이더리움 머지(The Merge): PoW에서 PoS로의 전환
2022년 9월 15일, 블록 15,537,393에서 이더리움은 소프트웨어 엔지니어링 역사상 가장 야심 찬 기술 업그레이드 중 하나를 실행했습니다. 머지(The Merge) 는 이더리움의 합의 메커니즘을 작업 증명(PoW)에서 지분 증명(PoS)으로 전환하여 채굴을 완전히 없애고, 이를 스테이킹 기반의 검증 시스템으로 대체했습니다. 이 가이드는 머지에서 무슨 일이 일어났는지, 왜 중요했는지, 이더리움에서 PoS가 어떻게 작동하는지, 그리고 3년이 지난 지금 생태계에 어떤 영향을 남겼는지 다룹니다.
머지(The Merge)란?
머지는 서로 분리되어 있던 두 개의 이더리움 체인이 결합한 사건입니다.
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실행 레이어(Execution Layer) (구 "Eth1"): 2015년 7월부터 작업 증명으로 운영되던 기존 이더리움 메인넷으로, 모든 트랜잭션 히스토리, 스마트 컨트랙트, 상태(state)를 포함합니다.
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합의 레이어(Consensus Layer) (구 "Eth2" 또는 비콘 체인): 2020년 12월 1일에 출시된 지분 증명 체인으로, 메인넷과 병렬로 실행되었습니다. 검증자(validator)와 PoS 합의 프로토콜을 관리했지만 트랜잭션을 처리하지는 않았습니다.
2022년 9월 15일, 이 두 레이어가 합쳐졌습니다. 실행 레이어는 비콘 체인의 지분 증명 합의를 채택했고, 채굴은 즉시 중단되었습니다. 이는 수천억 달러 규모의 가치가 걸린 상태에서, 다운타임 없이 비행 중인 비행기의 엔진을 교체하는 것과 같은 일이었습니다.
타임라인
| 날짜 | 이벤트 |
|---|---|
| 2020년 12월 1일 | 비콘 체인 출시(PoS 합의가 메인넷과 병렬로 실행) |
| 2022년 6월 | Ropsten 테스트넷 머지 |
| 2022년 7월 | Sepolia 테스트넷 머지 |
| 2022년 8월 | Goerli 테스트넷 머지 |
| 2022년 9월 6일 | Bellatrix 업그레이드(비콘 체인이 머지를 준비) |
| 2022년 9월 15일 | 머지(The Merge) — Terminal Total Difficulty 도달, PoS 활성화 |
무엇이 바뀌었나
| 항목 | 이전(PoW) | 이후(PoS) |
|---|---|---|
| 블록 생산자 | 채굴자 | 검증자 |
| 블록 시간 | ~13초(가변) | 12초(고정) |
| 에너지 소비 | ~112 TWh/년 | ~0.01 TWh/년 |
| 신규 ETH 발행량 | ~13,000 ETH/일 | ~1,700 ETH/일 |
| 하드웨어 요구 | GPU/ASIC | 소비자용 하드웨어 + 32 ETH |
| 최종성(Finality) | 확률적 | 결정적(~13분) |
바뀌지 않은 것
머지가 바꾸지 않은 것을 이해하는 것도 동일하게 중요합니다.
- 가스비: 머지는 트랜잭션 수수료를 낮추지 않았습니다(그 역할은 레이어 2와 EIP-4844에 있습니다)
- 트랜잭션 속도: 블록 시간이 약간 줄긴 했지만 근본적인 처리량(throughput)은 동일하게 유지되었습니다
- 히스토리: 모든 트랜잭션 기록과 스마트 컨트랙트 상태는 그대로 보존되었습니다
- 사용자 경험: 최종 사용자 관점에서 이더리움은 전후로 동일하게 동작했습니다
- 스마트 컨트랙트: 기존 컨트랙트는 수정 없이 계속 작동했습니다
왜 지분 증명(Proof of Stake)인가?
