비트코인의 클러스터 멤풀(Cluster Mempool): 15년 만의 아키텍처 개편이 수수료 시장을 재편하는 방법
지난 15년 동안 비트코인의 멤풀(mempool) — 미확정 트랜잭션이 블록에 채굴되기 전 대기하는 장소 — 은 비트코인 한 개가 몇 센트에 불과하던 시절에 설계된 아키텍처 위에서 운영되어 왔습니다. 이제 그 시대가 끝나가고 있습니다. 2025년 11월 25일, 비트코인 코어(Bitcoin Core)는 기존의 트랜잭션 정렬 엔진을 통일된 클러스터 기반 프레임워크로 교체하는 대대적인 재설계인 클러스터 멤풀(Cluster Mempool) (Pull Request #33629)을 병합했습니다. 2026년 하반기에 출시될 비트코인 코어 31.0을 목표로 하는 이 업그레이드는 세그윗(SegWit) 이후 비트코인이 겪은 가장 중대한 프로토콜 수준의 변화 중 하나로 조용히 자리 잡고 있습니다.
새로운 옵코드(opcode)도, 토큰 표준도, 화려한 서사도 없습니다. 단지 모든 비트코인 노드가 어떤 트랜잭션이 가장 중요한지 결정하는 방식에 대한 근본적인 재고이며, 그 결정 방식이 왜 지난 수년간 미세하게 어긋나 있었는지에 대한 해답입니다.
아무도 말하지 않는 문제: 일치하지 않는 두 가지 순위
비트코인의 멤풀은 미확정 트랜잭션에 대해 항상 두 가지 별도의 순서를 유지해 왔습니다. 조상 수수료율 (ancestor feerate) 은 부모 의존성을 역으로 추적하여 트랜잭션의 순위를 매깁니다. 자손 수수료율 (descendant feerate) 은 자식 트랜잭션을 추적하여 순위를 매깁니다. 채굴 소프트웨어는 블록을 생성할 때 조상 수수료율을 사용합니다. 반면, 멤풀이 가득 찼을 때 우선순위가 낮은 트랜잭션을 제거하는 로직인 방출 (eviction)은 자손 수수료율을 사용합니다.
이러한 이중 순위 시스템은 조용하지만 지속적인 불일치를 야기합니다. 채굴자가 블록에 포함시키고 싶어 하는 것과 노드가 가장 소모 가능하다고 판단하는 것이 완전히 다른 기준으로 평가되는 것입니다. 그 결과는 비트코인 생태계 전반에 영향을 미칩니다:
- 지갑의 수수료 오판. 수수료 추정은 채굴자가 어떤 트랜잭션을 포함할지 예측하는 데 의존합니다. 블록을 생성하는 순위와 멤풀 용량을 관리하는 순위가 다를 경우, 지갑은 자주 수수료를 과다 지급하거나 적게 지급하게 되어 사토시 (sats)를 낭비하거나 트랜잭션이 멈추는 현상이 발생합니다.
- 수수료 대체 (RBF)의 일관성 없는 동작. 한 순위 시스템에서는 유리해 보이는 트랜잭션 교체가 다른 시스템에서는 거부될 수 있어, 수수료를 높이려는 사용자에게 예측 불가능한 UX를 제공합니다.
- 라이트닝 네트워크 패널티 트랜잭션의 불확실성. 레이어 2 프로토콜은 적시의 트랜잭션 전파 및 확정에 의존합니다. 멤풀의 동작이 채굴자의 동작과 다를 경우, 라이트닝 패널티 트랜잭션과 같은 강제 메커니즘이 채굴자에게 전파되는 것을 보장할 수 없으며, 이는 보안상 중대한 문제입니다.
- 블록 생성 시 수익 기회 상실. 조상 수수료율로 정렬된 트랜잭션으로 블록을 생성하는 채굴자들은 때때로 더 수익성 있는 조합을 놓치게 되며, 이로 인해 잠재적 수익의 약 2 – 5%를 확보하지 못하는 것으로 추정됩니다.
이러한 문제들은 이론적인 것이 아닙니다. 2025년 비트코인 평균 트랜잭션 수수료는 약 $0.62였으며, 혼잡 시에는 $2 이상으로 급등하기도 했습니다. 이러한 급등기에 지갑의 추정치와 사용자가 실제로 지불해야 하는 금액 사이의 격차는 때때로 몇 배씩 벌어지곤 했습니다.
