한 문장으로 알아보는 칸쿤 업그레이드가 이더리움의 어떤 성능을 개선할까?

저자: 서유, ChainCatcher

편집: Marco, ChainCatcher

칸쿤 업그레이드(Dencun)는 2024년 이더리움 네트워크에서 가장 주목할 만한 사건이며, 지난해 상하이 업그레이드(Shapella) 이후 또 다른 큰 업데이트로, 2월 말에 완료될 것으로 예상된다.

1월 24일 이더리움 블로그 게시물에 따르면, 칸쿤 업그레이드는 1월 17일 이더리움 고를리 테스트넷에서 활성화되었으며, 1월 30일과 2월 7일 각각 세폴리아 테스트넷과 홀레스키 테스트넷 업그레이드를 활성화할 계획이다.

Dencun 업그레이드가 이 세 개의 테스트넷에서 순조롭게 완료되면, 다음으로 이더리움 메인넷에서 활성화될 예정이며, 활성화 시간은 2월 말로 예상된다.

이더리움의 각 업그레이드는 많은 기회를 내포하고 있기 때문에, 이더리움 업그레이드의 진행 상황을 주목하는 것이 암호화 커뮤니티의 최우선 과제가 되었다. 2022년 9월, 이더리움은 합병 업그레이드를 완료하고 PoW에서 PoS로 전환하여 ETH가 디플레이션 자산이 되었다; 지난해 5월, 이더리움은 상하이 업그레이드를 통해 사용자에게 스테이킹 인출 기능을 개방했으며, 업그레이드 몇 달 전 이더리움 스테이킹 관련 분야인 Lido, SSV Network 등 LSD 자산이 모두 상승했다.

그렇다면, 칸쿤 업그레이드는 무엇인가? 이번 업그레이드는 이더리움의 어떤 성능을 변화시킬 것인가? EIP-4844 제안은 무엇인가? 어떤 프로젝트와 분야가 이번 업그레이드로 혜택을 받을 것인가? 잠재적인 거래 기회는 무엇인가?

칸쿤 업그레이드란 무엇인가?

칸쿤 업그레이드의 전체 이름은 "Cancun-Deneb"이며, Cancun과 Deneb 두 업그레이드의 조합으로, 영어 약어는 "Dencun"이다. 한국어의 "칸쿤 업그레이드"는 사실 앞부분의 "Cancun"만을 나타내고 Deneb 부분은 생략된 것으로, 완전한 명칭은 "칸쿤-Deneb" 업그레이드이다.

이더리움의 각 업그레이드 이름은 이더리움 네트워크의 특정 레이어에 해당하며, 칸쿤(Cancun) 업그레이드는 이더리움 실행 레이어의 성능을 개선하는 것을 목표로 하고, Deneb 업그레이드는 합의 레이어에 중점을 둔다.

이러한 개념을 더 잘 이해하기 위해서는 이더리움의 현재 아키텍처와 상태를 이해할 필요가 있다.

이더리움 합병 이전, 이더리움 네트워크는 주로 "실행 레이어와 합의 레이어" 두 부분으로 구성되어 있으며, 두 부분은 서로 독립적으로 운영된다.

실행 레이어는 스마트 계약의 논리 실행을 처리하는 부분으로, 거래 계산이 발생하는 곳이다. 이는 원래의 이더리움 메인넷으로, "이더리움 1.0"이라고도 불리며, 이더리움 네트워크의 상태를 유지하고 이더리움 가상 머신(EVM) 코드를 실행하는 등의 역할을 한다.

실행 레이어 업그레이드는 이전에 Devcon이 개최된 도시의 이름을 따서 명명되었다: 베를린 -> 런던 -> 상하이 -> 칸쿤 -> 프라하 -> 오사카 -> 보고타.

