초기 10억 개로 출발한 $AXL의 토큰 공급량은 현재 약 11억 5천만 개가 된 상태입니다.

이러한 인플레이션율이 장기적으로 $AXL 가치에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 우려가 제기되며, 엑셀라 커뮤니티는 토크노믹스 개선안을 마련하고 통과하여 토크노믹스를 수정 중에 있습니다. 제안된 토크노믹스 개선안에는 다음과 같은 내용이 포함되어 있습니다.

인플레이션 감소안: 새로운 네트워크 연결에 따른 인플레이션을 기존의 0.75%에서 0.2%로 인하
수수료 소각 메커니즘: 밸리데이터와 $AXL 위임자들에게 분배되고 있던 엑셀라 네트워크 트랜잭션 수수료 중 일부 소각, 소각 비율은 커뮤니티 거버넌스를 통해 결정

이 두 내용중 인플레이션 감소안은 반영되어 엑셀라의 연간 총 인플레이션율은 현재 4.8%(1%의 기본 인플레이션 + 19개의 Non-IBC 체인에 대한 0.2%의 추가 인플레이션)로 감소했으며, 수수료 소각 메커니즘은 아직 도입되지 않은 상태입니다. 추후 수수료 소각 메커니즘이 도입될 경우, 인플레이션 감소안과 더불어 $AXL의 공급량을 줄이고 가치를 안정화하는 데 기여할 것으로 전망됩니다.

3. 엑셀라의 대표 애플리케이션

3.1. Squid

스퀴드(Squid)는 엑셀라 GMP를 활용한 크로스체인 유동성 라우터로, 유저가 제출한 크로스체인 스왑 주문에 대해 최적의 브릿지와 스왑 경로를 탐색하고 실행합니다. 유저는 출발 체인의 가스비 토큰으로 전체 트랜잭션 비용을 지불하며, 한 번의 클릭으로 간편하게 크로스체인 스왑을 수행할 수 있습니다. 더불어 스퀴드는 대체 가능 토큰에 대한 스왑뿐만 아니라, 유저가 특정 네트워크에 보유한 자산을 활용하여 다른 체인의 NFT를 구매할 수 있는 NFT 체크아웃 기능도 제공하고 있으며, API를 제공하여 다른 애플리케이션이 위와 같은 스퀴드의 기능을 자유롭게 활용할 수 있도록 지원하고 있습니다.

*스퀴드 NFT Checkout 인터페이스, Source:* Squid Checkout

엑셀라에서 실행되는 일반적인 크로스체인 트랜잭션은 출발 체인에서의 블록 생성과 블록의 완결성이 입증된 후에야 엑셀라 네트워크를 거쳐 도착 체인에서 트랜잭션이 실행되는 구조적 한계로 인해, 상호작용하는 네트워크의 종류와 상태에 따라 전체 트랜잭션 시간이 짧게는 1분에서 길게는 1시간 가까이 소요될 수 있다는 문제점이 존재합니다. 스퀴드는 이러한 문제를 해결하기 위해 유저가 일정량의 수수료를 추가로 지불하는 조건으로, 스퀴드가 제공하는 단기 대출을 통해 도착 체인에서의 트랜잭션을 먼저 실행하는 부스트(Boost) 기능을 도입했습니다.

부스트 기능은 출발 체인에서의 브릿지 트랜잭션이 최종 확정되기 전에 도착 체인에서의 스왑 트랜잭션을 미리 수행하여, 유저가 매수하고자 하는 토큰을 먼저 제공하는 방식으로 동작합니다. 이후 출발 체인에서 유저가 보낸 토큰 전송 트랜잭션이 최종 확정되면, 스퀴드는 사후에 해당 토큰을 회수하여 크로스체인 트랜잭션을 완료합니다. 이를 통해 유저는 크로스체인 거래 시 대기 시간을 크게 단축할 수 있으며, 보다 쾌적한 거래 경험을 얻을 수 있게 되었습니다.

현재까지 스퀴드에서 발생한 GMP 트랜잭션의 개수는 약 1백만 개로, 엑셀라에서 발생한 전체 GMP 트랜잭션의 80%를 차지하고 있습니다.

3.2. Prime Protocol

프라임 프로토콜(Prime Protocol)은 엑셀라의 GMP 기능을 활용하여 크로스체인 렌딩 서비스를 제공하는 디앱입니다.

