EIP-4844：칸쿤 업그레이드의 핵심

EIP-4844 소개

이더리움 EIP-4844는 칸쿤 업그레이드의 핵심 내용으로, 이더리움의 거래 비용을 줄이기 위해 새로운 거래 유형(블롭 포함 거래)을 도입합니다. 블롭 포함 거래는 일반 이더리움 거래와 같지만 추가 데이터인 블롭이 포함되어 있습니다. 현재 calldata가 거래 데이터를 불변으로 저장하고 메모리에서 읽기 전용인 것과 비교할 때, 블롭은 훨씬 더 많은 저장 용량을 제공하며 더 저렴합니다.

위 그림에서 블록스페이스와 블롭 스페이스의 차이를 보면, 블롭은 이더리움 가상 머신(EVM)에서 볼 수 있는 블록과 다르며, 블롭은 짧은 시간 동안만 사용할 수 있고 EVM에서는 볼 수 없습니다. 또한 블롭은 이더리움 합의 계층에 위치하며, 계산 중심의 실행 계층에는 위치하지 않습니다. 가장 중요한 것은 블롭 스페이스가 블록스페이스보다 훨씬 저렴하다는 점입니다.

EIP-4844는 프로토-댕크샤딩(Proto-Danksharding)이라고도 불리며, 새로운 거래 형식과 검증 규칙과 동일한 댕크샤딩의 프레임워크와 논리를 구현할 것입니다.

EIP-4844 발전 타임라인

지난 3년 동안 이더리움은 PoW에서 PoS 합의로 전환하고 블록체인의 확장성을 높이기 위해 일련의 업그레이드를 겪었습니다.

다음은 이더리움의 중요한 업데이트 타임라인과 개요입니다:

2020년 12월 1일, PoS 기반의 신호 체인이 출시되어 이더리움 사용자는 별도의 신호 체인에 ETH를 스테이킹하여 거래를 검증할 수 있게 되었습니다.

2022년 9월, 신호 체인이 이더리움 메인넷과 통합되어 네트워크의 실행 계층과 합의 계층이 결합되었습니다.

2023년 4월 13일, 상하이 업그레이드(EIP-4895)가 출시되어 이더리움 검증자에게 ETH 스테이킹 출금 기능이 열렸습니다.

이러한 업그레이드는 이더리움의 확장성을 높이는 데 필수적이지만, 블록체인의 거래 속도나 가스 가격을 직접 개선하지는 않았습니다. 향후 샤딩 및 댕크샤딩과 같은 업그레이드는 이더리움이 실제로 확장성을 구현할 수 있게 할 것입니다.

샤딩(Sharding)이란 무엇인가?

샤딩은 블록체인 네트워크를 "샤드 체인"이라고 불리는 더 작은 단위로 나누는 것을 의미합니다. 각 샤드 체인은 거래를 병렬로 처리할 수 있어 거래 처리량을 극대화하고 네트워크 혼잡을 줄이며 가스 비용을 낮출 수 있습니다. 즉, 샤딩은 데이터베이스를 특정 데이터 세그먼트를 관리하는 더 작은 데이터베이스로 나누어 이러한 데이터베이스의 효율성과 성능을 높이는 방법입니다.

샤딩 기술의 난이도가 매우 높기 때문에 이더리움은 중간 솔루션을 채택하기로 결정하고, 먼저 프로토-댕크샤딩을 구현한 후 최종적으로 더 쉽게 구현할 수 있는 댕크샤딩으로 전환할 것입니다.

댕크샤딩(Danksharding)이란 무엇인가?

댕크샤딩은 블롭이라는 대용량 데이터를 활용하여 이더리움 블록체인을 확장하는 새로운 샤딩 아키텍처입니다. 롤업 중심의 2계층 프로토콜은 추가 블롭 데이터 공간을 사용하여 네트워크 혼잡을 완화하고 거래 비용을 줄입니다.

현재 이더리움 기본 계층의 TPS는 약 15이며, 2계층 롤업의 TPS는 약 100입니다. 대략적인 추정에 따르면, 댕크샤딩은 이더리움(L1 + L2를 하나의 전체로 간주)의 TPS를 100,000으로 증가시킬 것으로 예상됩니다.

댕크샤딩의 또 다른 혁신은 수수료 시장의 통합으로, 모든 샤드의 거래를 선택하는 제안자가 하나만 존재하며, 각 샤드마다 자신의 제안자가 존재하지 않습니다. 이러한 통합 수수료 시장이 원활하게 운영되도록 하고 최대 추출 가치(MEV) 문제를 완화하기 위해 제안자와 건설자를 분리하는 방법이 구현될 것입니다(제안자는 어떤 거래를 다음 블록에 포함할지를 선택하는 이더리움 프로토콜 검증자를 의미합니다).

하지만 이더리움에서 완전한 댕크샤딩을 구현하는 것은 한 번에 이루어지지 않으며, EIP-4844(프로토-댕크샤딩)와 같은 여러 업그레이드를 통해 점진적으로 이루어져야 합니다.

프로토-댕크샤딩(Proto-Danksharding)이란 무엇인가?

