ETH 연구원: 이더리움 Layer1에서 네이티브 zkEVM을 어떻게 구축할까요?

원문：《Ethereum L1 zkEVM》

저자：Polynya

편집：Kate, Marsbit

이더리움은 L2를 통해서만 확장할 수 있다는 일반적인 오해가 있는 것 같습니다. 제가 L2 롤업에 대한 글을 너무 많이 썼기 때문에 L1 확장 로드맵을 충분히 다루지 않았다는 비판을 받을 수도 있습니다. 이에 대해 사과드립니다------여기서 저는 이 오류를 바로잡으려 합니다. 이제 L2는 잘 이해되고, 받아들여지며, 채택되었습니다. 특히 Arbitrum One은 이더리움 L1에 이어 두 번째로 큰 스마트 계약 체인으로 자리 잡았습니다.

하지만 먼저, 더 나쁜 버전은 "ETH"는 L2를 통해서만 확장할 수 있다는 것입니다. ETH는 통화 자산으로서 L1, 사이드 체인, 다른 L1, L2, L2와 유사한 구조(예: validum 및 optimistic 체인)를 통해 확장될 수 있으며, 심지어 CEX 및 중앙화 서비스 제공자를 통해서도 확장될 수 있다는 점을 분명히 해야 합니다.

수백만 ETH가 L2 및 비-L2 체인으로 브릿지되고 있으며, 수백만이 비블록체인 장소로 브릿지되고 있습니다. 맞습니다, L1 및 (성숙한) L2의 ETH는 원주율 보증을 제공하지만, 다른 솔루션이 다른 보안 가정을 가질 수 있더라도 여전히 ETH 또는 이더 자산을 확장할 수 있습니다. 여담으로, 사실 비트코인은 주로 중앙화 서비스에 의해 확장되는 자산의 완벽한 예시이며, 여전히 이 산업의 지배적인 자산입니다. 기억하세요------자산이 가치를 가지려면, 당신이 해야 할 일은 가장 부유한 1%의 사람들, 가정 및 기관이 그것을 믿게 만드는 것입니다.

물론, 이것이 이더리움이 확장할 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 제 요점은 ETH 또는 이더를 이더리움 블록체인과 구분해야 한다는 것입니다. 이제 여기서 더 세부적인 차이가 있습니다. 예를 들어, BSC는 이더리움의 기술 스택을 확장했으며, 실제로 ETH와 ERC-20 사이에 다리를 놓았지만, 어떤 사람들은 그것이 이더리움 네트워크를 확장할 수 없다고 생각할 수도 있습니다.

이런 것들은 제쳐두고, 이더리움 L1을 zkEVM으로 업그레이드하는 문제로 돌아가 보겠습니다. 사실, 그 전에 일반적인 면책 조항---저는 아마추어 블로거이며, 블록체인 개발이 어떻게 작동하는지 전혀 모르고, 제가 말하는 것이 가능한지조차 모릅니다. 그러니 이것을 안락의자 애호가의 백일몽으로 생각해 주세요.

ZKP를 사용하여 블록체인을 확장하는 것은 오래된 개념입니다. 제가 처음으로 이 개념이 논의된 시점을 모르겠지만, 비트코인에 관한 것이었고 이더리움 자체보다 이전이라고 믿습니다. ZK-SNARKing 이더리움도 롤업 개념보다 먼저 등장했습니다. 물론, ZK 롤업이 2020년 1분기에 Loopring과 함께, 그리고 이후 2분기에 StarkEx 및 zkSync(현재는 Lite)와 Mina와 함께 이 개념을 증명했을 때, ZK-SNARKing 이더리움에 대한 연구는 급속히 발전했습니다. 2021년, 저는 Matter Labs가 "zkEVM"이라는 용어를 대중화했다고 믿으며, 이 용어는 계속 사용되고 있습니다. 이더리움 재단의 프라이버시 및 확장 탐색 팀은 L1-zkEVM의 주요 혁신자이며, 이후 Scroll, Consensys, Taiko 및 기타 기여자들이 합류했습니다.

zkEVM, ZK-EVM, ZkEVM, Zkevm인가요? 누가 알겠습니까, 우리는 그냥 zkEVM이라고 부릅시다.

그렇다면 L1 zkEVM 업그레이드는 어떻게 진행될까요? 이를 위한 많은 방법이 있지만, 이것이 제 견해입니다. 다시 말하지만, 이것이 가능한지 모르므로 개념 예술로 생각해 주세요.

첫 번째 단계는 Type-2/2.5 및 Type-1 zkEVM 롤업이 생산에서 개념을 실전 테스트하는 것을 살펴보는 것입니다------곧 출시될 프로젝트에는 Scroll, Linea(？) 및 Taiko가 포함되며, 검증 시간을 단축하는 등의 작업이 포함됩니다. 다음 전제 조건은 EIP-4844, 무상태성 및 PBS입니다(이들은 병행하여 발생하므로 "다음"이라고 말하는 것이 오해를 불러일으킬 수 있습니다). (참고: 물론, zkEVM은 이러한 것 없이도 존재할 수 있지만, 여기서는 제가 어떻게 생각하는지를 말씀드리는 것이니, 위에서 언급한 것처럼 이해해 주세요.)

