폴리곤에 대한 간단한 논의: 이더리움 호환 체인의 "인터넷"

출처: Bankless DAO

편집: 비투 독점 Chen Zou

Polygon 체인은 처음에 Matic이라는 이름으로 출시된 1층 네트워크입니다. 출시 당시 Matic은 개발자가 크로스 체인 호환성과 상호 운용성을 갖춘 제품을 구축할 수 있도록 하는 "블록체인의 인터넷(Internet of Blockchains)"이 되기를 원했습니다. 그러나 이더리움이 주도적인 스마트 계약 체인이 되면서 Polygon은 점차 사람들의 시야에서 사라졌습니다. 하지만 전체 네트워크의 발전과 이더리움의 포화 상태로 인해 시장은 점차 크로스 체인의 중요성을 깨닫기 시작했습니다. 이에 대응하여 Polygon 팀은 이더리움과 호환되는 블록체인을 구축하고 연결하는 프레임워크로 전환하여 이더리움의 확장을 돕기로 했습니다. 그들의 목표는 "블록체인의 인터넷"에서 "이더리움 호환 체인의 인터넷"으로 변화했습니다.

Polygon은 사용자와 개발자의 경험에 집중해왔습니다. 브랜드를 재구성한 이후, 개발자들이 Polygon으로 몰려들기 시작했으며, "개발자를 위해 태어났다"는 슬로건은 현실이 되었습니다. Polygon은 개발자 경험을 최적화하고 이더리움의 확장성 문제를 완화하는 이중의 장점 덕분에 2021년에 큰 발전을 이루었습니다.

지난 6개월 동안 Polygon에 배포된 계약 수는 이더리움을 완전히 초과했습니다.

2021년 5월 이후, 일일 활성 주소 수가 급격히 증가하기 시작했습니다.

성장을 지속하기 위해 Polygon은 새로운 개발자를 유치하고 그들을 유지해야 합니다. 개발자(및 최종 사용자)가 생태계 구축에 참여하도록 하기 위해 Polygon 팀은 블록체인 네트워크의 경량 배포 개발 환경을 구축하는 데 집중하고 있으며, 동시에 모듈 보안성("보안은 서비스")을 향상시키는 데 주력하고 있습니다.

이더리움의 단점; Polygon의 돌파구

이더리움이 주도적인 블록체인이 되면서, 점점 번영하는 생태계를 즐기는 동시에 가스 비용은 수많은 사용자에게 지울 수 없는 고통이 되었습니다. Polygon이 이더리움 생태계에 집중한 전략적 결정은 지금 돌이켜보면 선견지명이 있었습니다. 2021년 상반기 동안 가스 비용은 항상 100gwei를 초과했으며, 피크 시에는 350gwei를 넘기도 했습니다.

이더리움의 가격 변동성과 네트워크 상호작용의 복잡성으로 인해 한 거래는 사용자에게 수십 또는 수백 달러를 지출하게 만들 수 있으며, 거래 처리 시간도 크게 증가합니다. 이러한 문제들은 사용자와 개발자들이 적절한 대체 솔루션을 찾도록 강요하고 있습니다.

Polygon은 다양한 확장 솔루션을 제공함으로써 이더리움의 사용자를 유지하면서 거래 비용과 시간 비용의 이중 문제를 해결하는 것을 목표로 하고 있습니다. Polygon은 목표와 이념 면에서 이더리움과 높은 일치를 보이며, EVM 호환성을 통해 가장 중요한 것은 Polygon 뒤에 여전히 이더리움의 보안성이 유지되고 있다는 점입니다.

Polygon 프레임워크: 개요

독립 체인과 보안 체인

Polygon에서는 두 가지 유형의 블록체인을 배포할 수 있습니다: 독립 체인과 보안 체인.

"독립" 체인은 이더리움의 합의에 의존하지 않고 보안을 보장하는 블록체인입니다. 이 솔루션은 이미 자신의 검증 노드를 보유하고 있거나 다른 확장성 솔루션을 구현하려는 프로젝트를 대상으로 합니다. 이러한 독립 체인은 일반적으로 기업 네트워크나 Polygon-Ethereum 생태계와 통합하려는 성숙한 체인에서 사용됩니다.

"보안" 체인은 자체 검증 네트워크가 없으며, Polygon 보안 계층에 의존하는 체인입니다. Polygon은 매우 높은 수준의 보안을 제공하며, 개발자가 다양한 보안 솔루션 중에서 선택할 수 있도록 허용합니다. 가장 인기 있는 것은 Polygon PoS(지분 증명) 체인입니다. 이러한 보안 체인은 신뢰할 수 있는 보안 시스템이 필요한 스타트업과 프로젝트를 돕기 위해 설계되었습니다.

