Amber Group: 모듈화 블록체인이 미래인 이유는?

원문 제목：모듈형 디자인이 미래인가?
원문 저자：로버트 맥태그
편집：치안원, 체인캐처

지난 10년은 스마트폰이 지속적으로 발전한 시기였습니다. 그 당시 일부 대기업은 모듈형 아키텍처를 도입하여 스마트폰의 발전을 혁신할 수 있다고 생각했습니다. 2013년 구글은 프로젝트 아라를 발표했으며, 이는 모듈형 디자인을 사용하는 스마트폰입니다. 아라는 현재 사용되는 일체형 알루미늄 및 유리 소재의 스마트폰과는 다르게, 사용자가 다양한 맞춤화를 할 수 있도록 설계되었습니다. 주요 구성 요소가 모듈화되어 있기 때문에 사용자는 정기적으로 스마트폰을 업데이트할 필요 없이, 취향에 따라 최신 부품을 기존 스마트폰에 추가하면 됩니다.

스마트폰 생태계에서 모듈화는 성공하지 못했으며, 이 개념은 거의 기술사에서 잊혀졌습니다. 그러나 모듈화 개념은 블록체인 분야에서 다시 떠오르고 있으며, 이번에는 그 운명이 다를 수 있으며 블록체인 발전사에 중요한 이정표를 남길 수 있습니다.

일체형 과 모듈형

스마트폰에는 카메라, 배터리 및 터치스크린과 같은 핵심 부품이 있으며, 블록체인에도 핵심 부품이 있습니다. 스마트폰은 일체형 기기의 좋은 예입니다. 스마트폰을 사용하는 데 필요한 모든 부품이 장착되어 있으며, 많은 맞춤화 옵션을 제공하지 않습니다. 그러나 시간이 지나면서 더 나은 카메라를 경험하고 싶다면 새로운 스마트폰을 구매해야 합니다. 모듈형 아키텍처가 있으면 더 이상 불필요한 돈을 쓸 필요가 없습니다. 대신, 스마트폰 부품만 교체하면 됩니다.

스마트폰처럼 블록체인은 여러 기본 구성 요소로 구성됩니다 ：

합의: 블록체인의 합의 계층은 컴퓨터 네트워크를 통해 체인의 상태에 대한 합의를 도출하여 정렬 및 최종 결과를 제공합니다.

실행: 이 계층은 지정된 코드를 실행하여 실제 거래를 처리하며, 사용자가 일반적으로 블록체인과 상호작용하는 곳입니다. 예를 들어 거래 서명, 스마트 계약 배포 및 자산 이동 등이 있습니다.

결제: 결제 계층은 롤업 및 결제 계층을 포함한 L2의 활동을 검증합니다. 이는 실제 블록체인의 최종 상태를 기록하는 장소입니다.

데이터 가용성: 상태 전환의 유효성을 검증하는 데 필요한 데이터를 공개하고 저장합니다. 공격이나 조작 실수로 인해 블록 생성자가 거래 데이터를 제공할 수 없을 때, 가장 쉽게 복구하고 검증할 수 있어야 합니다.

일체형의 단점

간단히 말해, 일체형 블록체인은 하나의 소프트웨어에서 모든 작업을 독립적으로 수행하는 반면, 모듈형 블록체인은 이를 여러 소프트웨어로 분리합니다.

이는 다시 확장성 삼중고 문제로 돌아갑니다.

기존의 일체형 블록체인은 삼각형에서 보안과 확장성을 최적화하는 경향이 있습니다. 비트코인과 이더리움은 가능한 한 탈중앙화와 보안성을 강조합니다 . 그러나 그로 인해 거래 처리 성능이 부족해집니다 . 탈중앙화된 체인은 일반적으로 거래를 실행할 높은 대역폭이 없습니다. 이더리움의 한계는 초당 20건의 거래이며, 비트코인의 한계는 더 낮습니다. 이러한 프로토콜을 전 세계적으로 사용하려면 초당 20건의 거래는 턱없이 부족합니다. 일부 일체형 체인은 이론적으로는 전 세계 규모에 더 가까워질 수 있지만, 그들은 종종 탈중앙화가 부족합니다. 따라서 모듈형 아키텍처의 목적은 블록체인의 일부 작업을 아웃소싱하여 탈중앙화를 유지하면서 더 많은 성능이 좋은 체인을 만드는 것입니다.

