만상 블록체인 연간 회고 기술 편: 공공 체인의 불가능한 삼각형을 돌파하기 위한 노력

작성자: 최천, 완향 블록체인 수석 경제학자 사무실

검토: 조전웨이, 완향 블록체인 수석 경제학자

2022년이 끝나가고, 산업의 기복을 되돌아보면, 기술의 돌파구, 응용의 혁신, 생태계의 흥망 등은 모두 산업 발전의 역사적 주석이 되었다. 매년처럼, 완향 블록체인은 연말에 중대한 연간 회고 시리즈 기사를 발표했다: 《공공 체인 기술 편》, 《응용 편》 및 《규제 편》, 현재 산업 발전의 축소판을 기록하기 위해서이다.

공공 체인의 불가능한 삼각형 문제는 공공 체인 기술 발전을 제약하는 장애물로, 이는 체인 상의 응용 성능에 영향을 미친다. 공공 체인의 발전 목표는 항상 불가능한 삼각형 문제를 어떻게 극복할 것인지, 또는 불가능한 삼각형에서 최적의 균형을 찾는 데 집중되어 왔다. 공공 체인의 혁신은 이더리움 업데이트의 로드맵, EVM 호환 공공 체인 및 모듈화 공공 체인, 솔라나 및 아프토스와 같은 고성능 공공 체인에서 나타난다. 아래에서는 불가능한 삼각형과 거래 프로세스의 관점에서 다양한 불가능한 삼각형 해결책의 차이를 해석할 것이다.

불가능한 삼각형에 대한 이해

불가능한 삼각형의 개념

공공 체인의 가장 기본적인 기능은 체인 상에 정보를 기록하고 정보의 안전성을 유지하는 것이다. 즉, 개방된 네트워크(신뢰 없음)에서 정보가 변조(롤백)되는 것을 방지하는 것으로, 이는 암호학, 합의 메커니즘, 분산 네트워크 등의 하위 구성 요소에 의존한다. 암호학에는 공개키 및 개인키 암호학과 해시 함수 등이 포함되어, 서명 검증의 정확성과 체인 구조 규칙을 보장한다.

이더리움 창립자 비탈릭 부테린은 2017년 블로그 글에서 다음과 같이 제안했다: 확장성, 안전성 및 탈중앙화 이 세 가지 특성 중 블록체인 시스템은 동시에 두 가지 특성만 가질 수 있다. 불가능한 삼각형이 공공 체인에 미치는 영향과 공공 체인이 불가능한 삼각형에서 돌파구를 찾을 때, 우리는 이 세 가지의 정의와 시스템에 대한 영향을 이해해야 한다.

확장성은 공공 체인이 거래 속도와 규모를 지원하는 능력을 측정하며, 이는 거래가 제안된 후 확인되는 시간에 나타난다. 거래 처리 속도가 느린 공공 체인은 많은 응용 기능을 실현하기 어렵고, 예를 들어 즉시 결제와 같은 기능은 응용의 범위를 제한하고 사용자 경험에 영향을 미친다.

안전성은 시스템이 공격에 저항하는 능력을 측정하며, 시스템이 고장에 직면했을 때의 신뢰성을 나타내며, 주로 내결함성과 합의 수정의 난이도에 나타난다. 시스템의 내결함성이 낮으면 시스템이 공격에 취약해지고, 합의를 수정하면 이미 확인된 거래가 변경되어 과거 거래 기록을 변조하는 것과 같다.

탈중앙화는 공공 체인 노드의 분산 정도를 측정하며, 공공 체인은 신뢰할 수 있는 제3자를 통해 구축되지 않기 때문에 분산된 P2P 네트워크에 의해 네트워크 시스템 운영이 유지된다. 이 기반 위에서 공공 체인 노드의 분산성은 시스템의 신뢰 기반을 제공한다. 암호학과 합의 메커니즘이 결합되어야 공공 체인은 정상적인 기능을 발휘할 수 있다. 탈중앙화는 또한 사용자가 거래 검증에 참여할 권리를 나타내며, 사용자에게 공공 체인 시스템 내에서의 발언권을 반영한다.

