이더리움 블록이 다시 태어난다: FOCIL과 ePBS가 슬롯 구조를 완전히 뒤집는 이유

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핵심 요약 3가지

  • FOCIL은 무작위 검증자 위원회가 Inclusion List를 생성하여 특정 거래의 검열을 어렵게 만들고, 블록 구성 과정의 탈중앙화를 강화한다.
  • ePBS는 프로포저와 빌더의 역할을 프로토콜 수준에서 분리하고 Commit-Reveal 구조를 도입하여 블록 생산 과정의 투명성·보안성·책임성을 높인다.
  • FOCIL과 ePBS가 결합되면 이더리움은 검열 저항성과 탈중앙성을 유지하면서도 더 짧은 슬롯 시간과 효율적인 블록 생산을 지원하는 차세대 아키텍처로 발전할 수 있다.
FOCIL과 ePBS 기반 차세대 이더리움 블록 생산 구조

FOCIL과 ePBS는 더 빠른 슬롯 시간, 강력한 검열 저항성, 그리고 향상된 탈중앙화를 실현하기 위해 이더리움의 블록 생산 아키텍처를 재설계하고 있다.
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이더리움은 왜 블록 생성 방식을 다시 설계하고 있을까?

이더리움은 지난 수년간 확장성과 보안성, 그리고 탈중앙화라는 세 가지 목표 사이의 균형을 유지하기 위해 지속적으로 진화해 왔습니다. 특히 지분증명(PoS) 전환 이후에는 단순히 더 많은 거래를 처리하는 것을 넘어, 검열 저항성과 네트워크 참여 다양성을 유지하면서도 블록 생성 속도를 높이는 새로운 과제가 등장했습니다.

현재의 블록 생산 구조는 높은 성능을 제공하지만, 동시에 빌더 중심의 집중화와 MEV(Maximal Extractable Value) 문제를 완전히 해결하지 못하고 있습니다. 또한 미래에 슬롯 시간을 더욱 단축하기 위해서는 블록 생성과 검증 과정 전체를 보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 구조로 개선할 필요가 있습니다.

이를 위해 이더리움 연구진은 FOCIL(Forced Inclusion Lists)과 ePBS(Enshrined Proposer-Builder Separation)라는 두 가지 핵심 기술을 제안하고 있습니다. 이 기술들은 블록 생성 권한을 보다 넓게 분산하고 암호학적 책임성을 강화하여, 더 빠르면서도 더욱 탈중앙화된 네트워크를 구현하는 것을 목표로 합니다.

이 글에서는 현재 이더리움 블록 생산 구조의 한계를 살펴보고, FOCIL과 ePBS가 각각 어떤 역할을 수행하는지, 그리고 두 기술이 결합되어 차세대 이더리움 블록 파이프라인을 어떻게 재구성하는지 자세히 알아보겠습니다.

1. 이더리움이 블록 빌딩 파이프라인을 재설계하는 이유

이더리움은 단순한 처리 속도 향상을 넘어, 탈중앙성·검열 저항성·검증자 다양성을 유지하면서 더 빠른 블록 생성을 실현해야 하는 단계에 진입했습니다. 이를 위해 네트워크는 블록 빌딩 파이프라인 전체를 재설계하고 있습니다.

현재 구조는 제안자(Proposer)와 빌더(Builder)가 각각 1명씩 참여하고, 공개 멤풀(Mempool)의 거래를 단일 빌더가 하나의 블록으로 조립하는 방식입니다.

  • 제안자(Proposer) 1명
  • 빌더(Builder) 1명
  • 공개 멤풀(Mempool)
  • 단일 빌더가 생성한 블록

하지만 이 구조는 시간이 지나며 두 가지 한계를 드러냈습니다.

  • MEV 수익 구조로 인해 빌더 중앙화가 발생하기 쉽다.
  • 빌더와 제안자에게 역할이 집중되어 슬롯 시간 단축에 제약이 있다.

이를 해결하기 위해 비탈릭의 로드맵은 두 가지 핵심 기술을 제안합니다.