합의 레이어는 모든 거래와 스마트 계약이 스테이킹 PoS를 통해 검증되도록 보장하여 모든 노드 및 클라이언트 간의 합의를 이루고 상태 일치를 달성하는 역할을 한다. 이는 이전에 실행 레이어와 합병하여 형성된 신호 체인(Beacon)으로, "이더리움 2.0"이라고도 불린다.

각 합의 레이어 업그레이드는 별자리 이름을 부여받으며, 첫 글자 순서에 따라 선택된다: Altair -> Bellatrix -> Capella -> Deneb -> Electra -> (F)unknown.

합병 이후, 이더리움의 실행성과 합의 레이어는 병행하여 운영되며, 두 레이어는 엔진 API 인터페이스를 통해 통신하거나 정보를 교환한다. 엔진 API는 실행 클라이언트가 합의 클라이언트에 블록 정보를 요청할 수 있도록 허용하며, 합의 클라이언트가 실행 클라이언트에 새 블록을 전송하거나 실행 유효성 증명(Execution Validity Proof)을 요청할 수 있도록 한다.

실행 레이어의 업그레이드는 칸쿤(Cancun)이라고 불리며, 합의 레이어의 업그레이드는 Deneb이라고 불린다. 전체 업그레이드의 이름은 Cancun-Deneb이다. 다가오는 칸쿤 업그레이드와 Deneb 업그레이드는 기술적으로 다르지만 동시에 시행되므로, 이러한 조합 업그레이드를 지칭하기 위해 합성어 "Dencun"을 사용하는 것을 선호한다.

데이터 온체인 비용 대폭 절감

칸쿤 업그레이드는 상하이 업그레이드 이후 이더리움 메인 체인에 대한 또 다른 업그레이드로, 이번 업그레이드의 목적은 이전에 비판받았던 성능 저하, 높은 비용, 네트워크 혼잡 등의 문제를 해결하고, 이더리움 확장 프로세스를 추진하여 메인 체인의 TPS를 향상시키고 사용자 Gas 비용을 낮추며, 확장성과 보안을 강화하고 네트워크 성능을 향상시키는 것이다.

Dencun 업그레이드의 이번 명칭에서 알 수 있듯이, 이번 업그레이드는 이더리움 네트워크의 실행 레이어에서 스마트 계약, EVM 및 합의 레이어에서 데이터 합의 및 상태 정렬 등의 문제를 주로 개선하고 최적화할 예정이다. 이번 업그레이드에서 이더리움 커뮤니티는 EIPs라는 일련의 개선안을 제안했으며, 총 6개의 기술 규격이 커뮤니티 구성원들의 논의, 테스트 및 투표를 거쳐 시행되기로 결정되었다.

그중 EIP-4844는 칸쿤 업데이트의 핵심으로, EIP-4844는 proto-danksharding 제안으로, 분할 Danksharding 확장 솔루션의 초기 버전이자 임시 확장 솔루션이다.

체인 외부 데이터의 임시 저장 및 접근을 구현하여 Layer2 데이터가 이더리움 메인넷에 게시되는 Gas 비용을 낮추며, 특히 Rollup 솔루션의 경우, 해당 데이터가 메인넷에 게시되는 Gas 비용을 현재의 천분의 일 이하로 낮출 수 있어 사용자들이 네트워크를 사용할 때의 Gas 비용을 줄일 수 있다.

EIP-4844 제안에서는 Blob 거래 유형이 도입되었으며, 이는 새로운 데이터 형식으로, 이더리움을 확장하는 데 도움을 주며, Layer2에서 전송된 데이터와 Layer1 이더리움 메인넷에서 생성된 원시 데이터 Calldata를 구분한다. Blob이 담고 있는 데이터는 이더리움 합의 레이어에 의해 다운로드되고 저장되지만, 실행 가능한 EVM 접근은 지원하지 않으며, 이 데이터는 유효 기간이 있으며 약 18일간 유효하다.