탈중앙화는 두 가지 수준으로 나타난다: 첫째, 노드 수로 측정되며, 노드의 접근 장벽이 낮을수록 수가 많고 분산 정도가 높다; 둘째, 실제 제어자로 측정되며, 공공 체인 내에 예를 들어 채굴 풀과 같은 역할이 존재하면, 실제로 하나의 역할이 여러 노드를 제어하게 되어 시스템에 중앙화된 거래 검토 등의 문제를 초래할 수 있다.

종합적으로, 공공 체인의 불가능한 삼각형이 측정하는 지표와 구체적인 의미는 아래 표와 같다.

표 1: 불가능한 삼각형이 측정하는 지표와 구체적인 의미

거래 프로세스 관점에서 불가능한 삼각형 및 최적화 이해

블록체인 상의 거래 프로세스는 다음 네 단계로 간소화할 수 있다:

① 사용자가 거래를 서명하고 노드에 방송하여 미확인 거래 풀에 추가한다;

② 합의 노드가 거래를 검증하고 실행하며, 이러한 거래를 블록으로 패키징한다;

③ 블록이 네트워크의 다른 노드에 방송된다;

④ 다른 노드가 블록을 검증하고 블록체인에 추가하여 저장한다.

이 몇 단계는 서로 다른 관점에서 공공 체인의 세 가지 지표에 영향을 미친다.

1. 확장성

확장성은 ②, ③, ④ 단계의 영향을 받는다. ② 단계에서 거래의 검증, 실행 및 합의 속도가 확장성에 영향을 미친다. 블록체인의 계정 모델, 가상 머신 및 합의 메커니즘 등의 요소가 ② 단계를 완료하는 속도에 영향을 미친다. 예를 들어, 합의를 변경하는 경우, 합의 노드를 줄여 합의 시간을 단축하면 시스템의 탈중앙화 정도에 영향을 미친다.

③ 단계에서 노드 수가 많으면 각 노드 간의 동기화 속도가 느려진다. 블록 용량을 확장하여 확장성을 높이려는 경우, 원래 계획된 시간 내에 모든 노드에 블록을 방송하기가 어렵다. 네트워크가 완전히 동기화되지 않은 상태에서 서로 다른 블록 후에 거래를 합의 처리하면 분기가 발생하여 네트워크의 안전성에 영향을 미친다. 노드 수를 줄여 동기화 속도를 높이면 시스템의 탈중앙화에 영향을 미친다.

④ 단계는 네트워크 거래의 최종 확인을 의미하며, 블록을 받은 후 노드가 빠르게 검증할 수 있다면 확장성을 높일 수 있지만, 안전성과 중앙화 문제에 대한 손해를 초래할 수 있다.

2. 안전성

②, ③, ④ 단계에서 공격의 난이도, 즉 악의적인 노드에 의해 제어되는 난이도가 시스템의 안전성에 영향을 미친다. 특히 ② 단계에서 합의 메커니즘의 성능으로 나타나며, 합의 메커니즘의 내결함률이 낮거나 악의자에 의해 조작되기 쉬운 경우 시스템 안전성이 낮아지거나 노드가 중앙화되는 결과를 초래할 수 있다.

3. 탈중앙화

분산된 노드는 공공 체인의 하위 기반이며, 더 많은 노드가 참여할수록 더 많은 노드가 공공 체인을 인정하고 단일 실패 지점의 위험을 피할 수 있으며, 악의자의 공격 비용을 높일 수 있다. 동일한 내결함률에서 악의자가 제어해야 하는 노드 수가 많아진다. 탈중앙화 정도를 높이려면 노드의 진입 비용이 더 낮아야 하지만, 위에서 언급한 바와 같이 동일한 안전 조건에서 노드 수를 늘리면 시스템의 확장성이 낮아진다.