독립 체인이든 보안 체인이든, 개발자에게 배포는 비교적 간단합니다. 이러한 배포의 용이성은 개발자에게 사용자 요구를 충족시키기 위한 더 많은 선택지를 제공하며, 이러한 유연성은 Polygon의 인프라에서 비롯됩니다.

아키텍처

독립 체인이든 보안 체인이든, Polygon에 배포된 블록체인은 동일한 아키텍처 프레임워크 내에서 운영됩니다. Polygon의 아키텍처는 네 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다: 이더리움 계층, 보안 계층, Polygon 네트워크 계층 및 실행 계층.

이더리움 계층

Polygon은 이더리움을 기본 계층으로 사용합니다. 이 계층은 이더리움에 있는 일련의 스마트 계약으로 구성되어 있으며, 검증 노드, 스테이킹 노드 및 Polygon과 이더리움 생태계 간의 정보를 전달하여 결제를 수행합니다. 이 계층은 궁극적으로 이더리움에서 처리되는 프로세스를 해결하는 역할을 합니다. 이 계층은 선택 사항이지만, 아키텍처의 이 구성 요소는 Polygon의 강점입니다. 이더리움을 종착점으로 활용함으로써, Polygon은 이더리움의 보안을 최종 방패로 잘 활용하고 그로부터 이익을 얻을 수 있습니다.

보안 계층

두 번째 아키텍처 계층은 선택적 보안 계층입니다. 이 계층은 "검증은 서비스"라고 불리며, 개발자가 여러 보안 솔루션을 활용하여 거래를 검증할 수 있도록 합니다. 사용자는 사기 증명 또는 PoS 사이드 체인(및 기타 솔루션)을 사용하여 보안을 보장할 수 있습니다.

현재까지 가장 인기 있는 보안 솔루션은 PoS 사이드 체인입니다. PoS 사이드 체인은 약 100개의 검증 노드를 활용하여 블록체인 프로젝트의 보안을 보장하며(일정한 검증 수수료를 부과함), 검증 노드 관리를 수행합니다. 또한, 이 계층은 이더리움의 채굴자(최종 검증 노드)를 사용하여 합의에 도달할 수 있습니다.

이 계층 또한 선택 사항입니다. 일반적으로 1계층 구조에서 멀어질수록 보안성이 떨어지는 경향이 있지만, 거래 처리량과 사용자 경험을 향상시킵니다. 모든 체인이 Polygon의 보안 계층을 활용할 필요는 없습니다. 일부 프로젝트, 예를 들어 체인 게임은 더 빠른 결제 속도를 위해 보안을 줄이기를 원할 수 있으며, 이를 통해 플레이어에게 좋은 사용자 경험을 제공합니다.

Polygon 네트워크 계층

Polygon 네트워크 계층은 독립 블록체인으로 구성된 네트워크로, 거래를 결정하고 블록을 생성하며 각 체인의 합의를 결정합니다. 이러한 체인은 독립 체인일 수도 있고 보안 체인일 수도 있습니다. 이러한 체인의 블록 생산자는 각자의 거래를 그룹화하고, 보안 솔루션에 따라 네트워크 계층은 첫 번째 계층의 체크포인트로 Merkle 루트를 게시합니다.

실행 계층

마지막으로 실행 계층이 있습니다. 실행 계층은 Polygon 네트워크 계층에서 결정된 거래를 해석하고 실행합니다. 이 계층은 두 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다.

실행 환경 -- 가상 머신에 의해 구현됩니다. EVM과 유사하게, 블록체인의 상태를 추적할 수 있습니다.

실행 논리 -- 특정 Polygon 블록체인의 상태 전환을 구현합니다. 이 논리는 다음 블록체인 상태로의 전환을 정의하는 데 사용되며, 이더리움은 "무한 상태 기계"로 간주될 수 있습니다. (유한 상태 기계(영어: finite-state machine, 약어: FSM)와 대조적으로, 유한 상태 기계는 유한한 개의 상태와 이 상태들 간의 전이 및 동작 등을 나타내는 수학적 계산 모델입니다.)

그러나 이러한 모든 계층 중에서 개발자에게 중요한 부가 가치는 보안 계층입니다. 이는 Polygon 프레임워크의 유연성이 진정으로 발휘될 수 있게 합니다. 개발자는 자신의 프로젝트에 적합한 보안 솔루션을 선택할 수 있으며, 방향을 변경하고 싶다면 솔루션을 교환할 수 있습니다. 그 목적은 개발자에게 블록체인 프로젝트를 맞춤화할 수 있는 도구 세트를 제공하는 것입니다.