Blob은 외부 임시 저장소로, 실제로 Layer2 거래 데이터를 Layer1에 저장하지 않으며, 정기적으로 만료된다. 이는 데이터 저장 비용을 크게 줄인다.

이 과정을 간단히 설명하자면, Blob은 이더리움 메인넷이 Layer2 네트워크 거래 등의 데이터를 온체인으로 올리기 위해 구축한 별도의 통로로, 이 통로에서 이더리움 Layer2 데이터는 전송, 저장, 검증 등의 서비스를 완료하며, Gas 비용 및 저장 비용은 맞춤형으로, 이더리움 네트워크의 활성도와는 무관하다.

EIP-4844의 주요 목표는 새로운 Blob 데이터 형식을 사용하여 거래를 수행함으로써 이더리움의 L2 Gas 비용을 낮추고, 완전한 분할로의 전환을 더 쉽게 만드는 것이다. 모든 미래의 업그레이드는 오직 합의 레이어에서만 진행된다.

제품 아키텍처 측면에서 EIP-4844는 Blob을 통한 거래를 도입하여, 이더리움이 L2를 위해 별도의 데이터 레이어를 처음으로 구축하여 후속 완전한 분할 Danksharding의 기초를 다진다;

경제 모델 측면에서 EIP-4844는 Blob에 새로운 비용 시장을 도입하여, 이더리움이 다차원 시장으로 나아가는 첫걸음을 내딛는다;

사용자 경험 측면에서, 사용자에게 가장 직관적인 인식은 L2 비용의 대폭 감소로, 이는 L2 및 그 응용 프로그램의 폭발적인 성장을 위한 중요한 기반을 제공할 것이다.

StarkWare 공동 창립자 Eli Ben-Sasson이 말했듯이, 이번 업그레이드는 모든 L2의 데이터 가용성 비용을 낮출 것이다.

칸쿤 업그레이드는 이더리움 네트워크의 어떤 성능을 개선할 것인가?

EIP-4844가 Rollup 데이터 온체인 비용을 낮추는 것 외에도, EVM 효율성을 높이는 EIP-6780과 EIP-5656, 스테이킹 경험을 개선하는 EIP-7044, 합의 레이어와 실행 레이어 간의 통신을 최적화하는 EIP-4788 등의 제안이 있다.

실행 레이어 EVM 측면에서 EIP-6780과 EIP-5656 제안은 관련 코드 기능을 변경하여 각각 스마트 계약의 안전성과 처리 효율성을 높였다.

EIP-6780은 스마트 계약 내 SELFDESTRUCT 연산 코드 기능을 변경하여 특정 조건에서만 실행되도록 제한하여 스마트 계약 코드의 안전성을 강화했다.

SELFDESTRUCT는 자가 파괴 코드라고도 하며, 주요 기능은 스마트 계약을 자동으로 파괴하는 것으로, 스마트 계약이 블록에서 자동으로 삭제되도록 허용한다.

계약이 자가 파괴 작업을 수행할 때, 계약 계좌에 남아 있는 이더는 지정된 대상에게 전송되며, 그 저장소와 코드 상태도 삭제된다. 이는 긴급 상황에서 개발자가 스마트 계약을 삭제하고 계약 내 잔액을 지정된 주소로 전송하는 데 도움을 줄 수 있지만, 이 특성은 악의적인 사용자가 이용할 수 있어 공격 수단이 될 수 있다.

EIP-6780 제안은 스마트 계약의 취약성을 낮추기 위해 SELFDESTRUCT 연산 코드 기능을 제한하여 스마트 계약 내의 취약점 위험을 줄인다. 예를 들어, 개발자가 해당 연산 코드를 호출할 때만 스마트 계약이 자가 파괴 작업을 수행하고, 계좌의 잔여 ETH를 호출자에게 전송하도록 한다.