노드의 실제 제어자 측면에서 탈중앙화를 이해할 때, "거래 검토" 문제에 주목해야 한다. 노드가 거래를 패키징할 때, 자신의 선호에 따라 거래를 선택하고 정렬하면 일부 거래가 제안된 후 실행되기 어렵고 체인 상에서 확인받기 어려워진다. 즉, ① 단계에서 제안된 거래가 ② 단계에서 선택되어 검증되는 데 영향을 미친다.

종합적으로, 공공 체인은 거래 프로세스의 여러 단계에서 개선 및 최적화를 할 수 있지만, 불가능한 삼각형의 영향으로 인해 특정 측면에서 최적화를 진행할 때 항상 최소한 다른 한 측면의 부정적인 영향을 동반하게 된다. 공공 체인은 불가능한 삼각형에서 균형점을 찾아 더 많은 응용 시나리오를 충족해야 한다. 아래는 각 단계에서 다양한 공공 체인의 최적화 시도, 이더리움의 최신 로드맵, 이더리움 동질 공공 체인 및 고성능 공공 체인을 포함한다.

이더리움: 새로운 기술과 새로운 프레임워크를 통한 불가능한 삼각형 최적화

이더리움이 최근 발표한 로드맵에서 불가능한 삼각형 및 사용자 경험 측면에서의 개선을 확인할 수 있다.

그림 1: 이더리움 최신 로드맵

Merge: 합의 메커니즘을 PoW에서 PoS로 전환

합의 메커니즘은 블록 생성 및 검증 동기화 과정에 주요한 영향을 미치며, 이더리움이 PoS로 전환된 후 LMD GHOST + Casper FFG 공식 메커니즘을 채택하여 두 가지 목표를 달성했다: 각 슬롯(12초) 내에 하나의 블록을 생성하고, 해당 블록에 대한 증인 투표를 수행하며, 두 개의 에포크(하나의 에포크는 32개의 슬롯 포함) 후에 최종성을 확인하고, 블록을 롤백하려면 최소 3분의 1의 체인 상에서 스테이킹된 ETH 수량을 소각해야 한다.

이더리움의 Merge 단계 계획에서, 이더리움은 최종 확인 시간을 단일 슬롯으로 단축할 계획이며, 거래 확인을 위해 몇 분의 대기 시간이 더 이상 필요하지 않게 되어 더 높은 효율성을 달성하고 사용자 경험을 향상시킬 것이다. 그러나 단일 슬롯 확인을 달성하기 위해서는 합의 알고리즘을 개선해야 하며, 이는 공격 체인(합의 변경)의 비용을 줄이고 검증 노드 수를 줄여 공공 체인의 안전성과 탈중앙화에 영향을 미칠 수 있다.

Surge: Rollup과 Danksharding의 결합으로 거래 처리 속도 향상

이더리움은 Layer 2 수단을 통해 확장을 진행하며, 이는 Rollup의 확장 방식으로, 2층 네트워크가 메인넷의 내용을 체인 외부에서 실행하고, 검증 가능한 결과를 다시 체인으로 전달한다. 현재 이더리움의 Rollup은 여전히 Optimistic과 ZK 두 가지 경로가 주를 이루고 있다.

Optimistic Rollup에서는 범용성 설정으로 인해 사용자 수와 전체 잠금 가치가 선발 우위를 차지하고 있다. Optimistic은 정렬자 측면에서 많은 논란이 있으며, 현재 Arbitrum과 Optimism의 정렬자는 중앙화된 방식으로 블록을 생성하고 있어 거래 검토 문제를 초래할 가능성이 높다. ZK Rollup은 두 가지 문제에 집중하고 있으며, 첫째는 zkEVM 구축으로, EVM과 완전히 독립적으로 구축된 가상 머신 간의 선택을 하며, 실용성과 성능 간의 선택을 한다. 둘째는 제로 지식 증명의 속도를 가속화하는 것으로, 하드웨어 장치를 통해 제로 지식 증명을 생성하는 것도 하나의 선택이다. 체인 상의 데이터 사용 비용을 더욱 낮추기 위해, 이 두 가지 Rollup은 체인 외부 데이터 저장 방식을 도입하여 고빈도 상호작용이 필요한 시나리오에 적합하지만, 노드에 대한 신뢰 비용을 증가시킨다.