에너지 효율
가장 즉각적으로 눈에 띄는 이점은 에너지 소비의 99.95% 감소였습니다. 작업 증명 하에서 이더리움은 네덜란드에 맞먹는 수준의 전력을 소비했습니다. 지분 증명 하에서는 검증자가 소비자용 노트북이나 라즈베리 파이에서도 구동될 수 있습니다.
이 변화는 환경 측면뿐 아니라 서사 측면에서도 의미가 컸습니다. 에너지 우려로 이더리움을 피하던 ESG 중심 기관들도 이제 참여할 수 있게 되었습니다. 이더리움에 대한 환경적 반대 논리는 사실상 제거되었습니다.
경제적 보안
작업 증명에서는 보안이 전기와 하드웨어에 대한 지속적인 지출로 제공됩니다. 지분 증명에서는 보안이 위험에 노출된 자본(at-risk capital) 에 의해 제공됩니다. 검증자들은 ETH를 락업하며, 악의적으로 행동하면 그 ETH가 소각(슬래싱)될 수 있습니다.
보안 모델의 핵심 차이:
| 요소 | 작업 증명 | 지분 증명 |
|---|---|---|
| 공격 비용 | 해시파워 51% 확보 | 스테이킹된 ETH 33% 확보 |
| 공격의 결과 | 장비를 재사용 가능 | 스테이킹된 ETH가 소각됨 |
| 복구 | 공격자를 해시로 이겨야 함 | 사회적 합의로 포크해 이탈 가능 |
| 지속 비용 | 영구적인 전기 비용 | 일회성 자본 락업 |
PoS의 중요한 장점은 공격자의 자본이 위험에 놓이고 소각될 수 있다는 점입니다. PoW에서는 51% 공격자가 공격 이후에도 채굴 장비를 그대로 보유합니다. PoS에서는 악의적 검증자의 스테이크가 슬래싱되어 투자금을 잃습니다.
발행량 감소
PoW는 채굴자의 전기·하드웨어 비용을 보상하기 위해 높은 발행량(대략 13,000 ETH/일)이 필요했습니다. PoS는 검증자의 비용이 최소(컴퓨터와 인터넷만 필요)라서 훨씬 낮은 발행량(대략 1,700 ETH/일)로도 가능합니다.
여기에 EIP-1559의 수수료 소각 메커니즘이 결합되면서, 정상~고활동 구간에서는 ETH가 순(넷) 디플레이션이 되는 경우가 많아졌습니다. 트랜잭션 수수료로 소각되는 ETH가 스테이킹 보상으로 새로 발행되는 ETH보다 많아지기 때문입니다.
이더리움에서 지분 증명은 어떻게 작동하나
검증자(Validators)
누구나 스테이킹 컨트랙트에 32 ETH를 예치하면 검증자가 될 수 있습니다. 검증자는 두 가지 소프트웨어를 실행합니다.
- 실행 클라이언트(Execution client): 트랜잭션을 처리하고 상태를 관리(예: Geth, Nethermind, Besu, Erigon)
- 합의 클라이언트(Consensus client): 지분 증명 로직을 처리(예: Prysm, Lighthouse, Teku, Nimbus, Lodestar)
두 클라이언트를 모두 실행하는 것을 풀 검증자 노드(full validator node) 를 운영한다고 합니다. 이더리움 커뮤니티는 클라이언트 다양성(client diversity) 을 적극적으로 장려합니다. 하나의 클라이언트 버그가 네트워크 전체에 영향을 주지 않도록 여러 구현체를 분산해 사용하는 것이 목표입니다.
슬롯, 에포크, 최종성
이더리움의 PoS는 시간을 이산적인 단위로 나눕니다.