이더리움을 중심으로 한 생태계

이더리움은 현재 일체형 블록체인입니다. 대부분의 다른 L1 블록체인도 일체형 블록체인으로 분류됩니다. 스마트폰의 예와 마찬가지로, 일체형 블록체인의 일부 기능은 때때로 새로 출시된 체인에 뒤처지기 시작합니다. 이더리움이 현재의 처리량 병목 현상을 해결하기 위해 개발자들은 거래 대역폭을 늘리기 위해 롤업 실행 계층을 구축하고 있습니다.

롤업 실행 계층은 현재 이더리움에서 가장 널리 사용되는 확장 방법입니다. 이는 독립적인 블록체인으로, 더 강력한 거래 실행 능력을 가지고 있으며, 그 순수한 결과는 이더리움에서 결제되어 이더리움의 (더 나은) 보안성과 탈중앙화를 효과적으로 상속합니다.

높은 수준에서 롤업은 블록체인으로, 그 블록의 순수 결과를 다른 블록체인에 게시합니다. 그 외에도 롤업은 사기 및 유효성 증명과 권한 없이 거래를 삽입하는 방법이 필요합니다. 이를 실현하기 위해 롤업은 L1과 L2의 두 개의 스마트 계약 간에 데이터를 동기화하며, 이는 롤업과 사이드 체인의 차별점입니다. 이러한 핵심 구성 요소는 롤업의 보안에 필수적이며, 이러한 구성 요소가 없으면 롤업은 중단되거나 검열될 수 있습니다.

예시: Optimism, Arbitrum, Fuel, Scroll, ZkSync

현재 대부분의 롤업은 EVM 호환성을 갖추고 있어 이더리움 개발자가 편리하게 마이그레이션할 수 있도록 돕지만, 계산 효율성과 개발 편의성 측면에서 다른 실행 계층이 더 나은 성능을 보일 수 있습니다. 사용자가 원하는 기능은 EVM 호환 체인에 없을 수 있으며, 예를 들어 계정 추상화와 같은 기능이 그렇습니다. 개발자의 선호도가 다양하다는 점을 고려할 때, 이러한 추세는 계속될 수 있으며, SolanaVM 및 MoveVM 실행 계층과 같은 새로운 솔루션이 시장에 등장할 것입니다.

연료

연료는 EVM과 호환되지 않는 실행 계층으로, 다른 롤업에서 수행할 수 없는 계산을 실행할 수 있습니다. 연료는 또한 첫 번째 "모듈형 실행 계층"으로, 주권 롤업, 결제 체인, 심지어 일체형 체인이 될 수 있습니다. R ollup 은 단지 실행 계층일 뿐이며, F uel 은 더 많은 용도를 가집니다 . 연료는 실행 계층이 창의적일 수 있으며, EVM 호환성보다 계산 속도를 우선시할 수 있음을 보여줍니다.

킨델리아

킨델리아는 가장 빠른 계산 계층 중 하나일 뿐만 아니라, 고유한 증명 시스템을 활용하는 가상 머신을 갖추고 있습니다. 킨델리아의 HVM은 거의 즉각적인 증명 검사기를 제공하며, 이는 "Kind"라는 스마트 계약 언어에 내장되어 있습니다. Kind는 필수적이며, 스마트 계약이 그들의 코드에서 코드가 안전하고 악용되지 않았으며 올바르게 작동함을 증명할 수 있습니다. 이러한 유형의 설계는 스마트 계약 코딩 오류 문제를 해결할 수 있습니다.