Rollup은 공공 체인의 불가능한 삼각형 문제를 해결하는 것처럼 보이지만, Rollup에는 두 가지 고유한 문제가 있다. 첫째, Rollup의 정보 처리 능력에는 한계가 있으며, 특히 Rollup은 하위 네트워크에 의존하여 하위 네트워크의 수용 능력이 Rollup의 운영 능력을 결정한다. 둘째, 체인 상의 서로 다른 Rollup은 상호 운용성 문제를 초래할 수 있다.

Rollup이 더 큰 기능을 발휘할 수 있도록 이더리움의 EIP 4844(프로토-댕크샤딩)는 블록 용량을 blob 데이터 블록으로 확장하여 Rollup이 메인 체인으로 전달하는 데이터를 수용하도록 제안했다. 블록 용량을 확장하면 확장성이 향상되지만, 대량 데이터의 합의 및 동기화 또한 문제를 초래할 수 있다. 따라서 Surge 단계에서는 DAS(데이터 가용성 샘플링)를 출시할 계획이다.

DAS는 노드가 모든 데이터를 다운로드하고 검증할 필요 없이 데이터를 여러 조각으로 나누어, 노드는 그 중 일부를 무작위로 다운로드하여 데이터가 손실되었는지 검증하기만 하면 된다. DAS의 검출 정확도는 오류 정정 코드를 통해 향상되며, 오류 정정 코드는 손실된 원본 데이터를 복구하기 위해 추가 데이터를 확장하는 데이터 중복 메커니즘이다. 오류 정정 코드의 데이터 확장 유효성은 암호학적 메커니즘 KZG의 약속으로 보장된다.

예를 들어, 4개의 데이터 블록이 검증을 기다리고 있을 때, 노드는 원본 데이터 블록이 1개 손실되었음을 발견할 확률이 25%이다. 오류 정정 코드를 사용하여 데이터를 8개의 데이터 블록으로 확장한 후, 50% 이상의 데이터가 손실되면 원본 데이터를 복구할 수 없으며, 즉 노드가 데이터 손실을 발견할 확률이 50%를 초과한다. 검증 노드 수가 증가함에 따라 데이터 손실을 발견할 확률도 증가한다. 예를 들어, n개의 노드가 무작위 샘플링을 수행할 때, 데이터 손실이 50%일 경우, 모든 노드가 손실되지 않은 데이터 블록을 정확히 샘플링할 가능성은 1/2 n에 불과하다. 따라서 많은 노드가 존재하는 경우, DAS의 검증 방식은 데이터 안전성을 보장하기에 충분하다.

따라서 종합적으로 볼 때, 블록 용량을 늘려 전체 블록의 확장성을 높이면 동기화 효율성이 떨어져 시스템 안전성에 영향을 미친다. 동기화 속도를 높이고 노드 저장 용량을 줄이며 충분한 탈중앙화를 보장하기 위해서는 메커니즘적으로 암호학적 개선을 할 수밖에 없지만, 전체적으로는 네트워크의 안전성에 영향을 미친다.

노드의 역할 제안자와 구축자 분리

이더리움은 PBS(제안자와 구축자 분리, Proposer/Builder Separation) 방식을 사용하여 노드의 작업을 두 가지 역할로 나누었다: 제안자(Proposer)와 구축자(Builder). 구축자는 블록 본체를 구성하고 입찰을 제출하는 역할을 하며, 제안자는 가장 높은 입찰가의 블록을 실행하기만 하고 블록 내의 거래 내용을 알지 못하여 거래 검토를 줄인다.