- 슬롯(Slot): 12초 구간으로, 한 명의 검증자가 블록을 제안(propose)합니다
- 에포크(Epoch): 32 슬롯(6.4분)
- 최종성(Finality): 두 에포크(~13분) 이후 블록은 최종화(finalized) 된 것으로 간주되며, 전체 스테이킹된 ETH의 최소 1/3을 슬래싱하지 않고서는 되돌릴 수 없습니다
각 슬롯에서:
- 검증자 한 명이 무작위로 선택되어 블록을 제안합니다
- 검증자 위원회(committee)가 블록의 유효성에 대해 어테스트(attest) (투표)하도록 배정됩니다
- 어테스테이션은 집계되어 이후 블록에 포함됩니다
보상(Rewards)
검증자는 다음 활동으로 보상을 얻습니다.
| 활동 | 설명 |
|---|---|
| 블록 제안 | 검증자 1명당 대략 2개월에 1번꼴로 선택 |
| 어테스트 | 매 에포크마다 블록 유효성에 투표 |
| 싱크 위원회 | 라이트 클라이언트가 체인을 검증하도록 도움 |
| 내부고발 | 다른 검증자의 슬래싱 대상 행위를 신고 |
연간 스테이킹 수익률은 전체 스테이킹된 ETH 규모에 따라 달라집니다. 2026년 기준, 수천만 ETH가 스테이킹된 상황에서는 대략 연 3-4% APR 수준입니다. 이는 머지 직후(검증자가 더 적던 시기)보다 낮은 수치로, 스테이킹 시장이 성숙해졌음을 보여줍니다.
슬래싱(Slashing)
슬래싱은 규칙을 위반한 검증자를 처벌하기 위해 스테이킹된 ETH의 일부를 소각하는 메커니즘입니다. 슬래싱 대상 행위는 다음을 포함합니다.
- 이중 투표(Double voting): 동일 슬롯에 대해 서로 다른 두 블록에 어테스트
- 서라운드 투표(Surround voting): 이전 어테스트와 모순되는 어테스트를 생성
- 이중 제안(Double proposing): 동일 슬롯에 대해 서로 다른 두 블록을 제안
슬래싱 패널티는 단계적으로 커집니다.
- 초기 패널티: 검증자 스테이크의 1/32(32 ETH 검증자 기준 최소 1 ETH)
- 상관 패널티(Correlation penalty): 비슷한 시간에 많은 검증자가 함께 슬래싱되면 패널티가 비례해 증가하며, 전체의 1/3 이상이 동시에 슬래싱될 경우 최대 전액까지 갈 수 있습니다
- 강제 퇴출(Forced exit): 슬래싱된 검증자는 검증자 집합에서 제거됩니다
상관 패널티는 뛰어난 설계 선택입니다. 개별 검증자의 실수는 비교적 작은 패널티로 끝나지만, 동시에 많은 검증자가 영향을 받는 협조 공격은 공격자에게 치명적인 손실을 초래합니다.
비활동 누수(Inactivity Leak)
검증자가 오프라인이 되면(어테스트 실패) 대체로 받을 수 있었던 보상과 비슷한 수준의 경미한 패널티를 받습니다. 다만 네트워크가 최종화에 실패하면(검증자 1/3 이상 오프라인) 비활동 누수가 활성화되어, 오프라인 검증자들의 스테이크가 점진적으로 감소합니다. 그 결과 온라인 상태의 검증자들이 2/3을 확보하면 다시 최종화가 가능해집니다.
이는 재앙적 상황에서도 네트워크가 복구되도록 보장합니다. 많은 검증자가 사라지더라도, 프로토콜이 시간에 걸쳐 스테이크를 활동 참가자에게 재분배합니다.
실전에서의 스테이킹
솔로 스테이킹(Solo Staking)
가장 탈중앙화되고 주권적인 선택입니다.
