[BlockChain] AMM의 탄생 배경과 원리 그리고 Uniswap의 변천사 스토리

개요

이번 글에서는 DeFi 생태계의 핵심 엔진인 AMM의 작동 원리와, 초기 블록체인 환경에서 왜 이 모델이 필수적인 선택이었는지 그 기술적 배경을 알아볼게요. 나아가 AMM이 필연적으로 가질 수밖에 없는 트레이드 오프를 분석하고, 그리고 Uniswap V2, V3, V4를 통해 어떻게 발전하게 되었는 지 그 이야기를 풀어볼게요.

왜 초기 블록체인은 오더북을 외면 했을까??

우리는 블록체인을 공부하면서 Dex에 대해서 공부하기 시작할 때, AMM이란 단어를 마주하게 되어요. Automated Market Maker라는 이름 그대로 자동으로 시장 가격을 결정하고 유동성을 공급하는 모델을 뜻해요. 그럼 왜 이 모델이 필요했던 것일까요? 이 질문에 답하기 위해서는 기존 주식시장이나 CEX(중앙화 거래소)에서 사용하는 ‘오더북’ 방식이 초기 블록체인 환경에서 왜 외면 받을 수 밖에 없었는 지에 대해서 이해해야 해요.

초기 이더리움과 같은 네트워크에서 오더북을 운영하기에는 세 가지 결정적인 장벽이 존재 했어요. 바로 가스비 / 처리속도 / 유동성 공급 문제 였어요.

첫 번째로 가스비 문제를 한 번 살펴볼까요? 기본 저희들이 사용하는 주식어플은 대부분 오더북 기반으로 이루어져요. 즉 거래가 성사되려면 누군가 ‘얼마에 팔겠다’는 주문을 올리고, 그리고 ‘그 가격에 사겠다’는 다른 누군가가 나타나야 돼요.

하지만 초기 블록체인에서 이 방식을 그대로 사용할 수는 없었어요. 블록체인에서는 주문을 등록 할 때, 거래가 성사 될 때 그리고 주문을 취소하거나 수정할 때 매번 가스비를 내야했기 때문이에요. 1달러치 코인을 사려다 수수료를 10달러를 내야된다면 아무도 거래하지 않겠죠? 이처럼 높은 거래 비용은 오더북이 온체인에 정착하는 데 가장 큰 걸림돌이었어요.

두 번째로는 처리 속도문제 였어요. 주식 시장에서는 0.001초 차이로 체결 여부가 결정되지만, 초기 이더리움은 블록 하나가 생성되는 데만 수십초가 걸렸거든요. 주문을 넣어도 네트워크가 이를 승인해줄 때까지 한참을 기다려야 했어요. 그 사이에 가격이 급변하면 내가 넣은 주문은 쓸모없어져 버렸죠. ‘실시간’이 생명인 오더북 방식에 있어서 치명적인 약점이었어요.

세 번째로는 유동성 공급 문제에요.

오더북이 원활하게 돌아가기 위해서는 매수자와 매도자가 호가창을 가득 채워주는 마켓 메이커 (MM)가 필수적

이에요. 물론 비트코인이나 이더리움 같은 코인들은 인기가 많아서 걱정이 없었지만, 탈중앙 거래소(DEX) 생태계에 갓 등장한 수많은 신규 코인들은 거래 상대방을 찾기가 너무 어려웠어요. 사고 싶은 사람이 있어도 파는 사람이 없어서 거래 자체가 성립되지 않는 경우가 허다했죠.

결국 개발자들은 고민에 빠졌어요. ‘가스비는 비싸고, 속도는 느리고, 유동성도 부족한 문제를 어떻게 해결할 수 있을까?’ 이 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 AMM(Automated Market Maker)였어요!

난제를 해결한 기술 - AMM의 작동 원리

AMM은 오더북처럼 사람과 사람이 거래하는 것이 아니라, 사람과 유동성 풀(Liquidity Pool)이 거래하도록 판을 바꾼 거에요. 이 '유동성 풀'이라는 단어가 처음에는 잘 안 와닿을 수 있어요. 도대체 풀 안에서 거래가 어떻게 일어나는지, 또 누가 왜 자기 돈을 거기에 넣어두는지 궁금하실 텐데요. 차근차근 설명해 드릴게요.

유동성 풀(liquidity pool)이란??

쉽게 비유하자면 유동성 풀은 24시간 가동되는 무인 교환기와 같아요. 기존 오더북은 ‘사과 한개에 천원!’이라며 파는 사람을 기다려야 했던 시장이라면, AMM은 사과와 현금이 가득 차 있는 교환기 앞에 가서 사고 싶은 만큼 돈을 넣고 사과를 가져가는 방식인거죠. 이 때 교환기 안에 담긴 사과와 현금 덩어리를 우리는 유동성 풀이라고 불러요.

그럼 누가 왜 유동성 풀을 만드는 것인가??

어찌되었든 사과 교환기 역시 거래되기 위해서는 초기에 누군가가 교환기를 가득 채워줘야하는 되요. 이런 사람들을 유동성 공급자(Liquidity Provider, LP)라고 해요. 이들은 왜 자기 돈을 자판기에 넣어 둘까요? 바로 수수료 수익을 얻기 위해서에요.