프로토-댕크샤딩은 두 명의 이더리움 연구자 프로토 람다(Proto Lambda)와 댕크라드 페이스트(Dankrad Feist)의 이름을 따서 명명되었으며, 이더리움 TPS를 약 1000으로 증가시킬 것입니다. 이는 더 간단하며 완전한 댕크샤딩을 구현하기 전에 필요한 단계입니다. 가장 중요한 것은, 이는 블롭 데이터를 수용하는 새로운 거래 유형을 도입하여 완전한 댕크샤딩을 가능하게 하는 중요한 구성 요소가 될 것입니다.

비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 프로토-댕크샤딩이 댕크샤딩의 대부분의 논리와 프레임워크를 실행하지만, 여전히 실제 샤딩을 구현하지는 않는다고 생각합니다. 다시 말해, 프로토-댕크샤딩은 댕크샤딩의 프로토타입으로, 이후 다른 샤딩 업그레이드를 구현할 수 있는 프레임워크를 제공합니다.

EIP-4844는 어떻게 가스 비용을 줄이는가?

EIP-4844(프로토-댕크샤딩)의 주요 목적은 블롭 포함 거래를 사용하여 이더리움의 가스 비용을 줄이는 것입니다. 블롭 데이터는 더 저렴하며, 이더리움 가상 머신(EVM)은 이를 접근할 수 없고 블롭에 대한 약속만 볼 수 있습니다. 또한, 프로토-댕크샤딩에서 데이터 대역폭은 슬롯당 1MB로 고정됩니다.

단순히 CallData를 더 저렴하게 만드는 것은 평균 상황이나 최악의 상황과 일치하지 않을 수 있으므로, 이더리움 개발자들은 가스 비용을 줄이기 위해 L2 롤업에서 오는 거래에 집중하는 새로운 유형의 블롭 포함 거래를 구축하려고 시도했습니다.

이더리움의 평균 블록 크기는 약 90KB이지만, 이론적으로 최대 블록 크기는 약 1.8MB입니다. 이는 이더리움 블록이 네트워크 활동이 활발할 때 더 많은 거래를 수용할 수 있지만, 매우 높은 가스 비용이 필요하다는 것을 의미합니다. 만약 calldata가 10배 저렴해지면 거래량이 10배 증가하고, 극단적인 경우 블록 크기가 10배 증가할 것입니다(18MB). 분명히 이더리움은 네트워크에서 그렇게 큰 블록을 수용할 수 없습니다.

해결책

프로토-댕크샤딩은 다차원 EIP-1559 수수료 시장을 통해 가스 가격 위기를 해결합니다.

프로토-댕크샤딩이 제안되기 전에 EIP-4488이 높은 가스 비용 문제를 해결하려고 시도했습니다.

EIP-4488에는 두 가지 규칙이 있습니다: calldata의 가스 비용이 바이트당 16 가스 단위에서 3 가스 단위로 줄어듭니다; 각 블록의 1MB 제한과 각 거래의 300바이트가 더해져 최대 약 1.4MB에 달합니다.

블록 크기 상한선은 평균 블록 부하 급증이 극단적인 상황 부하 급증으로 이어지지 않도록 보장하는 가장 간단한 방법입니다. 또한, 가장 극단적인 상황의 블록 크기(1.4MB)는 항상 현재 최대 블록 용량(1.8MB)보다 낮습니다.

EIP-4488이 가스 문제에 대한 해결책을 제안했음에도 불구하고, 왜 이더리움 커뮤니티는 결국 EIP-4844를 선택하여 가스 비용을 줄였을까요? EIP-4488은 현재의 변동성을 최대한 줄였지만(안정성을 유지), 미래에는 더 많은 변경이 필요합니다. 반면, 프로토-댕크샤딩의 목적은 이더리움 네트워크가 향후 댕크샤딩으로 업그레이드할 수 있도록 더 많은 프레임워크 변경을 하는 것입니다.

프로토-댕크샤딩은 L2 롤업에서 오는 데이터를 대용량 블롭에 저장하는 별도의 거래 유형을 생성하며, 각 블록에 존재하는 블롭의 수는 한정되어 있어 L2 비용이 크게 줄어듭니다. 블롭은 실행 계층이 아닌 합의 계층에 저장되므로 이더리움 가상 머신(EVM)은 이를 접근할 수 없습니다.

프로토-댕크샤딩 이후에도 샤딩은 여전히 복잡한 작업이지만, 복잡성은 합의 계층에만 국한됩니다. 따라서 실행 계층 클라이언트 팀과 롤업 개발자는 프로토-댕크샤딩에서 완전한 샤딩으로 전환하기 위해 추가 작업을 할 필요가 없습니다.

EIP-4844는 또한 블롭 데이터를 calldata와 분리하여 짧은 시간 주기 내에 블롭 데이터를 저장하는 것을 더 쉽게 만듭니다.

EIP-4844의 데이터 저장 옵션

각 슬롯(12초)에서 약 1MB의 프로토-댕크샤딩은 매년 2.5TB의 데이터를 생성합니다. 합의 계층은 역사적 보존 기간(EIP-4444)을 통해 데이터 저장 문제에 대응하고 일정 시간이 지나면 블롭 데이터를 자동으로 삭제하는 논리를 구현할 수 있습니다.