- 요구사항: 32 ETH, 8+ GB RAM 컴퓨터, 2+ TB SSD, 안정적인 인터넷
- 장점: 최대 보상(수수료 없음), 탈중앙화에 기여, 완전한 통제
- 과제: 기술적 설정, 유지보수 책임, 32 ETH 자본 요구
- 출금: 검증자는 종료(exit) 후 스테이크를 출금할 수 있습니다(2023년 4월 Shanghai/Capella 업그레이드 이후 활성화)
리퀴드 스테이킹(Liquid Staking)
리퀴드 스테이킹 프로토콜(Lido, Rocket Pool, Coinbase cbETH)은 사용자의 ETH를 받아 대신 스테이킹하고, 그 대가로 유동성 파생 토큰을 발행합니다.
- Lido (stETH): 가장 큰 리퀴드 스테이킹 프로토콜. 사용자는 ETH를 예치하고 stETH를 받으며, stETH는 스테이킹 보상을 자동으로 반영합니다. 기초 자산 ETH는 스테이킹된 상태로, stETH는 DeFi에서 사용할 수 있습니다.
- Rocket Pool (rETH): 퍼미션리스 노드 운영자를 갖춘 더 탈중앙화된 대안. 사용자는 rETH를 받으며, 스테이킹 보상이 누적되면서 ETH 대비 가치가 상승합니다.
- Coinbase (cbETH): 중앙화된 리퀴드 스테이킹 토큰. 간단하고 규제 친화적이지만 수탁 리스크가 있습니다.
리퀴드 스테이킹은 지배적인 스테이킹 방식이 되었고, Lido 하나만으로도 전체 스테이킹 ETH의 상당 부분을 차지합니다. 이런 집중은 탈중앙화 우려를 낳았고, 그 결과 분산 검증자 기술(DVT)과 자체 제한(self-limiting) 메커니즘 개발이 촉진되었습니다.
분산 검증자 기술(DVT)
DVT(Obol Network와 SSV Network가 개척)는 단일 검증자를 여러 독립 운영자가 함께 구동할 수 있게 합니다. 한 대의 머신이 검증자 키를 보관하는 대신, 임계값 암호(threshold cryptography)를 사용해 키를 여러 노드로 분할합니다. 이는 다음을 개선합니다.
- 복원력: 단일 장애 지점 제거
- 보안: 단일 운영자가 전체 키를 보유하지 않음
- 탈중앙화: 검증자를 지리적·운영적으로 분산 가능
2026년까지 DVT는 특히 기관 스테이커와, 탈중앙화 지표를 개선하려는 리퀴드 스테이킹 프로토콜 사이에서 의미 있는 채택을 얻었습니다.
ETH 경제에 미친 영향
공급 동학
머지는 ETH의 통화정책을 근본적으로 바꿨습니다.
머지 이전(PoW):
- 발행: 채굴자에게 ~13,000 ETH/일
- 소각: ~6,000-10,000 ETH/일(EIP-1559, 2021년 8월부터 활성)
- 순효과: 인플레이션(순발행 ~3,000-7,000 ETH/일)
머지 이후(PoS):
- 발행: 검증자에게 ~1,700 ETH/일
- 소각: ~2,000-4,000+ ETH/일(EIP-1559, 수요에 따라 변동)
- 순효과: 종종 디플레이션(발행보다 소각이 더 큼)
머지 이후 ETH 총공급은 전반적으로 감소해 왔으며, 공급이 줄어드는 몇 안 되는 주요 자산 중 하나가 되었습니다.
"울트라사운드 머니(Ultrasound Money)" 가설
EIP-1559 소각과 PoS의 낮은 발행량 결합은 "울트라사운드 머니" 내러티브를 만들었습니다. 이는 ETH가 비트코인처럼 예측 가능한 발행을 가진 사운드 머니를 넘어, 공급이 감소할 수도 있는 울트라사운드 머니라는 주장입니다. 네트워크 활동이 높은 시기에는 ETH 공급이 줄어들어, 네트워크 사용량과 자산 가치 사이에 긍정적 피드백 루프가 형성될 수 있습니다.