다음으로, Enshrined zkEVM 브릿지를 살펴보고 싶습니다. 이는 Type-1 zkEVM이 L1 위에 배포될 수 있도록 허용합니다. 이는 L1 zkEVM에 최종적으로 사용될 정확한 코드와 zk 회로를 실전 테스트할 수 있게 합니다. 또한 L2가 스마트 계약 없이 완전히 탈중앙화된 상태로 존재할 수 있게 하여, 효과적으로 L2 zkEVM 롤업을 구현합니다. 이들은 PBS 인프라에 삽입되어 빌더가 시퀀서 역할을 합니다. 당신은 단지 정직한 빌더가 필요합니다. 이 빌더들은 블록을 정렬하고 각 슬롯을 L1에 제출합니다. 이는 이러한 enshrined 롤업의 최종 결과가 L1과 동일하다는 것을 의미합니다. 이는 또한 이러한 enshrined 롤업 간의 원자적 조합 가능성과 같은 흥미로운 새로운 가능성을 가져올 것입니다.

주목할 점은 Type-1 zkEVM 롤업이 Taiko와 같은 닫힌 zkEVM 브릿지 외부에 존재할 수 있다는 것입니다------그래서 아마도 우리는 그것들을 Type-0이라고 부를 수 있을까요? 이 코드가 미래의 L1 업그레이드에 사용되는 동일한 코드라는 점을 명확히 할 필요가 있습니다.

생산 환경에서 이들이 실전 테스트를 마치면, L1 실행 레이어는 zkEVM 업그레이드를 위한 준비가 완료됩니다. 빌더는 다시 거래를 정렬하고 증명을 생성하여 합의 레이어에 증명과 데이터를 제출합니다. L1 zkEVM의 경우, 이제 합의 레이어에서 증명이 검증됩니다. 빌더는 유효성 증명뿐만 아니라 verkle/상태 증명 및 데이터 가용성/kzg 증명도 생성할 수 있습니다. 그런 다음 비빌더 노드는 이러한 증명을 검증하기만 하면 되며, 이는 L2, L3 등을 포함하여 많은 TPS를 효과적으로 검증합니다. 모든 것은 L1 zkEVM의 단일 간결한 증명으로 증명되며, 하나의 증명이 모든 것을 지배할 수 있습니다. 이는 소비자의 스마트폰이나 노트북에서도 가능합니다.

Enshrined zkEVM 브릿지는 L1 실행 레이어 위에 계속 존재할 것입니다. 또 다른 방법은 이를 합의 레이어로 이동시키는 것이며, 우리는 많은 enshrined L1 롤업을 가질 수 있습니다. 하지만 제가 생각하기에 가장 좋은 방법은 규범적인 enshrined L1 롤업을 갖는 것입니다. 참고로, 저는 2021년에 이들을 "규범 롤업"이라고 불렀고, 이후 Justin Drake가 같은 아이디어를 "enshrined 롤업"이라고 부르는 것을 보았으며, 이 명명법은 지금까지 사용되고 있습니다. 따라서 어쨌든, 당신은 L1 enshrined 롤업을 가지고 있으며, 그 위에 많은 Type-0 enshrined L2 롤업이 있으며, 물론 전통적인 L2와 주권 롤업도 있습니다.

이 시점에서, 중요한 것은 enshrined L2 롤업이 자체적인 일련의 트레이드오프를 가지고 있다는 것입니다. 모든 것이 발생할 때, zkEVM은 매우 느릴 것이며, 처리량과 기능 제한이 있을 것이고, 우리는 아마 몇 년에 한 번씩 업그레이드를 할 수 있을 것입니다. 또한 거버넌스나 주권도 없을 것입니다------이들은 완전히 이더리움 노드 운영자에 의해 실행됩니다. 따라서 혁신은 항상 전통적인 L2에서 이루어질 것이며, 성숙한 상태에서 99%의 이점을 가지면서 단점은 없을 것입니다. 저는 90%의 사용자가 여전히 그것들을 사용할 것이라고 예상합니다. 전통적인 L2, L2와 유사한 혼합 버전(예: validium 또는 optimistic 체인), enshrined L2 및 enshrined L1 롤업은 모두 사용자에게 다양한 트레이드오프와 기능을 제공하며, 저는 이 모든 조합이 함께 미래 수십 년 동안 블록체인 생태계의 거의 모든 요구를 충족할 수 있을 것이라고 믿습니다.

물론, 이 모든 것이 불필요할 수도 있으며, 우리는 실제로 그렇게 많은 처리량이 필요하지 않을 수 있습니다. 더 신중한 접근 방식은 L1을 있는 그대로 고정시키는 것이며, 우리는 아마 L1에서 zkEVM을 영원히 보지 못할 것입니다. 이런 일이 발생하더라도, 저는 우리가 이 십 년의 끝자락에 가까워지고 있다고 말하고 싶습니다. 누가 알겠습니까? 하지만 개인적으로 저는 이 비전이 실현되기를 바라며, 이는 매우 흥미롭게 들립니다. 여러분에게 오래된 게시물인 Fanciful Endgame을 남깁니다. 물론, 상황은 변했지만, 정신은 여전히 존재합니다.