은행에 돈을 맡기면 이자를 받듯, LP들은 유동성 풀에 자산을 예치하는 대가로 해당 풀에서 발생하는 거래 수수료의 일부를 보상으로 받아요. 과거 전문 기관만 할 수 있었던 ‘시장 조성자’의 역할을 이제는 소액 투자자들도 클릭 몇 번으로 참여할 수 있게 된 거라고 보면 좋아요.

그럼 사과 가격은 어떻게 정해지는 것인가?

이 부분이 이제 교환기가 자판기와 다른 점이라고 할 수 있어요. 여기서 AMM의 핵심 수학 공식이 등장해요. 가장 유명한 것이 유니스왑의 x * y = k 공식이에요.

교환기 안에 사과가 줄어들면 (누군가 사과를 사 가면), k라는 값을 유지하기 위해 남아있는 사과의 가격이 자동으로 비싸지게 설계되어 있어요. 그래서 사람이 가격을 일일이 수정할 필요 없이, 풀에 남은 잔액 비율에 따라 가격이 실시간으로 결정되는 원리에요.

유동성을 쌍으로 제공해야되는 이유?

여기서 유동성을 제공한다는 행위에 대해서 조금 자세하게 설명할 필요가 있는데요. 유동성 제공이라는 건 사과만 갖다 놓거나, 현금만 쌓아두는 것이 아니라 반드시 둘을 ‘쌍(Pair)’으로 함께 제공해야되요! 왜냐하면 사과 교환기이기 때문에 사과를 살려는 사람에게는 사과를 주고 현금을 받고, 사과를 팔려는 사람에게는 현금을 주고 사과를 받아야 되기 때문이죠. 어느 한쪽이라도 부족하면 ‘교환’이라는 기능이 멈춰버리게 되어요.

그래서 유동성 공급자(LP)는 사과와 현금같이 거래쌍을 유동성으로 제공해서 언제나 즉시 거래가 가능하도록 하는 시장조성자역할을 하는 거에요.

AMM의 한계 - 슬리피지와 비영구적 손실

이렇게 들으면 AMM이 모든 것을 해결해 줄 것 같지만, 이런 수학적 시스템에도 한계는 존재해요. 거래자와 유동성 공급자가 각각 마주하게 되는 슬리피지와 비영구적 손실이 바로 그것이죠.

슬리피지가 생기는 이유?

슬리피지란 주식을 거래할 때와 마찬가지로 내가 어떤 주식을 사고싶을 때, 사고 싶은 양에 비해 거래량이 부족할 때 생기는 현상이에요. AMM에서도 유동성이 풍부하다면 문제가 크진 않아요. 하지만 만약 유동성 풀 크기가 살려고 하는 양에 비해 작다면 이야기가 달라져요.

앞서 언급한 공식에 따라, 누군가 사과를 사가면 풀에 남은 사과의 양이 줄어드는 만큼 가격은 실시간으로 상승하게 되어요. 따라서 한 번에 많은 양의 사과를 사려고 하면, 첫 번재 사과를 살 때의 가격보다 마지막 열 번째 사과를 살 때의 가격이 훨씬 비싸지게 되는 것이죠. 이 가격차이를 슬리피지라고 해요.

비영구적 손실이 생기는 이유??

이처럼 슬리피지가 거래하는 사람이 감수해야 될 리스크라면, 반대로 자산을 맡긴 유동성 공급자에게는 ‘비영구적 손실’이라는 수학적 리스크가 생겨요. 이 부분에 대해서 설명해볼게요.

이 현상은 외부 시장의 가격과 사과 교환기의 가격이 일치하지 않을 때 발생해요. 외부 시장에서 사과값이 두배로 뛰었다고 가정해 볼게요. 그 떄 우리 사과 교환기는 누군가 거래를 하기 전까지는 여전히 예전의 저렴한 가격으로 사과를 팔고 있을 거에요.

이 때 이 가격의 차이를 눈치챈 사람들이 몰려와 자판기에서 싼값에 사과를 몽땅 사가고, 교환기엔 현금만 남아있게 되어요. 결국 유동성 공급자의 풀에는 가치가 오른 사과는 모두 사라지고 상대적으로 가치가 낮은 현금만 남게 되는 거죠. 나중에 유동성 공급자가 자산을 회수하려고 계산해 보니, ‘사과를 자판기에 넣지 않고 그냥 지갑에 보관했다가 시장에 팔았을 때’보다 지갑의 자산 가치가 더 낮아져 있는 것을 발견하게 되는거에요.

다행히 사과 가격이 다시 처음 예치했던 가격으로 돌아온다면 이 손실은 사라져요. 그래서 ‘비영구적(Impermanent)’라는 이름이 붙었죠. 하지만 가격이 계속 한 방향으로 움직인다면 이 손실은 확정적인 손해가 될 수 있어요. 이것이 바로 유동성 공급자가 수수료 수익과 맞바꾸며 감수해야 되는 핵심 리스크 인거죠.

