효율적인 리소스 사용과 비용 절감을 위한 Dynamic Energy

1. 서론

Tron은 빠른 트랜잭션 처리 속도와 낮은 수수료를 통해 탈중앙화된 인터넷을 구현하는 것을 목표로 2017년에 설립된 블록체인 플랫폼입니다. Tron 네트워크는 TRX라는 Native Token을 기반으로 하며, 스마트 컨트랙트 실행을 지원해 다양한 DApp(탈중앙화 애플리케이션) 개발이 가능합니다.
특히 Tron은 Bandwidth와 Energy라는 독특한 리소스 모델을 사용해 효율적인 네트워크 운영을 지원하고 있습니다. 이 중 Dynamic Energy는 스마트 컨트랙트 실행 시 필요에 따라 Energy를 동적으로 조정하는 기술로, 리소스 사용의 효율성을 극대화하고 비용 절감을 가능하게 합니다.
본 글에서는 Tron의 Dynamic Energy에 대해 자세히 살펴보고, 그 개념과 작동 원리, 실제 구현 방법까지 코드 예시를 통해 설명하도록 하겠습니다.

2. Tron Network의 리소스 개요

Tron 블록체인에서 트랜잭션을 실행하려면 두 가지 주요 리소스가 필요합니다.

Bandwidth (대역폭): 데이터를 전송하는 데 필요한 리소스입니다. 일반적인 트랜잭션(송금, 스마트 컨트랙트 호출 등)에 소요되는 데이터 용량을 처리합니다.
Energy (에너지): 스마트 컨트랙트 실행 시 발생하는 계산 비용입니다. (연산 작업 처리비용)

• 스마트 컨트랙트의 명령어를 실행할 때마다 일정량의 Energy가 소모됩니다.
• 명령어의 복잡도가 높을수록 더 많은 Energy가 필요합니다.

Bandwidth는 계정에 TRX를 스테이킹하면 무료로 제공되지만, Energy는 스마트 컨트랙트의 실행 복잡도와 연산량에 따라 소모됩니다.

• 스마트 컨트랙트 명령어(OPCODE)의 실행 비용

  • Solidity로 작성된 코드가 TVM(Tron Virtual Machine)에서 실행됩니다.

  • 각 명령어(OPCODE)는 고유의 비용이 정해져 있으며, 실행될 때마다 누적 비용이 증가합니다.

  • 메모리나 스토리지를 읽고 쓰는 작업이 많을수록 Energy가 더 많이 소모됩니다.

  • 다른 스마트 컨트랙트를 호출하는 CALL 명령어는 추가적인 Energy를 요구합니다.

  • 명령어별 Energy 소모량

    명령어	소모 Energy
    ADD (덧셈)	1 Energy
    MUL (곱셈)	5 Energy
    SSTORE (저장)	20,000 Energy
    CALL (컨트랙트 호출)	700 Energy

3. Dynamic Energy의 개념과 필요성

Dynamic Energy는 특정 트랜잭션 또는 스마트 컨트랙트 실행 시 동적으로 Energy를 조정하는 방식입니다. Tron의 기존 Energy 모델에서는 스마트 컨트랙트 실행 시 필요한 Energy가 고정되어 있었습니다. 하지만 스마트 컨트랙트의 실행 조건이나 복잡성이 다양해지면서 Dynamic Energy 모델이 등장했습니다.

Dynamic Energy의 주요 목적은 다음과 같습니다.

• 리소스 최적화: 필요한 순간에만 Energy를 할당하여 불필요한 소모를 최소화합니다.
• 비용 절감: 과도한 Energy 낭비를 방지해 리소스를 효율적으로 활용 합니다.
• 트랜잭션 처리 속도 향상: 실행 조건에 따라 Energy를 적절히 분배하여 빠르고 효율적인 처리를 지원합니다.

4. Dynamic Energy의 작동 원리

Dynamic Energy는 다음과 같은 과정을 통해 동적으로 리소스를 관리합니다.

1. Energy 수요 분석: 스마트 컨트랙트 실행 시 발생하는 연산 비용과 리소스 요구량을 실시간으로 모니터링하고 평가합니다.
2. Energy 동적 할당: 분석된 수요에 따라 필요한 Energy를 즉각적으로 할당하여 리소스의 효율성을 극대화합니다.
3. 리소스 최적화 및 재할당: 사용 후 남은 여유 Energy는 다른 트랜잭션이나 작업에 재할당되어 리소스 낭비를 최소화합니다.

지금부터는 예시코드 실습을 통하여 설명드리도록 하겠습니다.

