이더리움 병합 이후, DVT 분산 검증은 중요한 핵심 기술이 될 것입니다

원문 제목：《이더리움 병합 후, DVT 분산 검증 기술이 중요하다》
출처：TinTinLand

2022년 9월 15일, 이더리움 블록체인은 7년 간의 가장 중요한 병합을 완료하였으며, 이는 PoW에서 지분 증명 PoS 합의 메커니즘으로의 전환을 의미합니다. 에너지 소비 감소와 진입 장벽 완화 외에도, 사람들은 PoS의 합의 메커니즘이 더 큰 범위의 네트워크 집중 통제를 초래할 것이라는 우려를 하고 있습니다. 왜냐하면 PoS는 많은 지분을 보유한 사람에게 더 많은 투표권을 부여하기 때문입니다. 따라서 병합이 완료된 후, 개발자들은 개발 및 테스트에 참여하여 잠재적인 네트워크 장애를 최소화하고 탈중앙화 수준을 높이며 네트워크를 확장해야 합니다.

이더리움 로드맵에 따르면, 분산 검증 기술이 이더리움 병합 후의 다음 주요 요소가 될 것입니다. Messari의 최신 보고서에 따르면, DVT는 검증자의 보안을 향상시킬 수 있으며, DVT는 이더리움 네트워크의 주요 발전 중 하나가 될 수 있습니다.

DVT란 무엇인가?

분산 검증 기술, Distributed Validator Technology(약칭 DVT)는 합의 투표의 다중 서명과 유사하며, 이더리움 PoS 검증자가 여러 노드 또는 기계에서 작업할 수 있도록 허용하여 검증자가 여러 노드에서 투표할 수 있게 합니다. 이 기술의 핵심 목적은 이더리움이 분산 운영을 검증할 수 있도록 지원하는 것입니다. 이 기술은 이더리움 재단 구성원의 연구 논문에서 처음 등장했으며, 원래 SSV로 불렸습니다. 3-of-4 설정(개념은 아래 참조)을 통해 DVT는 개인, 그룹 또는 커뮤니티의 노드가 함께 단일 검증기를 구성할 수 있게 합니다. DVT는 검증자에게 내결함성 계층을 추가하여 내결함률을 높이며, 검증 과정에서 특정 노드에 장애가 발생하더라도 검증기는 계속 작동할 수 있어 단일 장애점, 이중 서명 처벌, 분기 처벌의 가능성을 제거합니다.

관련 개념

・합의(Consensus): 단일 검증자의 책임이 여러 공동 검증자에게 분배되며, 메시지를 서명하기 위해서는 공동 검증자 간의 투표 합의가 필요합니다.

・M-of-N 임계값 서명: 검증자의 개인 키는 N 조각으로 나뉘며, 각 검증자는 1/N을 보유합니다. M명의 검증자가 투표하여 합의 서명을 완료하면 서명이 완료됩니다.

작동 원리

DVT는 4개의 핵심 부분으로 구성됩니다: 분산 키 생성, BLS 서명의 샤미르 키 공유, 안전한 다자간 계산 및 DVT BFT 합의 계층.

・분산 키 생성(DKG): 모든 참여자가 암호화된 개인 키를 분배하여 한 쪽이 전체 개인 키를 직접 제어하는 것을 방지합니다.

・샤미르의 개인 키 공유: 개인 키 공유는 개인 키가 분할되어 서로 다른 참여자에게 할당되는 것을 의미합니다. 개인 키를 재설정해야 할 경우, 미리 정의된 분할 임계값(예: 4조각 중 3조각)을 조합해야 합니다.

・다자간 계산(MPC): 다자간 계산은 분산 검증기 기술에서 가장 중요한 요소입니다. 계산을 확장함으로써 운영자는 개인 키 공유를 사용하여 메시지를 서명하고 계산을 수행할 수 있으며, 어떤 단일 장치에서도 재구성할 필요가 없습니다. 다자간 계산은 운영자가 서로 다른 기계에서 분산된 방식으로 안전하게 키 생성 및 재구성을 조정할 수 있게 합니다.

・합의 도달: 내결함성은 임계값 서명 방식의 비콘 노드 간 합의 알고리즘을 통해 달성되며, ETH 검증기가 비콘 노드와 연결되면 합의에 도달할 수 있습니다.