발리디움

발리디움은 데이터를 체인 외부로 이동시키고 체인에 저장하지 않는 롤업 시스템입니다. R ollup ** 시스템의 전체 효율성은 데이터 가용성 계층의 능력에 크게 의존합니다**. 해당 계층이 롤업 거래 정렬기가 생성한 데이터를 처리할 수 없을 때 거래 처리 병목 현상이 발생합니다. 따라서 롤업 시스템은 여분의 거래를 처리할 수 없으며, 이는 수수료 증가 및/또는 실행 시간 지연을 초래합니다.

발리디움은 체외 솔루션을 사용하여 신뢰에 대한 더 많은 가정을 도입합니다. 이더리움의 데이터 가용성 계층을 개선하기 위한 체인 내 솔루션을 원한다면, 댕크샤딩을 고려할 수 있습니다.

댕크샤딩

댕크샤딩은 이더리움과 통합되어 결제 및 데이터 접근을 위한 간소화된 플랫폼이 됩니다. 그 혁신은 여러 개념을 집합할 수 있다는 점입니다. 롤업 증명 및 데이터 검증이 동일한 블록 내에서 이루어져 시스템이 원활하고 효율적입니다. 정상적인 운영을 유지하기 위해 롤업은 대량의 압축 데이터를 저장해야 합니다. 댕크샤딩은 이 요구에 대한 해결책을 제공하며, 여러 롤업에 수백만 TPS의 가능성을 제공합니다.

댕크샤딩은 네트워크 활동을 분할하여 데이터 블록의 공간을 늘리는 기술입니다. 데이터 블록은 이더리움에서 더 효율적이고 표준화된 데이터 형식으로, 대량의 데이터를 수용할 수 있으며, 롤업이 사용하여 수수료를 줄입니다. 댕크샤딩은 "데이터 가용성 샘플링"을 활용하여 노드가 대량의 데이터를 검증하기 위해 소량만 검사할 수 있게 하여, 향후 더 저렴하고 빠른 L2 네트워크의 출현을 촉진하며 이더리움의 직접 거래를 실현합니다.

댕크샤딩은 이더리움 자체의 모든 보안성과 탈중앙화를 상속합니다. 그러나 이 기술에도 단점이 있습니다. 이더리움의 발전 속도가 상대적으로 느리기 때문에, 댕크샤딩을 이더리움에 올바르게 구현하기까지 몇 년이 걸릴 수 있습니다. EIP-4844는 프로토-댕크샤딩을 도입할 계획이며, 이는 댕크샤딩을 실현하기 위한 첫 번째 단계입니다. EIP-4844는 이더리움의 성능을 향상시키기 위해 데이터 블록을 수용할 수 있는 새로운 거래를 도입합니다. 이 전용 롤업 데이터 저장소는 더 비용 효율적인 수수료 시장을 위한 길을 열어줍니다.

빠른 데이터 가용성 계층을 원하지만 댕크샤딩의 출시를 기다리고 싶지 않다면, 어떻게 해야 할까요? 셀레스티아가 답이 될 수 있습니다.

셀레스티아 중심의 생태계

댕크샤딩을 기다릴 수 없는 프로젝트에 대한 한 가지 가능한 옵션은 체외 데이터 가용성 솔루션을 활용하는 것입니다. 발리디움은 "데이터 가용성 위원회"(DAC)를 사용하여 데이터의 가용성을 증명합니다. 그러나 이 방법은 탈중앙화되지 않으며 안전하지 않으며, 다중 서명에 의존하고 DAC가 현재 정직한지 또는 과거에 정직했는지 검증할 방법이 없습니다.

셀레스티움은 DAC보다 더 안전한 선택을 제공합니다. 셀레스티움을 사용하는 경우, 데이터의 증명은 전체 셀레스티아 검증자 그룹의 스테이킹에 의해 이루어지며, 이는 ⅔의 검증자가 잘못된 정보를 제공하면 그들이 처벌받고 큰 금액을 잃을 수 있음을 의미합니다. 이 즉각적인 메커니즘은 매우 엄격하며, DAC에서는 존재하지 않는 처벌 상황과는 전혀 다릅니다.