  • FOCIL (Forced Inclusion Lists)
  • ePBS (Enshrined Proposer-Builder Separation)

이 두 기술은 블록 생성 권한과 책임을 더 많은 참여자에게 분산하고, 암호학적 책임성을 강화함으로써 더 짧은 슬롯 시간과 높은 탈중앙성을 동시에 달성하기 위한 차세대 블록 생산 구조를 구축합니다.

2. FOCIL: 강제 포함 리스트가 만드는 검열 저항성

FOCIL(Forced Inclusion Lists)은 매 슬롯마다 무작위로 선정된 검증자 위원회가 강제 포함 리스트(Inclusion List, IL)를 생성하는 구조입니다. IL에는 해당 블록에 반드시 포함되어야 하는 거래가 지정되며, 빌더는 이를 임의로 제외할 수 없습니다.

FOCIL이 제공하는 핵심 효과는 다음과 같습니다.

  • 검열 저항성 강화 : 특정 거래를 의도적으로 배제하는 검열을 방지합니다.
  • 블록 구성의 탈중앙화 : 단일 빌더가 블록 내용을 독점적으로 결정하기 어렵습니다.
  • 최소 거래 포함 보장 : 네트워크가 반드시 처리될 거래를 사전에 확인할 수 있습니다.

결국 FOCIL은 블록 생성 권한을 한 명의 빌더에게 집중시키지 않고, 여러 검증자가 함께 참여하는 다중 참여형 블록 빌딩 구조를 구현하는 첫 단계로 평가됩니다.

3. ePBS: 프로포저-빌더 분리의 공식화

ePBS(Enshrined Proposer-Builder Separation)는 기존 PBS 모델을 프로토콜 수준에서 공식 채택하고, Commit-Reveal 구조를 통해 블록 생성 과정의 신뢰성과 투명성을 높이는 기술입니다.

ePBS의 기본 절차는 다음과 같습니다.

  • 빌더가 입찰가(Bid)와 블록 후보(Payload)를 제출합니다.
  • 제안자(Proposer)가 가장 높은 입찰을 선택합니다.
  • 빌더는 블록 내용에 대한 암호학적 커밋(Commit)을 먼저 제출합니다.
  • 제안자는 해당 커밋이 포함된 블록 헤더를 네트워크에 전파합니다.
  • 이후 빌더가 실제 Payload를 공개(Reveal)합니다.
  • 검증자들은 커밋과 Payload의 일치 여부를 검증합니다.

이 구조를 통해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.

  • 블록 조작 방지 : 빌더가 마지막 순간에 블록 내용을 변경할 수 없습니다.
  • MEV 탈취 차단 : 제안자가 Payload를 재구성해 수익을 가로채기 어렵습니다.
  • 공정한 경쟁 환경 : 누구나 참여 가능한 투명한 빌더 시장이 형성됩니다.

결과적으로 ePBS는 블록 생산 과정의 역할을 명확히 분리하고, 암호학적 검증을 통해 보안성·투명성·탈중앙성을 동시에 강화하는 차세대 이더리움 블록 생산 메커니즘의 핵심 기반으로 평가됩니다.

4. FOCIL + ePBS가 재구성하는 1~13단계 블록 파이프라인

FOCIL과 ePBS가 결합되면 기존의 단순한 블록 생성 과정은 검열 저항성과 보안성이 강화된 다단계 검증 구조로 진화합니다. 블록 생성부터 최종 체인 선택까지의 흐름은 다음과 같습니다.


  1. IL 생성 및 전파 (FOCIL)
    무작위로 선정된 Inclusion List Committee(ILC)가 Inclusion List(IL)를 생성하여 네트워크에 전파합니다. IL은 검열 저항성을 보장하기 위해 우선적으로 포함되어야 하는 거래 집합입니다.

  2. 빌더의 Payload·Bid 제출 (ePBS)
    빌더들은 IL을 반영한 블록 후보(Payload)를 구성하고, 제안자에게 입찰가(Bid)를 제출합니다.

  3. 제안자의 빌더 선택 (ePBS)
    제안자는 제출된 입찰 가운데 가장 유리한 조건을 제시한 빌더를 선택합니다.