위 그림에서 볼 수 있듯이, 먼저 DVT 운영자가 공유 공개 키 및 개인 키 암호화 생성 과정을 계산합니다; 그런 다음 분할된 개인 키를 서로 다른 참여자에게 공유하고, 동시에 개인 키 조각이 운영자에게 분배됩니다; 이후 운영자는 다자간 계산을 통해 검증 노드를 무작위로 선택합니다(이 노드는 다른 노드와 정보를 공유합니다). 참여하는 검증자는 미리 정의된 임계값 인증을 통해 합의에 도달할 수 있습니다.

왜 DVT가 필요한가?

DVT는 병합 후 발생하는 여러 문제를 해결하기 위해 존재하며, 그 중 중앙 집중화는 대응해야 할 핵심 위협입니다. 이 외에도, 프로토콜 규칙의 영향으로 검증자의 자산 손실, 이더리움 생태계의 안정성 저하도 시급히 해결해야 할 문제입니다.

중앙 집중화 위험

이더리움 규칙에 따르면 32 ETH 미만을 보유한 사용자는 검증기를 유지하는 데 제한을 받습니다. 이러한 사용자에게 스테이킹 서비스는 유일한 해결책이며, 이는 결국 많은 암호 자산이 중앙 집중화된 거래소에 저장되도록 합니다. 이더리움 최대 스테이킹 서비스 제공업체인 Lido Finance는 400만 개 이상의 이더를 예치하여 스테이킹 암호 자산 총량의 32%를 차지하고 있습니다. 많은 암호 자산이 거래소에 예치될 경우, 해킹 공격, 불합리한 심사 제도, 기술적 오류가 이더리움 생태계를 위협하여 중앙 집중화 위험을 초래할 수 있습니다.

단일 장애점

개인 키는 독립 검증자에게 매우 중요합니다. 개인 키를 잃거나 잊어버리면 자산에 접근할 수 없습니다. 병합 후, PoS는 중복을 금지하는 프로토콜 규칙으로 인해 각 검증자가 단일 검증기만 서명할 수 있게 합니다. 이는 노드 다운, 해킹 공격 등의 문제가 발생할 경우, 결함 보호가 없는 단일 노드 검증기가 검증자의 자산에 직접적인 손실을 초래하고 이더리움 전체의 안정성에 추가적인 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다.

이중 서명 처벌

검증자가 동일한 키로 여러 번 서명할 경우, 네트워크 장애, 클라우드 장애 등의 문제로 인해 오프라인이 되면 사용자는 일부 스테이킹 한도를 잃게 됩니다.

분기 처벌

PoS 제도 하에서 검증기가 연결된 비콘 노드에 장애가 발생하면 분기가 발생합니다. 그러나 이러한 경우 검증자는 영향을 받아 오프라인으로 간주되며, 여전히 처벌을 받게 됩니다.

집중화와 중앙 집중화의 결과는 블록체인의 목적과 반대되며, 안전 위협과 자산 처벌은 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 분산 검증기 기술이 등장하게 되었습니다.

DVT의 발전 가능성은?

이더리움의 탈중앙화 수준, 안전성 및 운영 효율성을 높이기 위해 DVT는 업계 전문가들로부터 큰 기대를 받고 있습니다.

장점

DVT는 노드 클러스터로 운영되는 검증기로서 유연성이 높고 위험이 적어 스테이킹의 안정성을 높일 수 있습니다.

・대형 검증자에게 DVT는 높은 가용성을 보장하고 인프라 비용을 낮출 수 있습니다: 개선된 중복성과 더 낮은 감소 위험으로 인해 더 적은 검증자가 더 많은 노드를 운영할 수 있어 하드웨어 비용을 줄일 수 있습니다. 클라이언트 구성 및 주소를 여러 노드에서 운영할 수 있도록 허용함으로써 DVT는 단일 주소나 클라이언트의 장애 위험을 줄일 수 있습니다.

・소형 검증자에게 DVT는 대형 검증자와 동등한 보호 수준을 제공할 수 있습니다: DVT를 사용하는 소형 검증자는 대형 검증자와 유사한 효율성을 제공할 수 있습니다. 운영 노드의 ETH 요구 사항을 낮춤으로써 DVT는 사용자들이 커뮤니티 스테이킹 풀이나 가정용 검증기를 사용하여 검증을 수행할 수 있게 합니다.