클러스터 멤풀: 모두를 다스리는 단 하나의 순위
비트코인 코어 컨트리뷰터인 수하스 다프투아 (Suhas Daftuar) 와 피터 윌 (Pieter Wuille) 이 설계한 클러스터 멤풀은 통일된 단일 프레임워크를 도입하여 이중 순위 문제를 해결합니다.
클러스터 작동 방식
클러스터 (cluster) 는 지출 관계를 통해 연결된 트랜잭션들의 최대 집합입니다. 트랜잭션 A가 생성한 출력을 트랜잭션 B가 사용한다면, 이들은 같은 클러스터에 속합니다. 트랜잭션 C가 B의 출력을 사용한다면, 세 트랜잭션 모두 하나의 클러스터를 형성합니다. 핵심 통찰은 이렇게 연결된 트랜잭션들을 개별적으로 평가하는 것이 아니라 함께 평가해야 한다는 것입니다.
각 클러스터는 수수료율에 따라 내부적으로 단조 감소하는 "청크 (chunks)" 로 선형화 (linearized) 됩니다. 청크는 클러스터 내에서 하나의 단위로 포함되거나 제외되어야 하는 하나 이상의 트랜잭션입니다. 이 선형화 프로세스는 윌 (Wuille)이 2025년에 광범위하게 벤치마킹한 정교한 알고리즘을 사용하며, 여기에는 단순한 후보 집합 검색보다 더 효율적이고 실용적인 것으로 입증된 선형 계획법 기반의 스패닝 포레스트 (spanning-forest) 접근 방식이 포함됩니다.
통일된 작업
클러스터와 청크가 도입됨에 따라, 모든 멤풀 작업은 이제 동일한 순서를 사용합니다:
| 작업 | 기존 방식 | 클러스터 멤풀 방식 |
|---|---|---|
| 블록 생성 | 조상 수수료율 정렬 | 모든 클러스터에서 가장 높은 수수료율의 청크 선택 |
| 방출 (Eviction) | 자손 수수료율 정렬 | 가장 낮은 수수료율의 청크 제거 |
| RBF 평가 | 절대 수수료 및 수수료율 확인 | 청크 수수료율 비교; 엄격한 수수료율 다이어그램 개선 요구 |
| 수수료 추정 | 휴리스틱 기반, 종종 부정확함 | 청크 순서에서 직접 도출 |
이러한 정렬은 매우 명쾌합니다. 채굴자가 채굴하고 싶어 하는 것이 곧 노드가 가장 가치 있다고 판단하는 것입니다. 노드가 방출하는 것은 곧 채굴자가 제외할 항목입니다. 더 이상 불일치는 없습니다.
클러스터 제한
새로운 시스템은 클러스터당 64개의 트랜잭션 및 101 kvB 라는 글로벌 제한을 적용합니다. 이 제약 조건은 트랜잭션이 가질 수 있는 부모나 자식의 수를 개별적으로 제한하던 기존의 조상 및 자손 제한을 대체합니다. 클러스터 제한은 더 유연합니다. 전체 클러스터가 범위 내에 있는 한 트랜잭션은 무제한의 조상을 가질 수 있으면서도, 지속적인 재정렬을 위한 계산 효율성을 유지합니다.
이것이 비트코인 생태계에 의미하는 바
지갑 개발자: 신뢰할 수 있는 수수료 추정
클러스터 멤풀(Cluster Mempool)을 통해 얻을 수 있는 가장 큰 UX 측면의 이점은 예측 가능한 수수료 추정입니다. 멤풀의 내부 순위가 채굴자가 실제로 작업하는 방식과 일치하게 되면, 지갑은 멤풀 상태를 관찰하여 목표 컨펌 시간 창에 필요한 수수료를 직접 계산할 수 있습니다. 더 이상 실시간 상황보다 뒤처지는 과거 컨펌 데이터에 의존할 필요가 없습니다.
이는 특히 네트워크 혼잡 상황에서 매우 중요합니다. 2024년 말, 비트코인 코어(Bitcoin Core) 개발자들은 수수료 추정 방식에 대한 업데이트를 제안했으며, 클러스터 멤풀은 이러한 방식이 의도한 대로 작동할 수 있도록 하는 아키텍처적 기반을 제공합니다.