또한 사용자는 블록에서 데이터 가용성 샘플링을 실행하고 양자 중력 다리를 검사하여 셀레스티아의 정직성을 검증할 수 있습니다. 양자 중력 다리는 셀레스티아와 이더리움 간의 신뢰 없는 단방향 메시징 다리입니다.

셀레스티움과 댕크샤딩은 모두 데이터 가용성 샘플링(DAS)을 활용하여 모든 데이터의 비악의성을 검증합니다. DAS는 노드가 무작위 조각을 다운로드하여 블록의 가용성을 보장하고, 어떤 부분이 손실되면 경고를 발송합니다. 이 경고 시스템은 사기 증명의 DAS 메커니즘의 한 측면일 뿐입니다(예: 셀레스티아). 댕크샤딩과 같은 유효성 증명 DAS 메커니즘에서는 경고 시스템이 필요하지 않으며, 유효성 증명이 지우기 코드와 약속의 정확성을 보장합니다. 이러한 메커니즘은 블록 데이터 숨김의 가능성을 줄이고, 많은 노드가 무작위로 블록을 검사하도록 보장합니다.

데이터 샘플링은 셀레스티아와 댕크샤딩이 그렇게 안전한 이유입니다. 최소한 사용자는 문제를 신속하게 발견할 수 있으며, DAC와 같은 블랙박스에서는 문제가 숨겨질 수 있습니다.

주권 롤업：연료를 예로

주권 롤업 은 이더리움의 전통적인 롤업 과 기능이 다르며, L1의 스마트 계약에 의존하지 않고 블록을 검증하고 체인에 추가합니다. 반대로 블록은 원시 데이터로 직접 체인에 게시되며, 롤업의 노드는 올바른 체인을 찾기 위해 로컬 분기 선택 규칙을 검증하는 책임을 집니다. 이렇게 결제의 책임이 L1에서 롤업으로 이전됩니다.

전통적인 롤업과 달리 주권 롤업은 셀레스티아와 신뢰 최소화의 다리를 구축하지 않습니다. 이는 부정적인 요소로 간주될 수 있으며, 사용자는 다리가 가능한 한 신뢰 최소화되기를 원하지만, 이는 주권 롤업이 분기를 통해 독립적으로 업그레이드할 수 있는 경로에서 이점을 제공합니다. 이는 조정을 더 쉽게 만들며, 비주권 롤업이 제공하는 업그레이드보다 더 안전합니다. 기술적으로 이는 롤업으로 간주되지 않으며, 롤업은 일반적으로 통합된 결제 및 데이터 가용성 계층을 의미합니다. 그렇기 때문에 주권 롤업은 간단히 주권 블록체인이라고도 불립니다.

개발자가 셀레스티아에서 주권 롤업을 더 쉽게 생성할 수 있도록, 셀레스티아는 합의 메커니즘으로 텐더민트를 대체하는 롤민트를 만들었습니다. 이를 통해 롤업은 텐더민트 프로그램을 거치지 않고 셀레스티아에 직접 블록을 게시할 수 있습니다. 이러한 설계를 통해 체인 뒤의 커뮤니티는 완전한 주권을 가지며, 다른 권위의 제약을 받지 않습니다. 이는 이더리움의 스마트 계약이나 롤업 뒤의 커뮤니티와는 다르며, 이들은 이더리움 커뮤니티의 사회적 합의에 의해 제약을 받습니다.

결제 롤업：연료, 세브모스, dYmension

결제 롤업은 독립적이고 모듈화된 결제 구성 요소를 가지고 있습니다. 현재 롤업은 이더리움 메인 체인을 이용하여 결제하지만, 그 외에도 다른 솔루션이 있습니다. 이더리움 체인은 다른 비롤업 애플리케이션과 공유되어 스마트 계약 거래에 사용되며, 이는 용량을 축소하고 전문성이 부족하게 만듭니다.

이상적인 롤업 결제 계층은 롤업 스마트 계약과 롤업 간의 간단한 전송만 허용하고, 비롤업 애플리케이션의 거래 결제를 금지하거나 비용을 비싸게 만드는 것을 방지해야 합니다.