  4. Payload Commitment 생성 (ePBS)
    선정된 빌더는 블록 전체가 아닌 Payload에 대한 암호학적 Commitment를 생성하여 블록 내용을 사전에 고정합니다.

  5. 블록 헤더 생성 (FOCIL + ePBS)
    제안자는 빌더의 Commitment와 IL 관련 정보를 포함한 블록 헤더를 구성합니다.

  6. 헤더 전파 (FOCIL + ePBS)
    제안자는 생성된 블록 헤더를 네트워크 전체에 전파합니다.

  7. Payload 공개 (ePBS)
    헤더가 전파된 후 빌더는 실제 Payload를 공개하여 모든 검증자가 확인할 수 있도록 합니다.

  8. 검증자 데이터 수신 (FOCIL + ePBS)
    검증자들은 IL, 블록 헤더, 공개된 Payload를 수신하고 검증 절차를 시작합니다.

  9. IL 준수 여부 검증 (FOCIL)
    검증자들은 블록이 Inclusion List의 거래들을 정당한 사유 없이 누락하지 않았는지 확인합니다.

  10. Commit-Reveal 검증 (ePBS)
    공개된 Payload가 사전에 제출된 Commitment와 정확히 일치하는지 검증합니다.

  11. Payload 및 상태 전이 검증 (ePBS)
    검증자들은 블록 본문 전체와 상태 전이(State Transition)가 프로토콜 규칙에 부합하는지 확인합니다.

  12. Attestation 제출 및 집계 (FOCIL + ePBS)
    IL 준수, 커밋 일치성, 블록 유효성 검증을 모두 통과한 경우에만 검증자들은 Attestation을 제출하며, 네트워크는 이를 집계합니다.

  13. 포크 초이스 및 체인 선택
    집계된 Attestation 가중치에 따라 포크 초이스(Fork Choice)가 수행됩니다. IL 규칙을 위반하거나 커밋과 불일치하는 블록은 충분한 지지를 얻지 못해 선택될 가능성이 낮아지고, 가장 많은 검증자 지지를 받은 체인이 정식 체인으로 채택됩니다.

결과적으로 FOCIL은 검열 저항성(Censorship Resistance)을 강화하고, ePBS는 블록 생산의 효율성·투명성·책임성을 높입니다. 두 기술이 결합되면 이더리움은 검열 저항성을 강화하면서도 블록 생산 책임을 분산하고, 향후 더 짧은 슬롯 시간과 높은 탈중앙성을 지원할 수 있는 차세대 블록 생산 구조로 발전하게 됩니다.

마무리: 더 빠르고, 더 안전하며, 더 탈중앙화된 이더리움

FOCIL과 ePBS는 단순한 기능 개선이 아니라, 이더리움의 블록 생산 구조를 근본적으로 재설계하는 핵심 아키텍처 업그레이드입니다. 두 기술은 속도와 보안, 탈중앙화 사이의 균형을 새롭게 정의하며 차세대 이더리움의 기반을 마련하고 있습니다.

이러한 구조적 변화는 다음과 같은 효과를 제공합니다.

  • 더 많은 참여자가 블록 생성 과정에 기여
  • 빌더의 검열 및 조작 가능성 최소화
  • 검증자의 빠르고 효율적인 블록 검증 지원
  • 적은 서명 수로도 높은 보안성과 파이널리티 확보

이 기반이 완성되면 이더리움은 점진적으로 더 짧은 슬롯 시간을 구현할 수 있습니다.

  • 8초 슬롯
  • 6초 슬롯
  • 4초 슬롯
  • 그보다 더 빠른 차세대 슬롯 구조

결국 이더리움은 단순히 속도를 위해 탈중앙화를 희생하는 네트워크가 아니라, 탈중앙성과 검열 저항성을 강화하면서도 더욱 빨라지는 블록체인으로 진화하고 있습니다. FOCIL과 ePBS는 이러한 미래를 가능하게 하는 핵심 기술로, 이더리움 확장 로드맵의 중요한 전환점이 될 것으로 평가됩니다.

정윤찬 (Younchan Jung)
AI, 블록체인, 온체인 경제의 구조적 변화를 탐구하는 리서처.

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