채굴자: 더 나은 블록 수익
블록 템플릿 생성은 클러스터 청크(chunk)들에 대한 단순한 병합 정렬(merge sort) 과정이 됩니다. 조상 수수료율(ancestor-feerate) 알고리즘에 내재된 근사 오차 없이, 모든 클러스터에서 가장 수수료율이 높은 청크가 먼저 선택됩니다. 수익 개선 효과는 블록당 2~5%로 추정되지만, 이는 매달 수천 개의 블록에 걸쳐 누적되므로 마진이 적은 채굴 운영체에게는 상당한 의미가 있습니다.
레이어 2 프로토콜: 보안 보장
라이트닝 네트워크(Lightning Network), Ark 및 기타 레이어 2 프로토콜은 네트워크를 통해 전파되어 채굴자에게 도달해야 하는 시간에 민감한 트랜잭션을 브로드캐스팅하는 능력에 의존합니다. 기존 시스템의 일관성 없는 트랜잭션 교체 처리는 페널티 트랜잭션이 일부 노드에서는 수락되지만 채굴자에게는 전파되지 않는 예외적인 케이스들을 만들어냈습니다.
클러스터 멤풀의 통합 프레임워크는 더 강력한 보장을 제공합니다. 이제 RBF 규칙은 교체가 멤풀의 전체 수수료율 다이어그램을 엄격하게 개선해야 한다는 조건을 요구합니다. 이는 임시방편적인 수수료 임계값이 아닌 수학적으로 정밀한 조건입니다. 즉, 프로토콜 개발자는 트랜잭션 전파에 대해 더 큰 확신을 가지고 설계할 수 있습니다.
오디널스 및 인스크립션 경제학
오디널스(Ordinals), BRC-20 토 큰, 룬즈(Runes)와 같은 비트코인의 인스크립션 생태계는 기존 멤풀 아키텍처에 부담을 주는 트랜잭션 패턴을 도입했습니다. 복잡한 CPFP(Child-Pays-For-Parent) 체인, 대규모 트랜잭션 클러스터, 인스크립션 민팅 중의 높은 수수료 경쟁 모두 통합 순위 시스템의 혜택을 받습니다. 이전에는 수수료를 높이기 어려웠던 인스크립션 트랜잭션들도 이제 청크 기반 평가를 통해 더 예측 가능하게 관리될 수 있습니다.
엔지니어링 여정: 1989년부터 2026년까지
클러스터 멤풀의 개발 역사는 비트코인 코어의 접근 방식을 정의하는 깊고 인내심 있는 엔지니어링의 전형을 보여줍니다.
이 프로젝트는 채굴과 퇴출(eviction) 순위 간의 근본적인 불일치를 식별한 2023년 제안(GitHub issue #27677)으로 거슬러 올라갑니다. 하지만 솔루션을 뒷받침하는 알고리즘은 수십 년에 걸친 연구를 기반으로 합니다. 2025년 초, 스테판 리히터(Stefan Richter)는 **최대 비율 폐쇄 문제(maximum-ratio closure problem)**에 관한 1989년 논문이 클러스터 선형화(linearization)에 적용될 수 있다는 사실을 발견했습니다. 학술적 돌파구가 거의 40년 만에 암호화폐 인프라를 위해 재탄생한 것입니다.
피터 부일러(Pieter Wuille)는 2025년 중 수개월 동안 세 가지 선형화 접근 방식(단순 후보 집합 탐색, 선형 계획법 기반 스패닝 포레스트 알고리즘, 최소 컷 기반 접근 방식)을 평가했습니다. 벤치마크 결과, 두 가 지 고급 방식이 단순 탐색보다 "훨씬 더 효율적"이었으며, 실용성 면에서 스패닝 포레스트 방식이 채택되었습니다.
실제 구현체는 수년간의 검토, 테스트 및 점진적인 풀 리퀘스트를 거쳐 2025년 11월 25일에 PR #33629로 병합되었습니다. 2026년 하반기로 예상되는 비트코인 코어 31.0 릴리스는 클러스터 멤풀을 광범위한 네트워크에 배포하는 첫 번째 버전이 될 것입니다.
다른 수수료 시장 설계와의 비교
비트코인의 클러스터 멤풀 업그레이드는 다른 블록체인들이 이미 수수료 시장 설계를 반복해 온 시점에 이루어졌습니다.