"무위험 금리"로서의 스테이킹
ETH 스테이킹 수익률은 이더리움 생태계의 사실상 "무위험 금리"가 되었습니다. 미 국채 수익률이 전통 금융의 기준선 역할을 하듯, ETH 스테이킹 수익률(2026년 기준 대략 연 3-4% APR)은 DeFi 수익률을 비교하는 기준선이 됩니다. DeFi 수익률이 스테이킹 수익률보다 낮다면, 사용자는 ETH를 그냥 스테이킹하는 편이 더 나은 선택이 되기 때문에 사실상 매력이 떨어집니다.
과제와 비판
검증자 중앙화
2026년까지, 스테이킹된 ETH의 상당 부분이 소수의 대형 리퀴드 스테이킹 제공자(특히 Lido)와 중앙화 거래소에 집중되어 있습니다. 이는 다음과 같은 우려를 낳습니다.
- 검열: 대형 스테이킹 제공자가 특정 트랜잭션을 검열하도록 강제될 수 있는가?
- 거버넌스 장악: 집중된 검증자들이 프로토콜 결정에 영향력을 행사할 수 있는가?
- 시스템 리스크: 주요 스테이킹 제공자에 버그나 익스플로잇이 발생하면 어떻게 되는가?
이더리움 커뮤니티는 다음을 통해 이를 적극적으로 다뤄 왔습니다.
- 클라이언트 다양성 캠페인
- DVT 채택
- 스테이킹 캡 제안(예: Lido의 자체 제한 논의)
- 프로토콜에 내재된 제안자-빌더 분리(ePBS) 연구
MEV(Maximal Extractable Value)
검증자는 자신이 제안하는 블록 내에서 트랜잭션을 재정렬해 가치를 추출할 수 있습니다. 이런 MEV 추출은 불공정한 경쟁을 만들고, 샌드위치 공격, 프론트러닝 등의 전술로 사용자에게 피해를 줄 수 있습니다.
MEV-Boost 와 Flashbots 생태계는 블록 빌딩(MEV 추출)과 블록 제안(검증자)을 분리함으로써 이를 완화하려는 메커니즘으로 등장했습니다. 2026년까지 대부분의 블록은 MEV-Boost를 통해 생성되며, MEV를 더 공정하게 분배하는 대신 반중앙화된 블록 빌딩 시장을 만들기도 했습니다.
검증자 종료 및 큐
Shanghai/Capella 업그레이드(2023년 4월)는 처음으로 검증자 출금을 가능하게 했습니다. 이제 검증자는 종료하고 스테이킹된 ETH를 회수할 수 있습니다. 다만 네트워크 안정성을 위해 진입·종료 큐가 스테이킹/언스테이킹 속도를 제한합니다. 수요가 높은 시기에는 진입 큐가 몇 주까지 늘어날 수 있습니다.
머지 이후 업그레이드
Shanghai/Capella (2023년 4월)
스테이킹 출금을 가능하게 하여 스테이킹 라이프사이클을 완성했습니다. 검증자들은 2020년 12월 비콘 체인 출시 이후 락업되어 있던 보상과 원금을 마침내 출금할 수 있게 되었습니다.
Dencun/EIP-4844 (2024년 3월)
레이어 2 데이터 가용성을 위한 블롭 트랜잭션(blob transactions) 을 도입했습니다. 머지와 직접 관련은 없지만, 이는 머지 이후 로드맵에서 중요한 단계였고 L2 비용을 10-100배 낮춰 롤업 중심 확장 비전을 실용적으로 만들었습니다.
미래: Pectra 그리고 그 이후
이더리움은 다음에 초점을 둔 업그레이드로 계속 진화하고 있습니다.