댕크샤딩의 구현은 구축자에게 더 높은 대역폭 자원을 요구하며, 구축자는 전문화 요구로 인해 중앙화된 조직이 될 수 있다. 반면 제안자는 광범위한 탈중앙화 집단으로 중앙화 위험을 균형 있게 조절하며, 하나의 정직한 구축자가 존재하기만 하면 이더리움 블록은 정상적으로 생성될 수 있다. 구축자가 거래를 검토하는 것을 방지하기 위해 제안자는 crList를 전달하여 제안자가 패키징할 거래 목록을 나타내며, 구축자는 crList의 거래로 블록을 채워야 한다. 이는 MEV를 약화시키는 메커니즘이며, 대형 블록 모드에서 노드를 두 가지 역할로 나누어 충분한 탈중앙화를 보장한다.

Verkle 트리, 역사 만료 및 다차원 비용 시장

방대한 역사 데이터는 이더리움의 탈중앙화에 영향을 미치며, 특히 증가하는 상태 데이터는 다양한 비효율 문제를 초래한다. 탈중앙화에 영향을 주지 않으면서 위에서 언급한 확장 계획을 실현하기 위해서는 동일한 안전 기준을 달성하고 시스템의 효율적인 운영을 보장할 수 있는 메커니즘이 필요하다.

Verkle 트리는 더 간단한 데이터 저장 방식으로, 기존의 머클 트리에 비해 필요한 증명 공간이 더 적다. 이는 암호학 기술의 개선으로, 역사 데이터 만료 메커니즘과 결합하여 노드의 저장 압력을 줄이고 노드의 접근 장벽을 계속 낮춘다.

역사 데이터 만료 메커니즘은 데이터 팽창 문제를 해결할 수 있으며, 클라이언트는 일정 시간 이후의 데이터를 저장할 필요가 없다. 프로토-댕크샤딩은 일정 시간이 지난 후 blob 데이터를 자동으로 삭제하는 독립적인 논리를 실현할 수 있어, 대형 블록이 더 이상 확장의 장애물이 되지 않는다. 이는 블록 데이터가 영구적으로 손실된다는 것을 의미하지 않으며, 데이터 삭제 이전에 필요한 사용자에게 충분한 백업 시간을 제공한다. 네트워크에는 모든 역사 데이터를 저장하는 노드도 존재하며, 이러한 역할에는 전문 프로토콜, 이더리움 포털 네트워크, 블록 탐색기 및 데이터 서비스 제공자, 개인 애호가 및 데이터 분석 학자가 포함된다.

다차원 비용 시장에서는 각 자원에 목표 값과 용량 상한을 설정하며, EIP 1559의 가스 요구 사항과 유사하게 자원의 사용 정도가 자원 가격에 영향을 미친다. 이더리움은 EVM 실행, 거래 calldata, 증인 데이터 및 저장 용량 등 여러 측면에서 더 세분화된 가격 책정 및 요금을 시작할 예정이다. 최종 목표는 각 개별 작업 코드의 가격 책정으로, 비용 통계 시 사용자 경험을 향상시키는 것이다.

종합적으로, 이더리움은 성능 향상이 절실히 필요하며, Rollup 및 댕크샤딩의 아이디어를 제안하여 성능을 향상시키고 있다. 동시에 더 많은 Rollup 데이터를 저렴하고 비대해지지 않게 저장하기 위한 데이터 가용성 솔루션을 제안하고, 그로 인해 발생하는 안전성 저하 문제를 약화시키고 있다. 이더리움은 여전히 기술 부채를 보완해야 하며, PBS, 역사 및 상태 만료 등의 계획을 통해 노드의 탈중앙화를 계속 보호해야 한다. 이더리움은 새로운 기술과 새로운 프레임워크의 도입을 통해 탈중앙화와 안전성을 보장하는 전제 하에 최대한의 확장성을 실현하고 있다.