・유동성 스테이킹 프로토콜에 대해 DVT는 효율성을 높이고 위험을 줄이며 운영자가 참여할 수 있게 합니다: 네트워크에서 중복성을 제공함으로써 DVT는 오프라인 중단을 초래할 수 있는 어떤 운영자에게도 의존하지 않게 됩니다. 또한 운영자는 서로 다른 클러스터로 조직함으로써 스테이킹자 프로토콜의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

사용 사례

・탈중앙화 스테이킹 풀에서의 응용: DVT를 사용하면 스테이킹 풀이 탈중앙화 모델로 전환할 수 있으며, 다운타임을 줄여 처벌과 감소를 줄일 수 있습니다.

・스테이킹 인프라 제공업체: DVT를 통해 인프라 공급자는 능동-능동 클러스터 중복성을 활성화하여 배포 및 구성의 동적성을 실현할 수 있습니다. 이전에는 개인이나 기관의 스테이킹을 충족하기 위해 인프라 공급자가 능동-수동 구성의 기관에 중복 솔루션을 제공해야 했습니다. 이제 능동-능동 중복성은 중복 시스템이 항상 운영될 수 있도록 보장하며, 검증기를 여러 기계에 분산시켜 내결함성을 생성합니다.

・독립 검증자 설정: DVT를 통해 검증자는 능동-능동 클러스터 중복성에서 여러 노드에 서명 권한을 분배할 수 있어, 다운타임, 이중 서명 등의 이유로 인한 서명 실패 및 처벌 위험을 최소화할 수 있습니다.

관련 프로젝트

DVT가 제안된 이후, Obol Network와 SSV Network는 DVT 기반 프로젝트를 개발하였습니다.

1. Obol Network

Obol Network는 DVT를 활성화하기 위해 플러그인 클라이언트 Charon을 출시하였으며, 이는 내결함성이 있는 분산 방식으로 운영될 수 있습니다. DVT 기술을 조정함으로써 Obol은 능동-능동 중복성을 도입하여 능동-수동 시스템의 단점을 해결합니다. 검증자는 단일 기계에서 운영되는 것이 아니라 여러 기계에서 운영되어 내결함성을 생성하고 일부 노드의 장애를 견딜 수 있습니다. 여러 Charon 클라이언트가 함께 행동하여 통합된 검증자를 시뮬레이션하며, 이 과정에서 Charon은 검증자가 신호 체인 표준을 지원하는 HTTP API를 가진 클라이언트를 사용할 수 있게 하여 기존의 원격 서명 인프라를 유지할 수 있도록 합니다. 따라서 검증자에게 Charon은 더 쉬운 채택 경로를 제공합니다.

향후 발전 방향에서 Obol Labs는 DVT에 지속적으로 주목하고, 암호학 및 암호 경제학의 응용을 촉진할 것입니다.

2. SSV Network

SSV Network는 탈중앙화 스테이킹을 위한 네트워크 인프라 계층을 발표하였으며, SSV 모델에서는 각 검증자가 운영자 네트워크에서 4개의 노드를 선택하여 다중 서명 투표를 수행해야 합니다. SSV Network는 SSV P2P 네트워크 계층과 네트워크 거버넌스를 위한 이더리움 계약 계층의 두 가지 다른 계층을 가지고 있습니다: 전자는 주로 스마트 계약에서 운영자 목록과 검증자 지분 분배를 읽어 검증기를 조작하며, 후자는 주로 DVT 운영자 순위 및 평가에 따라 운영자를 추가하고 자산을 배분합니다.

현재 SSV Network는 DVT를 적용한 여러 프로젝트에 자금을 지원하고 있으며, 앞으로도 탈중앙화된 이더리움 스테이킹 인프라를 구축하여 응용 프로그램의 구성 요소를 만드는 데 계속 노력할 것입니다.

결론

사용자에게 DVT는 스테이킹의 여러 도전을 해결하고 일반인의 진입 장벽을 낮추었습니다. 개발자에게도 DVT는 큰 도움이 됩니다. DVT를 통해 기관이나 독립 검증자는 프로토콜의 안전성과 유연성을 누릴 수 있으며, 이중 활성화 중복 구성을 통해 다양한 요소에 따라 운영의 다양성을 실현할 수 있습니다. 가까운 미래에 DVT가 스테이킹을 강화하고 상호 보완적인 검증 노드 구성을 통해 협력하여 진정한 탈중앙화된 이더리움을 실현할 수 있기를 기대합니다.

참고 문헌 Understanding Distributed Validator Technology (DVT) What is DVT and How Does It Improve Staking on Ethereum? Biggest Ether Staking Service Has a Centralization Problem Assessing the role of 'Distributed Validator Technology' in ETH's anticipated growth