- 제안자-빌더 분리(PBS): 블록 빌딩과 제안을 공식적으로 분리
- 단일 슬롯 최종성(SSF): 최종성 시간을 ~13분에서 12초 슬롯 1개로 단축
- Verkle Trees: 스테이트리스 클라이언트를 가능하게 하고 노드 저장 요구를 감소
- 최대 유효 잔고(Max Effective Balance) 변경: 검증자당 32 ETH를 초과해 스테이킹할 수 있도록 허용
ETH를 솔로로 스테이킹하든 리퀴드 스테이킹 제공자를 사용하든, 시드 문구는 검증자 키와 스테이킹 자산을 보호합니다. SafeSeed Seed Phrase Generator로 안전한 BIP-39 시드 문구를 생성하고 내구성 있는 재질에 백업하세요. 32+ ETH를 스테이킹한다면 최대 보호를 위해 메탈 시드 백업 솔루션을 고려해 보세요.
FAQ
머지(The Merge)란 무엇이었나요?
머지는 2022년 9월 15일에 이더리움이 작업 증명(PoW)에서 지분 증명(PoS)으로 전환한 사건입니다. 기존 실행 레이어(트랜잭션 처리)와 비콘 체인(PoS 합의)을 결합해 채굴을 없애고 스테이킹으로 대체했습니다.
머지가 가스비를 낮췄나요?
아니요. 머지는 블록을 생산하는 방식(채굴 대신 스테이킹)을 바꿨지만 처리량을 늘리거나 수수료를 낮추지는 않았습니다. 수수료 인하는 레이어 2 솔루션(Arbitrum, Optimism, Base)과 EIP-4844 같은 데이터 가용성 개선에서 나옵니다.
머지 이후 이더리움은 에너지를 얼마나 절감하나요?
이더리움의 에너지 소비는 약 99.95% 감소했습니다. 대략 112 TWh/년(네덜란드와 비슷)에서 약 0.01 TWh/년(수천 가구 수준)으로 줄었습니다. 이는 기술 업계에서 가장 큰 단일 탈탄소화 사건 중 하나였습니다.
아직도 이더리움을 채굴할 수 있나요?
아니요. 머지가 발생하면서 이더리움 채굴은 영구적으로 종료되었습니다. 기존 이더리움 채굴자들은 다른 PoW 코인(예: Ethereum Classic)으로 옮기거나, 하드웨어를 판매하거나, GPU를 AI/ML 작업에 재활용했습니다.
스테이킹하려면 ETH가 얼마나 필요하나요?
솔로 스테이킹은 검증자당 정확히 32 ETH가 필요합니다. 다만 리퀴드 스테이킹 서비스(Lido, Rocket Pool)나 거래소 스테이킹(Coinbase, Kraken)은 어떤 금액이든(소수 단위 ETH도) 스테이킹할 수 있게 해줍니다.
슬래싱이란 무엇인가요?
슬래싱은 검증자가 명백히 규칙을 위반했을 때(예: 모순되는 블록에 서명) 부과되는 패널티입니다. 슬래싱된 검증자는 스테이킹된 ETH 일부를 잃고, 검증자 집합에서 강제로 퇴출됩니다. 정상 운영에서는 드문 일이며, 주로 의도적인 공격을 처벌하도록 설계되었습니다.
머지 이후 이더리움은 디플레이션인가요?
조건부로 그렇습니다. 네트워크 활동이 충분히 높아서 EIP-1559가 소각하는 ETH가 검증자에게 발행되는 ETH보다 많으면 총공급이 감소합니다. 활동이 낮은 시기에는 발행이 소각을 초과해 공급이 소폭 증가합니다. 머지 이후 전체 추세는 완만한 디플레이션에 가까웠습니다.
머지는 성공했나요?
사실상 모든 지표에서 그렇습니다. 전환은 다운타임 없이 이루어졌고, 자금 손실도 없었으며, 네트워크는 매끄럽게 계속 운영되었습니다. 예측된 이점(에너지 절감, 발행 감소, 결정적 최종성)도 모두 실현되었습니다. 이는 컴퓨팅 역사에서 가장 성공적인 라이브 인프라 업그레이드 중 하나로 평가됩니다.