이더리움 동질 공공 체인: 서로 다른 층에서 서로 다른 불가능한 삼각형 해결

EVM 호환 체인

지난 몇 년 동안 이더리움은 안전성과 탈중앙화를 위해 확장성을 희생했으며, 이는 이더리움이 전 세계에서 가장 많은 노드를 보유한 공공 체인 프로젝트로 나타나며, 운영 과정에서 대규모 네트워크 중단 사건을 경험하지 않았음을 보여준다. 네트워크는 개별 노드의 고장이나 종료로 인해 중단되지 않으며, 네트워크가 충분한 중복 백업을 보유하고 있음을 증명한다. 동시에 노드는 긴 합의 동기화 시간을 필요로 하며, 거래 처리 속도가 느려지고 거래 수수료 상승을 초래했다.

간단히 구분하자면, 이더리움 메인넷의 구조는 실행 층과 합의 층으로 구성되며, 실행 층은 이더리움에서 사용자의 지시를 실행하는 과정, 즉 송금 및 EVM을 포함한다. 많은 노드가 존재하는 경우, 합의 및 동기화는 반드시 영향을 받을 수밖에 없다. 따라서 이더리움 성능을 향상시키는 가장 간단한 방법은 합의 층을 수정하여 합의 동기화 속도를 줄여 더 빠른 효율성을 달성하는 것이다.

이 점은 이더리움 동질 공공 체인(즉, 다양한 EVM 호환 체인)의 경쟁에서 확인할 수 있다. 특히 실행 환경이 동일할 경우, 응용의 이전이 더 용이하다. 따라서 이더리움 아키텍처를 채택한 동질 공공 체인은 이러한 방식을 취하고 있으며, 이들은 이더리움의 합의 방식을 수정하고 노드 수를 줄이며 합의 시간을 단축했지만 실행 층의 기능은 유지하고 있다. 비록 중앙화 문제를 초래할 수 있지만, 이더리움의 응용 외부 수요를 신속하게 수용하여 이더리움을 대체하여 응용 프로젝트의 발행지가 되었다. 예를 들어 BSC, Polygon 및 Avalanche는 EVM 호환 체인의 대표적인 공공 체인으로, 이들의 공통점은 네트워크에서 합의에 참여하는 노드 수를 대폭 줄였다.

모듈화 공공 체인

이더리움의 경쟁 공공 체인 중에는 "모듈화 공공 체인"이 등장하여 이더리움의 기능을 층별화하고 모듈화 방식으로 운영된다. 이는 사실상 대표적인 사고 방식으로, 불가능한 삼각형이 존재하지만 그 안에서 절충점을 찾을 수 있다.

다양한 응용은 서로 다른 중점을 둔 공공 체인을 선택하며, 이는 성능, 안전성 및 탈중앙화에 대한 요구가 다르기 때문이다. 예를 들어, 프라이버시 공공 체인은 거래 검토가 존재하지 않도록 하며, 탈중앙화를 보호하기 위해 추가 비용을 지불할 의향이 있다. 금융 응용을 수용하는 공공 체인은 안전성을 더 중시하며, 게임 관련 공공 체인은 매우 높은 성능 경험을 요구하며 탈중앙화 요구를 낮출 것이다.

따라서 모듈화 공공 체인은 요구하는 각 층을 추상화하여 블록체인을 합의 층, 실행 층, 결제 층 및 데이터 층으로 나누며, 각 층은 여러 가지 해결책을 가질 수 있고, 체인의 다양한 요구에 따라 이러한 해결책을 직접 통합하여 최상의 효과를 실현한다. 동시에 각 층의 솔루션은 모듈화되어 공공 체인이 전환할 수 있으며, 이를 통해 응용 요구를 균형 있게 조정하고 불가능한 삼각형의 제약을 변형하여 극복할 수 있다.

