이더리움 블록체인이 모듈화로 진화하고 있습니다

모듈화 블록체인의 개념

모듈화 블록체인은 몇 가지 책임을 처리하는 데 집중하고 나머지 부분을 하나 이상의 독립적인 레이어에 아웃소싱하는 블록체인입니다. 모듈화 블록체인은 다음 단일 작업 또는 조합 작업을 처리하는 데 사용할 수 있습니다:

실행: 거래 실행을 지원하고 스마트 계약의 배포 및 상호작용을 구현합니다.

데이터 가용성: 거래 데이터의 가용성을 보장합니다.

합의: 거래의 내용과 순서를 허용합니다.

정산: 거래 완료, 분쟁 해결, 증명 검증 및 서로 다른 실행 레이어 간의 브리징에 사용됩니다.

모듈화 체인은 일반적으로 두 개 이상의 상호 의존적인 기능을 수행합니다. 예를 들어, 데이터 가용성 레이어는 데이터 정렬에 대한 합의에 도달해야 하며, 그렇지 않으면 어떤 데이터가 역사 기록의 올바른 버전을 나타내는지 알 수 없습니다.

모듈화 블록체인 설계의 장점

확장성: 블록체인에서 모듈화를 사용하면 해로운 신뢰 가정을 도입하지 않고도 규모를 늘릴 수 있습니다.

새로운 블록체인 시작 용이: 모듈화 설계를 활용함으로써 새로운 블록체인을 더 빠르게 시작할 수 있으며, 아키텍처의 모든 측면이 올바르게 유지되어야 한다는 걱정 없이 진행할 수 있습니다.

유연성: 특별히 구축된 모듈화 체인은 균형과 설계 구현을 위한 더 많은 선택지를 제공합니다. 예를 들어, 모듈화 블록체인 시스템은 보안성과 데이터 가용성에 중점을 둔 모듈화 체인을 포함할 수 있으며, 다른 체인은 실행에 중점을 둘 수 있습니다.

모듈화 블록체인 설계의 단점

보안성: 단일 체인과 달리 모듈화 블록체인은 자체 보안 품질을 보장할 수 없습니다. 합의 및 데이터 가용성을 처리하는 보안 레이어가 무효인 경우, 모듈화 블록체인은 실패 위험에 직면하게 됩니다.

복잡성: 모듈화 블록체인 설계를 구현하면 새로운 복잡성이 도입됩니다. 예를 들어, 이더리움의 데이터 샤딩 계획은 특정 샤드의 노드가 데이터를 숨기지 않도록 데이터 가용성 샘플링에 의존합니다. 마찬가지로, 실행 레이어는 보안 레이어가 체외 상태 전환의 유효성을 보장할 수 있도록 사기 증명 및 유효성 증명과 같은 복잡한 메커니즘을 생성해야 합니다.

토큰 가치: 응용 프로그램이 제한적이기 때문에 일부 모듈화 블록체인의 네이티브 토큰은 가치를 흡수하지 못할 수 있습니다. 예를 들어, 실행 레이어에 비해 합의 및 데이터 가용성 레이어에만 집중하는 유틸리티 토큰의 용도는 매우 제한적이므로, 이러한 네트워크에 참여자를 유치하는 것이 더 어려울 수 있습니다.

이더리움의 모듈화 형태: 샤딩과 롤업

비트코인과 같은 1세대 블록체인과 마찬가지로 이더리움은 처음에 단일 체인 블록체인으로 설계되었습니다. 그러나 네트워크 성능을 향상시키고 확장성과 지속 가능성을 높이기 위해 이더리움 네트워크는 현재 모듈화 프레임워크로 전환하고 있습니다.

샤딩은 시스템(예: 데이터베이스)을 여러 부분으로 나누어 실행하는 과정입니다. 여러 구성 요소 간의 기능 분배를 통해 시스템은 더 많은 출력과 효율성을 달성할 수 있습니다. 블록체인 네트워크에서 샤딩은 블록체인을 여러 서브체인으로 나누어 서브체인이 네트워크 활동의 서로 다른 부분을 처리하도록 합니다.