구식 블롭 데이터에 접근하는 방법에 대해서는 여러 가지 방법이 있으며, 탈중앙화 프로토콜에서 역사 데이터를 저장할 수 있습니다. 예를 들어, 롤업, 비트토렌트, 이더리움 포털 네트워크, 블록 탐색기, API 제공업체 및 제3자 인덱스 프로토콜(더 그래프)과 같은 특정 애플리케이션의 프로토콜은 전체 역사 기록을 저장할 수 있습니다.

EIP-4844 이전과 이후의 업그레이드는 무엇인가?

이더리움 개발자는 EIP-4844 이전에 가스 비용을 줄이기 위해 여러 번의 업그레이드를 제안했습니다. 예를 들어, EIP-3651은 블록 생성자가 이더리움 블록 생성 소프트웨어인 Coinbase와 상호작용하는 가스 비용을 줄였고, EIP-3855는 Push0을 통해 개발자의 가스 비용을 줄였으며, EIP-3860은 특정 사용 사례의 가스 비용을 줄였습니다.

EIP-4844는 완전한 샤딩으로 나아가는 한 걸음이며, 이더리움 네트워크를 확장하고 가스 비용을 줄일 것입니다. 개발자들은 EIP-4844 이후 "버지(Verge)"를 계획하고 있으며, 여기서 Verkle 트리를 도입하여 확장성을 구현할 것입니다.

EIP-4844의 영향

EIP-4844의 주요 목표는 새로운 블롭 포함 거래를 사용하여 이더리움의 L2 가스 비용을 10~100배 줄이는 것입니다. 이는 완전한 샤딩으로의 전환을 더 쉽게 만들며, 모든 미래의 업그레이드는 오직 합의 계층에서만 이루어집니다.

아키텍처 측면에서 EIP-4844는 블롭 포함 거래를 도입하여 이더리움이 L2를 위해 별도로 데이터 계층을 구축하는 첫 번째 사례가 되며, 후속 완전한 댕크샤딩을 위한 기초를 마련합니다.

경제 모델 측면에서 EIP-4844는 블롭에 대한 새로운 수수료 시장을 도입하여 이더리움이 다차원 시장으로 나아가는 첫걸음이 될 것입니다.

사용자 경험 측면에서 사용자는 L2 비용의 대폭 감소를 가장 직관적으로 느낄 수 있으며, 이 기본적인 중요한 개선은 L2 및 그 애플리케이션 계층의 폭발적인 성장을 위한 중요한 기반을 제공합니다.

요약

EIP-4844는 이더리움 네트워크의 확장성을 높이는 주요 업그레이드이며, 향후 완전한 샤딩에 필요한 업데이트를 줄입니다. 프로토-댕크샤딩은 블롭 데이터 그룹의 공간을 증가시켜 더 많은 데이터 처리를 가능하게 하여 네트워크 혼잡을 줄이고 가스 비용을 낮춥니다.

고도로 복잡한 프로토콜 업그레이드인 EIP-4844는 이더리움 로드맵의 중요한 부분이며, 제안자와 건설자의 분리 및 EIP-1559 블롭 수수료 조정과 같은 다른 시스템 업그레이드와 관련이 있습니다.

블롭 포함 거래를 도입하는 것 외에도 EIP-4844는 실행 계층 논리, 검증 규칙, 다차원 가스 비용 시장 및 향후 완전한 샤딩에 필요한 기타 시스템 변화를 구현할 것입니다.

주목할 점은 EIP-4844가 대부분의 완전한 댕크샤딩 논리를 구현하겠지만, 실제 샤딩을 구현하지는 않는다는 것입니다. 이더리움을 대규모 채택에 필요한 비용과 처리량 수준에 더 가깝게 만드는 것 외에도 EIP-4844는 확장성과 비용 절감을 높일 수 있습니다.

현재 EIP-4844의 정확한 출시일은 없지만, 올해 늦게 시행될 것으로 예상됩니다. EIP-4844가 시행된 후, 사용자는 이더리움, 특히 L2에서 더 빠른 거래와 낮은 비용 경험을 통해 뚜렷한 개선을 보게 될 것입니다. EIP-4844의 성공적인 시행은 이더리움이 암호화폐 분야에서 더 경쟁력을 갖추게 할 것입니다.

이더리움 칸쿤 업그레이드(Dencun) 진행 상황 추적

칸쿤 업그레이드(Dencun)는 이더리움의 다음 가장 중요한 서사로, 2024년 초에 중요한 기술 업그레이드가 진행될 것으로 예상됩니다. 이때 Proto-Danksharding(EIP-4844)와 같은 일련의 EIP 개선 제안을 통해 이더리움 네트워크의 확장성을 강화하고 가스 비용을 낮출 것입니다. 그렇다면 이더리움 칸쿤 업그레이드는 어떤 투자 새로운 기회를 가져올까요? EIP-4844는 이더리움의 네트워크 성능을 어떻게 향상시킬까요?

전문