이더리움 비동질 공공 체인: 불가능한 삼각형에서 중점 방향 재고

이더리움의 성능 병목 문제로 인해 새로운 비동질 공공 체인은 거의 모든 경우 성능 우선 계획을 선택하며, PoS 유형의 합의와 결합하여 성능 우위를 강화하거나 안전성 결함을 보완하는 새로운 기술을 도입한다.

솔라나는 먼저 블록의 용량을 늘려 블록이 수용할 수 있는 데이터 양을 10배로 확장했다. 둘째, 매번 동기화할 노드 수를 줄이기 위해 솔라나는 책임 노드 목록을 미리 공개하며, 매 거래는 책임자(리더)에게만 전송되고, 다른 검증자는 자신이 책임지는 부분만 검증하면 된다.

그 외에도 솔라나는 거래를 실행하기 전에 조건을 미리 판단하며, 조건을 충족하면 병렬 계산을 사용하여 거래 처리 속도를 높인다. 만약 반드시 직렬 처리해야 하는 경우, 이더리움보다 효율이 낮은 방식으로 전환된다. 솔라나는 확장성을 추구하기 위해 안전성과 탈중앙화를 희생했으며, 리더 노드가 고장 나거나 병렬 처리 여부를 판단하는 데 실수를 할 경우 네트워크 중단 문제가 발생할 수 있다.

아프토스는 새로운 세대의 고성능 공공 체인의 대표로, 다양한 방법으로 이더리움 공공 체인의 기능을 이어간다. 아프토스는 아프토스BFT 합의 메커니즘을 채택하며, 이는 BFT 기반의 합의 메커니즘으로, 두 번의 네트워크 왕복만으로 블록을 검증하고 제출할 수 있으며, 여러 차례 투표가 필요하지 않으며, 빠르게 최종 확인성을 실현할 수 있다. 아프토스 블록은 거래 기록의 요약만 포함되며, 모든 거래 기록 정보를 포함하지 않기 때문에 각 블록에 포함된 거래 수가 더 많다. 거래를 배치로 그룹화하고 합의에 도달한 후 블록에 통합하며, 후속 실행 및 저장에서 모두 배치 처리된다. 이 과정에서 효율성을 높일 수 있다.

아프토스는 또한 병렬 처리 방식을 채택하며, Block-STM 엔진을 사용하여 모든 트랜잭션을 기본적으로 병렬 처리하며, 충돌이 발생할 경우 실패한 거래는 재실행된다. 이는 스케줄러에 의존하여 동일한 트랜잭션이 동시에 실행되지 않도록 하며, 재실행된 트랜잭션이 더 많은 안전 확인을 얻도록 한다. 그 외에도 빠른 상태 동기화도 아프토스가 고려하는 문제이다.

상태 동기화는 거래 완료 후 상태 전환을 수행하고, 상태 결과를 다른 노드에 동기화하는 과정이다. 상태 동기화의 비효율성은 대부분의 노드가 최신 상태 정보를 동기화할 수 없게 되어 사용자 경험에 영향을 미치며, 새로운 노드가 합의 과정에 참여하기 어렵게 되어 네트워크의 탈중앙화에 영향을 미친다. 아프토스는 여러 가지 상태 동기화 방식을 제공하며, RocksDB를 사용하거나 검증자가 생성한 상태 변화의 머클 증명을 통해 거래 실행 단계를 건너뛰고 상태를 동기화한다. 이 방식은 노드 동기화 시 필요한 대량의 계산 자원을 줄이지만, 대량의 네트워크 자원을 사용하는 것을 기반으로 해야 하며, 아프토스는 합의 노드가 클라우드 서버에서 운영되기를 권장하며, 개인 컴퓨터는 그 요구를 충족하기 어렵다.