*프라임 프로토콜 인터페이스, Source:* Prime Protocol

프라임 프로토콜은 문빔(Moonbeam) 네트워크를 중심으로 작동하며, 연결된 각 네트워크에는 프라임 컨트랙트라고 불리는 스마트 컨트랙트가 배포되어 있습니다. 유저가 특정 체인의 프라임 컨트랙트에 자산을 예치하면, 해당 컨트랙트는 엑셀라의 GMP를 통해 예치 정보를 문빔 네트워크의 프라임 프로토콜 허브로 전송합니다. 이후 유저가 대출을 요청하면, 대출 요청 메시지가 GMP를 통해 문빔 네트워크의 허브로 전송되어 처리된 후, 다시 대출이 실행될 체인의 프라임 컨트랙트로 전달되어 해당 체인의 자산을 사용하여 유저에게 대출을 실행하게 됩니다.

기존 디파이 렌딩 프로토콜들이 특정 체인에서만 운영되며 해당 체인의 자산만을 담보로 인정했던 것과 달리, 프라임 프로토콜은 위와 같은 방식으로 9개 체인의 자산을 담보로 활용하고, 각 체인에서 자유롭게 차입할 수 있는 기능을 제공하고 있습니다. 더불어 이 과정에서 유저들은 출발 체인 토큰으로 모든 트랜잭션에 대한 가스비를 지불할 수 있으므로, 단일 체인에서 렌딩과 차입을 실행하는 것과 같은 사용자 경험을 얻게 됩니다.

4. AVM(Axelar Virtual Machine)과 엑셀라의 기술 로드맵

위에서 설명한 것처럼, GMP는 유저들에게 추상화된 크로스체인 메시징 기능을 제공하여 사용자 경험 향상에 큰 기여를 했습니다. 그러나 개발자들은 엑셀라 네트워크가 제공하는 API와 SDK를 활용하더라도, 여전히 각 체인별로 스마트 컨트랙트를 작성하고 관리해야 했기에 체인 간 상호작용을 자유롭게 프로그래밍하고 복잡한 크로스체인 애플리케이션을 구현하는 데 어려움을 겪었습니다. 이러한 제약을 극복하고 개발자 친화적인 크로스체인 개발 환경을 제공하기 위해, 지난 3월 엑셀라는 AVM(Axelar Virtual Machine)을 도입했습니다.

AVM은 코즘와즘(CosmWasm) 기반의 스마트 컨트랙트 실행 환경과 엑셀라의 크로스체인 기능이 결합된 가상머신이며, 안전하고 효율적인 스마트 컨트랙트 실행 환경과 크로스체인 상호운용성을 결합함으로써, 개발자들이 하나의 크로스체인 애플리케이션을 보다 간편하게 구축할 수 있는 환경과 여러 도구들을 제공하고 있습니다.

다음은 AVM을 기반으로 최근 출시되었거나 제공될 주요 서비스들입니다.

4.1. 인터체인 마에스트로(Interchain Maestro)

인터체인 마에스트로(Interchain Maestro)는 AVM을 활용하여 개발자들이 크로스체인 환경에서 디앱을 더욱 쉽게 개발, 배포, 관리할 수 있도록 돕는 서비스입니다. 개발자가 배포하고자 하는 애플리케이션에 대한 코드를 마에스트로에 제출하면, 마에스트로는 이를 개발자가 배포하고자 하는 체인에 자동으로 호환되게 수정하여 배포하는 기능을 제공합니다. 이후 디앱의 운영 상태를 마에스트로를 통해 한 곳에서 모니터링할 수 있으며, 디앱의 업그레이드가 필요한 경우에도 마에스트로에 업로드되어 있는 코드를 수정하는 것으로 해당 디앱이 지원하는 모든 체인의 컨트랙트를 자동으로 업데이트할 수 있습니다.

4.1.1. ITS(Interchain Token Service)

마에스트로의 주요 구성 요소 중 하나로서 엑셀라 네트워크가 현재 제공하고 있는 핵심 기능으로는 ITS(Interchain Token Service)가 있습니다. ITS는 개발자가 여러 블록체인에 걸쳐 토큰을 쉽게 발행하고 관리할 수 있도록 돕는 서비스로, 엑셀라에 연결된 모든 EVM 호환 체인에 토큰을 코드 없이 몇 번의 클릭을 통해 동시에 배포할 수 있게 도와줍니다. 또한 ITS를 통해 발행된 모든 인터체인 토큰은 스퀴드 라우터에서 크로스체인 스왑을 지원받아 높은 상호운용성을 제공합니다.

ITS를 통해 발행된 토큰은 ERC-20 표준을 따르며, 토큰이 체인 간 이동할 때는 출발 체인에서 토큰이 소각되고, 도착 체인에서 동일한 양의 토큰이 새로 발행되는 번 앤 민트 방식을 사용하여 엑셀라가 지원하는 네트워크를 자유롭게 이동함과 동시에 토큰의 총량을 일정하게 유지합니다. 또한 ITS는 개발자에게 여러 체인에 존재하는 토큰들을 하나의 인터페이스에서 통합 관리할 수 있는 토큰 매니저(Token Manager) 기능을 제공하고 있습니다.