이더리움의 샤딩 설계에서 64개의 샤드 체인이 병렬로 실행됩니다. 샤드는 거래를 병렬로 처리할 수 있으며(실행 샤드), 블록체인 데이터의 서로 다른 부분을 저장하는 데 사용할 수 있습니다(데이터 샤드). 데이터 샤드를 사용하면 이더리움 노드는 자신의 샤드 체인에 게시된 데이터만 저장하게 되며, 이는 현재 구조와 반대되는 것으로, 현재 구조는 모든 노드가 동일한 데이터를 저장해야 합니다.

이더리움의 신호 체인과 샤드 체인 간의 관계

샤딩은 서로 다른 구성 요소(샤드 체인)가 서로 다른 책임을 처리하는 모듈화 형태입니다. 데이터 샤딩에서 샤드 체인은 이더리움 데이터의 서로 다른 부분을 저장하고, 실행 샤드는 각 샤드 체인이 자체 거래 집합을 처리할 수 있도록 하여 데이터 처리량을 증가시키고 처리 시간을 줄입니다.

일부 개발자는 이더리움을 확장하기 위해 롤업 중심 접근 방식을 채택했습니다. 순수 체외 확장 솔루션(예: 사이드체인)과 달리 롤업은 메인 체인과 밀접하게 결합되어 있습니다. 정산, 합의 및 데이터 가용성을 유지하면서 이더리움 블록체인은 계산을 롤업에 아웃소싱합니다. 이더리움이 L2 롤업의 기본 레이어 역할을 하므로, 롤업은 탈중앙화나 보안을 해치지 않으면서 더 빠른 블록 시간과 더 큰 블록을 통해 실행을 적극적으로 최적화할 수 있습니다.

이더리움(L1 기본 레이어)과 롤업(L2)의 모듈화 블록체인 아키텍처에서의 기능

이더리움의 모듈화 기술 스택 발전 과정

이더리움의 모듈화 기술 스택 발전 과정은 다음과 같습니다:

1. 단일 체인 블록체인: 이더리움 L1 또는 메인 체인을 나타내며, 본질적으로 단일 체인 블록체인입니다.

2. 롤업: 실행 레이어 역할을 하는 L2 솔루션으로, 예를 들어 Arbitrum과 Optimism이 있으며, 실행 레이어를 이더리움 L1에서 분리하고 상태 루트 및 롤업 데이터를 게시하여 이더리움 L1에 다시 전달합니다.

3. 모듈화 롤업: 모듈화 데이터 가용성을 갖춘 롤업입니다.

이더리움의 모듈화 L2 기술 스택은 높은 수준의 보안성과 탈중앙화를 유지하면서 확장성을 제공합니다. 이러한 강력한 조합은 이더리움이 더 효율적이고 지속 가능한 블록체인 생태계를 구축하는 기반이 됩니다.

단일 체인 블록체인

단일 체인 블록체인은 이더리움의 원래 실행 형태로, 롤업이나 데이터 샤딩을 사용하지 않고 모든 것을 처리합니다. 이 단일 아키텍처는 보안성이 가장 높지만 높은 비용과 제한된 확장성의 대가를 치러야 합니다. 따라서 이더리움 메인넷의 거래 속도는 상대적으로 느리며, 평균 TPS는 15에서 20에 불과합니다. 현재 이더리움은 모듈화 블록체인으로 점진적으로 전환하고 있으며, 주로 롤업 중심의 계산 및 데이터 샤딩 전략을 채택하여 이 과정을 진행하고 있습니다.

롤업

롤업은 모듈화 블록체인에서 가장 초기의 기술 혁신으로, 이더리움의 단일 체계 구조를 확장하는 별도의 실행 레이어를 제공합니다. 롤업은 블록체인의 실행 레이어를 안전하게 추상화하여 정기적으로 압축된 데이터를 이더리움 메인넷으로 되돌려 검증하기 전에 강력한 컴퓨터를 사용하여 여러 거래를 패키징하고 실행합니다. 롤업은 이 계산 과정을 이더리움 체외로 이전함으로써 TPS를 20배에서 50배까지 증가시킬 수 있습니다.