셀레스티아의 설계는 개발자에게 실행 계층 롤업을 구축하기 위한 표준 글로벌 상태 합의 계층을 제공합니다. 이는 단일 신뢰 최소화 클러스터의 일부로서, 동일한 글로벌 상태 합의 계층에서 롤업 간의 신뢰 최소화 브리징을 구현합니다. 이는 현재 아키텍처에는 없는 새로운 개념입니다. 개발자가 이러한 새로운 크로스 롤업 모델을 채택할지는 두고 볼 일입니다.

결제 체인의 예로는 세브모스, 연료 및 dYmension이 있으며, 폴리곤은 모듈화 아키텍처를 발전시키며 셀레스티아와 경쟁하고 있습니다. 폴리곤의 모듈화 설계에서 폴리곤 어빌은 데이터 가용성과 합의의 모듈화 구성 요소로, 폴리곤 블록체인은 결제 계층입니다.

일체형 블록체인

모듈화 블록체인에 관한 많은 기사들은 일반적으로 더 새로운 모듈화 솔루션에 비해 일체형 L1이 구식 기술이라고 주장합니다. 그러나 이 주장은 완전히 성립하기 어렵습니다. 왜냐하면 이러한 확장 솔루션의 주요 문제 중 하나는 전체 시스템에 추가적인 신뢰 문제를 발생시킨다는 점입니다. 대부분의 DAC와 발리디움이 안전하지 않을 수 있다는 점을 논의했지만, 이러한 문제는 실행 계층(즉, 롤업)에도 확장될 수 있습니다.

오늘날 가장 널리 사용되는 롤업 중 일부는 여전히 진정한 탈중앙화를 실현하지 못하고 있으며, 수십억 달러의 보안을 보장하고 있습니다. 또한 모듈화 구성 요소 간의 다리, 주로 주권 롤업도 크로스 체인 다리가 직면하는 불안전성에 직면할 것입니다. 마지막으로 모듈화 스택을 기반으로 개발하는 것은 복잡성을 증가시킬 수 있으며, 일부 개발자에게는 도전이 될 수 있습니다. 우리는 궁극적으로 롤업이 이러한 문제를 해결하고 충분한 탈중앙화를 실현하기를 희망합니다. 그러나 일체형 L1도 체인 외 솔루션을 사용하지 않고 혁신을 시도하고 있으며, 이 과정에서 동일하게 탈중앙화될 가능성이 있습니다.

결론

킨델리아와 연료와 같은 실행 계층은 특히 속도와 새로운 기능 구현에 집중하여 사용자 성장을 더욱 촉진할 것입니다. 이는 이들 위에 구축된 애플리케이션이 혁신을 실현할 수 있게 합니다.

그러나 이러한 모듈화 설계 중 여전히 많은 것들이 테스트되지 않았으며, 일부 모듈화 블록체인 설계는 영원히 널리 채택되지 않을 수 있습니다. 셀레스티아와 댕크샤딩의 광범위한 채택에 따라, 발리디움은 완전히 퇴출될 수 있습니다. 셀레스티아의 주권 롤업 은 기존 L1 과 동일한 브리징 문제에 직면할 수 있으며, 보안 및 복잡성 문제로 인해 채택이 저해될 수 있습니다.

탈중앙화되고 모듈화된 블록체인은 미래에도 긴 발전 과정을 겪을 것입니다. 이 기간 동안 일체형 블록체인은 계속해서 역할을 수행하고 혁신을 거듭할 것입니다. 우리가 궁극적으로 모듈화 블록체인이 널리 채택되는 시점에 도달할 때, 일체형 블록체인의 발전 상황은 완전히 다를 수 있습니다. 요컨대, 우리는 확장 솔루션이 기존 블록체인에 유동성과 사용자 서비스를 제공해야 하며, 장기적으로 모듈화 블록체인 아키텍처가 최선의 방법일 수 있습니다.