아프토스는 이더리움의 가상 머신이 병목 현상이라고 생각하며, 이더리움은 대규모로 언어를 업데이트할 수 없지만 아프토스는 그러한 기술적 부담이 없다. 아프토스와 SUI는 모두 Move 언어를 사용하며, Move의 혁신은 자산을 자원으로 처리하는 것이다. 자원을 생성, 사용 및 파괴할 때 특정 제한이 있어 이더리움에서 흔히 발생하는 재진입 공격 문제를 방지할 수 있으며, 더 안전하게 스마트 계약을 구축할 수 있고, 가상 머신이 여러 트랜잭션을 병렬 처리할 수 있게 하며, 저장 자원에 대한 임대료를 부과하는 것도 가능해진다.

요약하자면, 새로운 공공 체인은 확장성이 안전성과 탈중앙화보다 우선한다고 생각하며, 이는 이더리움과 다르다. 따라서 그들은 불가능한 삼각형에서 중점 방향을 재선택했으며, 이러한 변화는 사용자에게 매우 명확하게 느껴진다(TPS 측면에서). 그러나 그 안의 안전성과 탈중앙화 문제는 여전히 잠재적인 위험이다.

사고 및 요약

합의 메커니즘과 분산된 노드 네트워크는 두 가지 측면에서 공공 체인의 신뢰할 수 있는 운영을 보장한다:

첫째, 시스템의 내결함성을 보장한다: 합의 메커니즘은 일정한 내결함성을 가지며, 고장 노드의 비율이 일정 비율 이하일 때 시스템은 여전히 정보를 검증할 수 있다. 자유롭게 참여할 수 있는 분산 노드는 새로운 정상 노드를 보충할 수 있다.

둘째, 시스템의 공격 비용을 높인다: 합의 메커니즘은 노드가 기존 블록 상태에 대해 합의에 도달하는 방식을 나타내며, 합의 메커니즘의 제어권을 가진 쪽은 악의자가 합의를 수정(장부 기록 수정)하고 거래를 검토(거래 정렬 및 체인 상에 패키징 여부 결정)할 권한을 가진다. 합의 메커니즘과 분산 노드는 규칙적으로 공격의 난이도와 비용을 증가시킬 수 있다.

이러한 기반 위에서 블록체인의 불가능한 삼각형 문제는 다음과 같이 이해할 수 있다:

이더리움은 이미 기본적으로 형성되어 있어 변경하기 어렵기 때문에, 이더리움은 최대한 새로운 기술(암호학 기술, 단일 슬롯 최종성 알고리즘)과 새로운 프레임워크(Rollup, 데이터 가용성)를 도입하여 성능 병목을 최적화하려고 하며, 새로운 기술과 새로운 프레임워크를 통해 탈중앙화와 안전성이 크게 변하지 않는 기반 위에서 성능을 크게 향상시키고 불가능한 삼각형을 최적화하려고 한다.

이더리움 동질 공공 체인, EVM 공공 체인 및 모듈화 공공 체인은 훨씬 더 유연하다. 이더리움의 층별 분할은 그들이 서로 다른 응용에 맞는 "사회적 분업"을 찾을 수 있게 해준다. 예를 들어 금융, 게임, 프라이버시 등을 수용할 수 있다. 응용의 요구에 따라 다양한 층 기술 프레임워크의 요구를 역으로 도출하여, 그들이 불가능한 삼각형에서 새로운 균형점을 찾는 데 도움을 준다.

이더리움의 비동질 공공 체인은 기술적 부담이 없기 때문에 완전히 새로운 아키텍처와 기술 수단을 사용할 수 있다. 이더리움이 충분한 탈중앙화와 안전성을 전제로 성능을 추구하는 것과는 달리(이더리움 동질 공공 체인은 두 가지 사이에 위치하지만 성능에 더 기울어져 있다), 이들은 성능 우선 경로를 선택했다. 이러한 이점은 사용자가 그들의 발전을 매우 직관적으로 느낄 수 있게 해주지만, 그 안의 안전성과 탈중앙화 문제는 여전히 잠재적인 위험으로 남아 있다.