현재 상황에서 롤업은 거래를 처리하는 실행 레이어 역할을 하며, 정산, 합의 및 데이터 가용성을 아웃소싱합니다. 예를 들어, Optimistic 가상 머신을 활용한 낙관적 롤업과 zk EVM을 실행하는 ZK 롤업이 있습니다. 이러한 롤업은 스마트 계약을 실행하고 거래를 처리하지만 여전히 다음 작업을 위해 이더리움에 의존합니다:

정산: 모든 롤업 거래는 이더리움에서 완료됩니다. 낙관적 롤업의 사용자는 도전 기간이 지나거나 사기 방지 계산 후 거래가 유효하다고 간주될 때까지 기다려야 합니다. zk 롤업 사용자는 유효성이 검증될 때까지 기다려야 합니다.

합의 및 데이터 가용성: 롤업은 CallData 형태로 거래 데이터를 이더리움 메인넷에 게시하여 누구나 롤업 거래를 실행하고 필요할 때 상태를 재구성할 수 있도록 합니다. 최종 확정성(finality) 이전에 낙관적 롤업은 많은 블록 공간과 7에서 14일의 도전 기간이 필요합니다. ZK 롤업은 검증 가능한 데이터를 30일 동안 저장하여 즉각적인 최종 확정성을 제공하지만, 증명을 생성하기 위해 많은 처리 능력이 필요합니다.

이더리움을 롤업의 기본 레이어로 사용함으로써, 롤업은 탈중앙화나 보안을 해치지 않으면서 더 빠른 블록 시간과 더 큰 블록을 허용할 수 있습니다. 롤업은 이더리움의 새로운 시대의 시작이라고 할 수 있습니다. 최근 Arbitrum과 Optimism의 총 거래 수는 이더리움의 거래 수를 초과했으며, 이는 이더리움의 모듈화 추세를 반영합니다.

모듈화 롤업

더 새로운 모듈화 롤업은 데이터 가용성 레이어를 이더리움에서 분리합니다. 예를 들어 Mantle은 여전히 이더리움의 정산 및 합의에 의존하지만, Mantle DA를 데이터 가용성 레이어로 활용합니다. Mantle DA는 데이터 정렬을 수행하고 데이터 증명을 제공하지만 거래를 실행할 필요는 없습니다; 거래 실행은 효과적으로 Mantle의 실행 레이어에 아웃소싱됩니다.

이전에 이더리움은 롤업의 유일한 데이터 가용성 솔루션이었으며, 이로 인해 비용 측면에서 도전에 직면했습니다. 데이터 가용성은 대부분의 롤업의 최대 비용 원천이며, 특히 이더리움에서 거래 데이터를 저장하는 것은 최대 70%의 비용을 차지할 수 있습니다. 또한 이 비용은 변동성이 있으며, 사용량에 비례하여 증가하여 점차적으로 큰 장애물이 됩니다. 현재까지 대규모 사용자 기반을 수용할 수 있는 대규모 롤업만이 많은 자원을 보유하고 있습니다.

다행히도 이더리움은 변화하고 있으며, 데이터 가용성 레이어의 형태로 새로운 모듈화 솔루션이 등장하여 거래 데이터 제출 비용을 줄이고 있습니다. 데이터 가용성 레이어의 주요 예로는 EigenDA, Celestia 및 Avail이 있으며, 이들은 모두 데이터 가용성 문제를 해결하기 위해 노력하고 있으며, 롤업의 한계를 해결할 수 있는 잠재적인 솔루션을 제공합니다.

모듈화의 미래

지난 10여 년 동안 블록체인 분야는 확장성 문제에 대응하는 데 종종 악순환에 빠졌습니다 --- --- 이더리움의 높은 비용과 한계로 인해 새로운 L1 블록체인을 계속해서 만들었습니다. 그러나 이더리움의 높은 비용은 사실 해결할 수 없는 버그가 아닙니다.

L2 솔루션이 대중적으로 채택되는 규범의 세계에서, 모듈화 블록체인은 실행, 정산, 합의 및 데이터 가용성 레이어를 분리하여 블록체인의 아키텍처를 혁신합니다. 단일 체인 블록체인이 확장성에 갇혀 있을 때, 모듈화 아키텍처의 잠재력이 발휘될 것입니다.

데이터 가용성 레이어가 발전하고 경쟁이 치열해짐에 따라 새로운 롤업에 대한 진입 장벽과 장애물이 크게 낮아질 것입니다. 머지않은 미래에 데이터 가용성 비용의 감소와 모듈화 기능의 추가 개선으로 인해 OP 또는 ZK 스택에서 애플리케이션이 번창할 가능성이 높습니다.