AMM의 진화 - Uniswap V3, V4

이처럼 초기 AMM은 혁신적이었지만, 수학 공식에만 의존하다 보니 여러가지 트레이드 오프를 가질 수 밖에 없었어요. 그래서 이를 해결하기 위해 AMM의 대명사 Uniswap은 버전 업데이트를 통해서 계속 발전을 해오고 있어요.

자산의 효율성을 극대화한 Uniswap V3

가장 큰 변화는 V3에서 일어났어요. 이전의 V2 모델()은 한마디로 사과가격을 0에서 무한대까지 모든 가격에 대응하도록 하겠다!라는 의미와 같아요. 그 말인 즉슨, 자주 거래되는 가격대가 아니면 항상 거래되지 못하는 죽은 물량이 존재할 수 밖에 없었죠.

V3는 이 문제를 핵결하기 위해 집중화된 유동성(Concentrated Liquidity)을 도입했어요. 이는 유동성 공급자가 “나는 사과 가격이 900원에서 1,100원 사이일 때만 거래되도록 할래!”’라고 범위를 지정할 수 있게 한것이죠!

이렇게 하면 놀고있는 자산 없이 거래가 가장 활발한 구간에 유동성을 집중시킬 수 있었어요. 덕분에 적은 자본으로도 훨씬 깊은 유동성을 만들어내며 슬리피지를 획기적으로 줄일 수 있었고, 공급자는 자신의 자산을 훨씬 더 효율적으로 사용하여 더 많은 수수료 수익을 올릴 수 있게 되었어요.

확장성과 커스텀의 시작, Uniswap V4

하지만 V3의 ‘집중화된 유동성’모델에도 아쉬운 점이 있었어요. 유동성 공급자가 가격 범위를 일일이 관리해야 하는 번거로움도 문제였지만, 구조적으로 수천개의 코인 풀이 각각 별도의 스마트 계약으로 분리되는 것은 엄청난 가스비 부담을 키워왔죠. 그래서 유니스왑은 이 구조를 혁신하기 위해서 두가지 방법을 선택하게 되어요.

첫째는 ‘싱글톤(Singleton)’구조를 통한 비용 절감이었어요 유니스왑은 모든 풀을 단 하나의 거대한 스마트 계약 안에 모으는 구조를 도입했고, 이젠 수많은 거래 풀은 별개의 계약이 아니라 하나의 계약안에 적힌 상태(State)로 관리할 수 있게 했어요. 쉽게 설명해보자면 각 은행으로 송금을 할려면 그 은행에 가서 송금서비스를 진행했었어야 했던 구조를, 이제는 한 은행안에서 어느 곳에 보내겠다고 장부의 숫자만 수정할 수 있게 변경이 된 것이에요.

두번째는 훅(Hooks)을 통해 커스터 마이징이 가능하게 했어요. 여기에서 말하는 훅이란, 쉽게말해 기존의 교환기능만 하던 자판기에 내가 원하는 특수 기능을 추가해줄 수 있게 해주는 도구라고 생각하면 좋아요. 예를 들어 다음과 같은 것들이 가능하게 되어요.

다이나믹 수수료

시장 변동성이 커질 때만 수수료를 자동으로 높여서 유동성 공급자를 보호하는 기능을 추가하는 것이 가능해져요.

지정가 주문

코인 가격이 내가 설정한 지점에 도달했을 때만 거래가 실행되도록 예약기능을 추가할 수 있어요.

자동 재투자

거래로 발생한 수수료 수익을 사람이 일일이 찾지 않아도 다시 풀에 넣어 복리효과를 세팅할 수 있어요.

결국 유니스왑 V4는 싱글톤으로 비용을 획기적으로 낮추고, 훅으로 기능은 무한히 확장하면서 AMM을 하나의 거대한 ‘금융 조립 키트’로 진화하게 되었어요!

마무리

결국 AMM은 가스비와 속도라는 초기 블록체인의 물리적 한계를 수학적으로 극복한 모델이었어요. 덕분에 우리는 중앙 관리자 없이도 24시간 언제든 자산을 교환하고, 누구나 유동성을 공급하며 수익을 얻을 수 있는 금융의 민주화를 이룰 수 있었죠.

하지만 저희가 살펴본 것처럼, 수학 공식에 의존하는 만큼 슬리피지와 비영구적 손실이라는 트레이드 오프도 존재한다는 것을 알 수 있었어요. 특히나 0.1초를 다루는 전문 트레이더들에게는 공식에 의한 가격결정 모델은 오더북보다 비효율적이라는 아쉬움을 남겼어요.

그럼 이제 기술은 어디로 향하고 있을까요? 이제는 인프라 자체가 진화하면서, 블록체인 위에서도 AMM이 아닌 진짜 오더북을 구현하려는 시도들이 등장하기 시작했어요. 다음 편에서는 새롭게 부상하는 온체인 오더북(CLOB), 그리고 그 혁신의 중심에 있는 Hyperliquid가 어떻게 CEX급 속도와 효율성을 탈중앙화 방식으로 구현했는지 알아볼게요! 여기까지 읽어주셔서 감사해요! 다음에 봐요!