ITS를 활용한 대표적인 프로젝트로는 Frax Finance가 있으며, Frax Finance는 자체적으로 구축한 레이어2 솔루션인 Fraxtal에 ITS를 통합하여, Fraxtal 생태계에 참여하는 개발자들이 쉽고 빠르게 크로스체인 토큰을 발행할 수 있도록 지원하고 있습니다.

이렇듯 인터체인 마에스트로는 개발자들이 각 체인의 세부 사항에 일일이 신경 쓰지 않고도 크로스체인 디앱을 쉽게 개발하고 운영할 수 있도록 지원하여, 개발과 운영에 드는 시간과 비용을 절감시킴으로써, 개발자들이 인터체인 생태계에 보다 활발히 참여할 수 있는 환경을 제공합니다.

4.2. 인터체인 앰플리파이어(Interchain Amplifier)

인터체인 앰플리파이어(Interchain Amplifier)는 AVM을 활용하여 새로운 블록체인을 엑셀라 네트워크에 보다 쉽게 연결할 수 있게 도와주는 서비스입니다.

앰플리파이어는 기존의 네트워크가 엑셀라와 연결되기 위해 엑셀라 개발팀과 협력하여 실행해야 했던, 게이트웨이 컨트랙트 배포, 배포된 게이트웨이 컨트랙트 활성화 및 연결할 네트워크 검증에 참여할 밸리데이터 그룹 선정, 거버넌스 제안 및 투표 과정 등을 자동화함으로써, 네트워크 개발자들이 엑셀라 개발팀의 도움 없이도 각각의 네트워크를 엑셀라 네트워크에 손쉽게 연결할 수 있도록 돕는 역할을 하고 있습니다.

현재는 기능 정식 론칭 이전, 파일럿 프로그램을 통한 테스팅을 진행하고 있으며, 해당 파일럿 프로그램에는 스택스(Stacks), 문리버(Moonriver), 헤데라(Hedara), 아이언피쉬(Iron Fish)와 같은 네트워크들이 참여하고 있습니다.

이렇듯 AVM은 단순히 스마트 컨트랙트 실행 환경을 제공하는 것을 넘어 엑셀라 생태계 전반의 확장을 가능하게 하는 핵심 인프라로서 기능하며, 이를 통해 엑셀라는 진정한 의미의 인터체인 생태계, 즉 블록체인들 간의 경계가 사라진 하나의 거대한 분산형 애플리케이션 플랫폼으로 진화해 나갈 계획을 가지고 있습니다.

5. 경쟁 프로토콜과의 비교

크로스체인 메시징을 기반으로 하는 블록체인 간 상호운용성 분야에서는 엑셀라 외에도 대표적으로 레이어제로(LayerZero)와 웜홀(Wormhole) 등의 프로토콜들이 존재하며, 각 프로젝트는 각자의 고유한 방식으로 블록체인 간 상호운용성을 제공하며 경쟁하고 있습니다.

메시지 검증 방식을 기준으로 각 프로토콜을 살펴보면, 레이어제로는 v1에서 데이터를 전달하는 오라클과 데이터를 검증하는 릴레이어라는 중앙화된 두 주체를 통해 크로스체인 메시지를 전달했으나, v2에서는 탈중앙 검증 네트워크(DVN)를 구축하고 애플리케이션 개발자가 검증 네트워크 내 밸리데이터를 선택하고 검증 방식을 설정하여 검증을 의뢰하는 구조로 발전했습니다. 검증을 의뢰받은 밸리데이터는 메시지의 무결성을 검증하는 역할을 하며, 트랜잭션의 정당성과 같은 메시지의 내용 자체의 유효성은 검증하지 않습니다.

이렇듯 레이어제로는 탈중앙 검증 네트워크(DVN) 도입을 통해 기존 버전의 중앙화 문제를 개선하고자 하였으나, 최근 일각에서는 DVN 내 일부 검증 노드가 중앙화된 이더리움 외부소유계정(EOA)에 의해 통제되고 있을 가능성이 제기되면서 프로토콜의 탈중앙화 수준에 대한 우려가 나타나고 있습니다.

웜홀은 가디언(Guardian)이라 불리는 19개의 신원이 증명된 밸리데이터들의 평판에 기반한 신뢰 네트워크를 구축하고 있습니다. 가디언들은 PoA(Proof-of-Authority) 합의 알고리즘에 따라 메시지의 무결성 및 유효성을 검증하는 역할을 수행합니다. 웜홀의 메시지 검증은 소수의 권위 있는 밸리데이터들의 평판에 의존하고 있다는 특징이 있습니다.