보안 계층: 심층 탐구

낮은 거래 비용과 높은 처리 효율성이 Polygon의 빠른 발전의 주요 동력이지만, Polygon의 모듈화된 보안 솔루션이 없었다면 이러한 성장은 불가능했을 것입니다. 이러한 "보안은 서비스" 솔루션에는 Polygon의 PoS 사이드 체인과 사기 증명 메커니즘이 포함되며, Avail과 Hermez ZK-rollups와 같은 새로운 솔루션은 여전히 개발 중입니다. 이러한 솔루션 중 일부는 혼합하여 사용할 수 있지만 모두 Polygon SDK에 의존합니다.

Polygon SDK

Polygon SDK(소프트웨어 개발 키트)는 프로젝트가 자신의 EVM 호환 체인을 출시할 수 있도록 하는 프레임워크입니다. 이 SDK는 "보안은 서비스"를 구현하여 개발자가 자신의 프로젝트에 이상적인 확장 솔루션을 선택할 수 있도록 합니다.

위 그림에서 볼 수 있듯이, Polygon 프레임워크는 기능을 분리하여 개발자가 자신의 합의 메커니즘을 선택하거나 개발할 수 있도록 하며, Polygon 생태계 내 다른 체인과의 상호 운용성을 유지합니다.

이러한 상호 운용성 덕분에 다양한 확장 솔루션을 가진 Polygon 체인 간의 소통이 가능해지며, 개발자는 맞춤형 보안 솔루션을 선택할 수 있습니다. Polygon은 또한 더 많은 즉시 사용 가능한 합의 메커니즘, 데이터베이스 구현 및 기타 보조 서비스를 추가할 계획입니다.

Polygon Hermez (ZK-rollup) 보안

Polygon은 최근 Hermez를 인수했습니다. Hermez는 ZK-rollup 솔루션으로, EVM에 해당하는 ZK-rollup을 개발 중입니다. 이는 자산 이전을 보다 안전하고 비용을 낮추기 위한 매우 유망한 2계층 솔루션입니다. ZK-rollup은 대량의 거래를 소량의 유효성 증명(또는 zk-SNARK) 형태의 데이터로 압축합니다. 그런 다음 이 데이터는 증명의 정확성을 검증하기 위해 체인에 게시됩니다. 이더리움과 비교할 때, Hermez는 133배의 처리량을 자랑하며 거래 비용은 10분의 1에 불과합니다.

이 솔루션은 사기 증명으로 데이터를 도전할 필요가 없기 때문에 plasma의 단점인 7일의 인출 대기 시간을 피할 수 있습니다. SNARK 증명은 계산적으로 쉽게 검증할 수 있기 때문입니다. 그러나 유효성 증명의 구조는 여전히 계산 집약적입니다. 현재 사용자가 기대하는 진정한 솔루션은 다소 시간이 걸릴 것으로 보이며, Avail과 마찬가지로 ZK-rollup의 미래도 밝아 보입니다.

Polygon Miden

Polygon은 최근 STARK 기반의 EVM 호환 롤업인 새로운 ZK 프로젝트인 Miden을 발표했습니다. 이 프로젝트는 Bobbin Threadbare가 이끌고 있으며, 그는 다른 ZK 기술인 Distaff VM( STARK 기반 가상 머신)과 Winterfell(고성능 STARK 검증기)의 핵심 개발자입니다.

이 솔루션은 순수하게 STARK 기반으로, 임의의 거래를 지원하고 자동으로 실행 증명을 생성합니다. Miden은 Solidity 코드를 Miden Assembly로 컴파일하며, Miden VM은 이를 사용하여 거래를 실행하고 제로 지식 증명을 생성합니다.

Hermez의 목표는 EMV와 완전히 호환되는 것입니다(코드 레벨에서). Miden은 Solidity 컴파일을 시작으로 다른 언어로 전환할 것입니다.

결론

Polygon이 이더리움에 확장 솔루션을 제공하는 데 집중한 결정은 성공적이었으며, Polygon 네트워크는 2021년 내내 폭발적인 성장을 이루었습니다. 이러한 성장을 지속하기 위해 Polygon은 즉시 사용 가능한 확장 및 보안 솔루션을 구축하기 위해 노력하고 있으며, 개발자가 Polygon의 낮은 거래 비용과 포괄적인 시간을 활용할 수 있도록 하고 있습니다. ZK-rollup 솔루션만으로도 10억 달러 이상의 자금이 있으며, Polygon은 이더리움의 확장을 돕고 미래의 예상 네트워크 부하를 충족하기 위해 솔루션 패키지를 더욱 확장할 충분한 자원을 보유하고 있습니다.