5. Dynamic Energy 관련 예시 코드

5-1.테스트 실행 순서

• Node.js 설치
  https://nodejs.org/ko
• TronWeb 라이브러리 설치

  npm install tronweb
  

• Shasta 테스트넷에서 TRX Faucet 받기: https://shasta.tronex.io/
• 스마트 컨트랙트를 배포한 뒤, 컨트랙트 주소를 코드에 입력
• 스크립트를 실행해 Dynamic Energy의 결과를 확인

  node testDynamicEnergy.js
  

5-2. Solidity 스마트 컨트랙트 예제

• EnergyManager 스마트 컨트랙트를 Shasta 네트워크에 배포합니다.

pragma solidity ^0.8.0;

contract EnergyManager {
    uint256 public dynamicEnergy;

    /// @notice 입력 값을 기준으로 Energy를 동적으로 계산
    /// @param input 스마트 컨트랙트 실행 시 제공되는 입력 값
    /// @return dynamicEnergy 동적으로 계산된 Energy 값

    function calculateEnergy(uint256 input) public returns (uint256) {
        require(input > 0, "Input must be greater than zero");

        if (input < 10) {
            dynamicEnergy = 100; // 낮은 입력 값에 대한 기본 Energy
        } else if (input < 50) {
            dynamicEnergy = 500; // 중간 입력 값에 대한 Energy
        } else {
            dynamicEnergy = 1000; // 높은 입력 값에 대한 Energy
        }

        return dynamicEnergy;
    }
}

• calculateEnergy 함수는 입력 값을 기반으로 Energy를 동적으로 할당합니다.

5-3. TronWeb을 활용한 테스트 스크립트

• JavaScript 코드를 사용해 Shasta 테스트넷에서 스마트 컨트랙트를 호출해 Dynamic Energy를 확인할 수 있습니다.

const TronWeb = require('tronweb');

// Shasta 테스트넷 설정
const tronWeb = new TronWeb({
    fullHost: 'https://api.shasta.trongrid.io', // Shasta 테스트넷 API
    privateKey: 'YOUR_TESTNET_PRIVATE_KEY'      // 테스트넷 개인 키
});

// 배포된 스마트 컨트랙트 주소
const contractAddress = 'YOUR_DEPLOYED_CONTRACT_ADDRESS';

async function callDynamicEnergy(input) {
    try {
        // 스마트 컨트랙트 인스턴스 가져오기
        const contract = await tronWeb.contract().at(contractAddress);

        console.log(`입력 값: ${input}`);
        console.log("Dynamic Energy를 계산 중입니다.");

        // 스마트 컨트랙트 함수 호출 및 결과 확인
        const energyUsed = await contract.calculateEnergy(input).send({
            feeLimit: 1_000_000_000, // 최대 수수료 한도 설정
            callValue: 0             // TRX 전송 없음
        });

        console.log(`할당된 Dynamic Energy: ${energyUsed}`);
    } catch (error) {
        console.error("오류 발생:", error);
    }
}

// 테스트 예제 실행
(async () => {
    await testDynamicEnergy(5);  // 결과: 100
    await testDynamicEnergy(25); // 결과: 500
    await testDynamicEnergy(75); // 결과: 1000
})();

• TronGrid API를 통해 스마트 컨트랙트에 연결하고 calculateEnergy 함수를 호출합니다.

5-4. 테스트 결과

위의 예제를 통해 Tron 테스트넷에서 Dynamic Energy가 입력값에 따라 동적으로 할당되는 과정을 실시간으로 확인할 수 있습니다

입력 값 (input)	계산된 Dynamic Energy
5	100
25	500
75	1000

5.5 실제 예시

• Bandwidth Consumed (소모된 Bandwidth): 345 Bandwidth
  → 비용: 0.345 TRX
  → Bandwidth 소모량은 일정하지만, 스테이킹된 Bandwidth가 부족해 0.345 TRX가 소모되었습니다.
• Energy Consumed (소모된 Energy)
  • 총 Energy 사용량: 130,285 Energy
  • 세부 구성:
    • 기본 Energy 소비: 29,650
    • 추가 Energy 소비: 100,635
  • Energy 비용: 27.35985 TRX
    → 기본적으로 제공된 Energy(스테이킹된 리소스)는 29,650만큼이었고, 부족한 100,635 Energy를 보충하기 위해 27.35985 TRX가 소모되었습니다.
• TRX Consumed (소모된 TRX)
  → 이 비용은 부족한 Bandwidth와 Energy를 충당하기 위해 소모된 총 TRX입니다.
  • Bandwidth Consumed + Energy Consumed
    = 0.345 TRX + 27.35985 TRX
    = 27.70485 TRX

6. 결론

Dynamic Energy는 Tron 네트워크에서 스마트 컨트랙트 실행 시 리소스의 효율성을 극대화하기 위해 설계된 중요한 메커니즘입니다. 이를 통해 필요에 따라 Energy를 동적으로 할당하고 낭비를 줄여 비용 절감과 리소스 최적화를 동시에 달성할 수 있습니다.

위에서 제공된 Solidity 스마트 컨트랙트와 TronWeb 클라이언트 코드를 활용하면 Dynamic Energy를 구현하고 실제 네트워크에서 테스트할 수 있습니다. 입력값에 따라 Energy가 효율적으로 조정되는 과정을 확인함으로써, 스마트 컨트랙트를 보다 경제적이고 최적화된 방식으로 운영할 수 있습니다.

Tron의 Dynamic Energy는 DApp 개발자와 사용자 모두에게 큰 이점을 제공합니다. 특히 리소스 효율성을 높이면서도 운영 비용을 절감하는 점은 네트워크 상에서 다양한 애플리케이션을 확장하는 데 중요한 역할을 합니다.

스마트 컨트랙트를 설계할 때 Dynamic Energy의 활용 방안을 충분히 고려하면 더 빠르고 효율적이며 비용 절감이 가능한 시스템을 구축할 수 있습니다. 앞으로 Tron 생태계의 확장과 더불어 Dynamic Energy가 더욱 활발히 사용되기를 기대합니다.