엑셀라는 약 75개의 밸리데이터들이 경제적 인센티브 구조 하에서 메시지의 무결성과 유효성 검증에 참여하는 방식을 채택하고 있습니다. 밸리데이터들은 자신들이 스테이킹 및 위임받은 $AXL을 통해 네트워크 보안을 담보하며, 이들의 악의적인 행동은 스테이킹된 자산의 손실로 이어집니다. 또한, 엑셀라에서는 누구나 상위 스테이커가 됨으로써 밸리데이터가 될 수 있기 때문에, 레이어제로나 웜홀에 비해 높은 수준의 탈중앙성을 확보하고 있습니다.

확장성 측면에서 세 프로젝트를 살펴보면, 레이어제로는 Point-to-Point 방식을, 엑셀라와 웜홀은 Hub & Spoke 방식을 통해 네트워크 간의 연결 구조를 구축하고 있으며, 특히 엑셀라는 AVM을 통해 복잡한 크로스체인 로직의 구현을 단순화하고, 각 네트워크 개발자가 직접 네트워크를 엑셀라에 연결할 수 있는 환경을 제공함으로써 확장성 측면에서 또한 두 프로토콜 대비 강점을 보이고 있습니다.

이렇듯 엑셀라는 메시지 검증 방식, 확장성 등 크로스체인 메시징 프로토콜의 핵심 경쟁 요소에서 레이어제로와 웜홀에 비해 우위를 점하고 있음을 주장하고 있습니다. 그러나 각 프로토콜을 통해 발생한 크로스체인 트랜잭션 수를 살펴보면, 웜홀이 약 10억 개, 레이어제로가 1억 3천만 개인 반면 엑셀라는 180만 개 수준으로 엑셀라에서 발생한 트랜잭션 수가 다른 두 프로토콜과 비교하여 현저히 낮은 상황입니다. 하지만 이는 웜홀과 레이어제로의 토큰 에어드롭을 노린 에어드롭 파머들의 트랜잭션 작업의 영향이 크다고 볼 수 있으며, 실제로 웜홀은 자체 토큰 에어드롭 스냅샷 이후 약 15분에 1, 레이어제로는 10분에 1 수준으로 트랜잭션 수가 크게 감소하는 추세를 보이고 있습니다.

*LayerZero 크로스체인 트랜잭션 변동 추이, Source:* LayerZero Scan

각 프로젝트의 토큰 론칭이 발표된 현시점, 작년 초부터 꾸준한 트랜잭션 증가세를 보이고 있는 엑셀라가 향후 크로스체인 시장에서 점유율을 확대할 수 있을 것이라 전망할 수 있지만, 크로스체인 상호운용 분야의 경쟁이 아직 초기 단계인 만큼, 레이어제로와 웜홀의 발전 양상 역시 지속적으로 주목해야 할 필요가 있습니다. 특히 솔라나, 수이, 앱토스 등 무브 개발 언어의 블록체인을 기반으로 크로스체인 메시징 기능을 제공하고 있는 웜홀이 최근 코스모스 생태계로의 확장을 준비하고 있어, 웜홀과 엑셀라 간의 경쟁 구도를 지속적으로 관찰할 필요가 있습니다.

6. 마치며

멀티체인 환경에서 유동성 파편화와 사용자 경험 저하 문제가 대두되는 현시점, 블록체인 간 자유로운 상호작용을 가능케 하는 범용적인 크로스체인 인프라의 발전은 블록체인의 대중화를 위한 필수 과제로 부상하고 있습니다.

이에 엑셀라는 GMP를 통해 자산 전송뿐만 아니라 임의의 정보 전달과 다른 체인의 스마트 컨트랙트 함수 호출을 지원하는 자유도 높은 크로스체인 상호운용성을 제공하고 있으며, 자체 탈중앙 네트워크를 허브로 삼아 다른 블록체인을 연결하는 Hub & Spoke 모델을 통해 확장성과 효율성을 확보하고 있습니다.

더불어 엑셀라는 AVM을 도입하여 엑셀라 네트워크 팀의 개입 없이 네트워크 개발자들이 각자의 네트워크를 엑셀라 네트워크와 쉽게 연결할 수 있는 환경을 제공하고, 여러 네트워크가 통합된 환경에서 자유롭게 크로스체인 로직을 구현할 수 있는 인터체인 디앱 개발 환경을 제공하고자 합니다.

엑셀라를 활용한 인터체인 디앱들이 활발히 등장하고 주류 서비스로 자리 잡기 시작한다면, 유저들은 마치 하나의 블록체인을 이용하는 것처럼 자연스럽게 여러 블록체인 간 자산을 이동하고 다양한 서비스를 경험할 수 있게 될 것입니다. 이는 기존 유저들의 온체인 활동 편의성을 크게 향상시킬 뿐만 아니라, 블록체인 기술에 익숙하지 않은 신규 유저들이 겪는 진입장벽을 크게 낮추는 효과를 가져올 것으로 기대됩니다.

<참고자료>

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