- 이더리움의 EIP-1559 (2021년 8월)는 수요에 따라 동적으로 조정되는 기본 수수료와 채굴자를 위한 우선순위 팁을 도입했습니다. 이는 이더리움 사용자가 수수료를 경험하는 방식을 근본적으로 바꾸어 과다 지불에 대한 자동 환불과 함께 예측 가능성을 높였습니다. 그러나 EIP-1559는 내부 멤풀 조직을 다루지 않고 수수료 메커니즘 자체를 변경합니다.
- 솔라나의 지역화된 수수료 시장 (2024년 도입)은 트랜잭션이 접촉하는 계정에 따라 수수료 경쟁을 분할합니다. 수요가 높은 NFT 민팅이 서로 다른 상태를 건드리는 단순한 토큰 전송의 수수료를 높이지 않습니다.
- 비트코인의 클러스터 멤풀은 이 두 가지와 모두 다릅니다. 수수료 메커니즘을 변경하지 않으며(비 트코인은 여전히 제일가격 경매 방식을 사용함), 수수료 시장을 분할하지도 않습니다. 대신, 기존 메커니즘이 올바르게 작동하도록 내부 배관을 수리합니다. 난방 시스템을 새로 설계하는 것이 아니라 고장 난 온도계를 수리하는 것으로 생각하면 됩니다.
이러한 차이는 중요합니다. 비트코인의 수수료 시장은 주요 블록체인 중 가장 단순하다고 볼 수 있습니다. 사용자는 수수료를 입찰하고, 채굴자는 가장 높은 수익을 주는 트랜잭션을 선택합니다. 클러스터 멤풀은 이 모델에 복잡성을 더하지 않습니다. 오히려 단순한 모델이 의도한 대로 작동하지 못하게 했던 내부의 불일치를 제거합니다.
향후 계획
클러스터 멤풀은 이전에는 실용적이지 않았던 몇 가지 후속 개선 사항을 가능하게 합니다.
- 패키지 릴레이(Package relay): 관련 트랜잭션 그룹을 하나씩이 아니라 한꺼번에 브로드캐스팅합니다. 클러스터 인지 멤풀을 통해 노드는 패키지를 단위별로 평가할 수 있어 CPFP의 신뢰성을 높일 수 있습니다.
- 개선된 RBF 정책: 단순히 더 높은 절대 수수료를 지불하는지가 아니라, 교체가 실제로 멤풀 상태를 개선하는지 평가할 수 있는 더 정밀한 교체 규칙입니다.
- 멤풀 기반 수수료 추정: 과거의 컨펌 비율 모델을 대체하여 현재 멤풀 상태에서 직접 최적 수수료를 계산합니다.
이들은 막연한 기능이 아닙니다. 비트코인 코어 개발자들은 수년 동안 클러스터 멤풀 아 키텍처를 중심으로 패키지 릴레이와 개선된 RBF를 설계해 왔으며, 그 위에 기능을 구축하기 위해 이 근본적인 변화가 병합되기를 기다려 왔습니다.
조용한 혁명
ETF, 밈코인, 레이어 2 출시와 같이 자극적인 내러티브에 쏠리는 생태계에서, 클러스터 멤풀 (Cluster Mempool)은 헤드라인을 장식하는 일은 드물지만 그 위에 구축되는 모든 것을 형성하는 인프라 업그레이드를 상징합니다. 더 신뢰할 수 있는 수수료는 트랜잭션 정체 현상을 줄여줍니다. 더 나은 블록 구성은 채굴자가 마땅히 얻어야 할 수익을 보장합니다. 더 강력한 전파 보장은 레이어 2 프로토콜이 베이스 레이어를 신뢰할 수 있게 합니다.
비트코인 코어 (Bitcoin Core) 31.0은 2026년 하반기가 되어야 출시될 예정이며, 네트워크 전반에 걸친 도입에는 그 후로도 수개월이 더 소요될 것입니다. 하지만 도입이 완료되면, 라이트닝 채널 폐쇄부터 오디널스 인스크립션, 단순한 P2P 결제에 이르기까지 모든 비트코인 트랜잭션은 비트코인 역사상 처음으로 근본적으로 재구축된 인프라를 거치게 될 것입니다.
때로는 가장 중요한 업그레이드가 전혀 눈에 띄지 않는 업그레이드일 때가 있습니다.
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