EIP-5656은 EVM 코드를 미세 조정하여 MCOPY라는 새로운 연산 코드를 도입하여 스마트 계약 실행 중 메모리 내 데이터 복사 과정 및 성능을 최적화한다. MCOPY는 EVM 데이터 처리 과정에서의 작업 지시어를 단순화하여 데이터 이동 효율성을 높이고, 데이터 처리 작업과 관련된 Gas 비용을 줄인다.

현재 EVM 아키텍처에서 사용되는 기존 연산 코드는 대량의 데이터 세그먼트를 복사하는데, 이는 작업 지시어가 과도하고 비효율적이며 비용이 매우 높다. EIP-5656 하에서는 MCOPY를 사용하여 256바이트 메모리를 복사하는 데 27 Gas만 필요하지만, 이전 방법으로는 96 Gas가 필요하여 새로운 제안에 비해 Gas 비용이 4분의 1로 줄어든다.

또한, 더 빠른 메모리 작업은 계약의 실행 속도를 높이며, 개발자는 대규모 데이터 구조나 메모리 작업이 포함된 복잡한 작업을 처리할 때 더 유리해진다.

EIP-5656과 EIP-6780은 이더리움의 전체 방향을 변경하지는 않지만, EVM 관련 연산 코드를 변경하거나 도입하여 이더리움 개발자가 스마트 계약에서의 효율성을 높이고 취약점을 줄이는 데 기여한다.

이더리움 합의 레이어 측면에서, 커뮤니티는 EIP-7044와 EIP-7045 제안을 통해 검증자 및 스테이킹 관련 작업 과정을 개선하여 이더리움 스테이킹을 더 안전하게 만들었다.

EIP-7044는 이더리움 스테이킹의 탈퇴 메커니즘을 간소화하고 개선하여, Capella(상하이) 업그레이드 이전에 잠금된 자발적 탈퇴가 영구적으로 유효하도록 한다.

현재 이더리움 스테이킹 시장은 위임 스테이킹이 주를 이루고 있으며, 즉 사용자가 보유한 32ETH 또는 그 배수를 검증자 운영자에게 위임하여 이더리움 검증자의 기술 및 운영을 관리하도록 한다. 사용자가 이더리움 검증자를 탈퇴할 때는 검증자의 서명 키를 사용하여 소위 "자발적 탈퇴" 또는 "자발적 탈퇴 작업" 신청을 서명해야 하며, 서명된 자발적 검증자 탈퇴는 현재 두 번의 업그레이드에만 유효하다. Deneb 업그레이드가 발생하면 이 유효성이 상실된다. 이는 이더리움 칸쿤 업그레이드가 이 규칙을 변경하지 않으면, 사용자가 검증자에 스테이킹된 이더리움을 탈퇴하려면 검증자 운영자의 새로운 규칙을 따라야 함을 의미한다.

EIP-7045는 이더리움 블록 증명 슬롯의 포함 범위를 늘려 블록 확인 시간을 단축하고 이더리움 사용자 지연을 줄인다.

또한, 이더리움 실행 레이어와 합의 레이어 간의 통신 문제를 해결하는 EIP-4788과 데이터 저장 비용을 줄이는 데 중점을 둔 EIP-1153이 있다.

EIP-4788은 이더리움 실행 레이어와 합의 레이어 간의 크로스 체인 정보 상호 통신 문제를 개선하기 위해, 실행 레이어 EVM에 합의 레이어 신호 체인 Beacon 블록 루트를 배치하여 부모 블록의 요약 정보 등을 포함하여 이더리움 메인넷 EVM 레이어에서 이더리움의 합의 상태를 전달할 수 있도록 하여, 제3자가 정보를 전달할 필요 없이 외부 오라클이 이러한 데이터를 제공할 필요성을 제거하여 잠재적인 결함이나 조작을 줄이고 이더리움 네트워크의 상호 운용성과 안정성을 개선한다.

EIP-4788은 본질적으로 프로토콜 수준의 오라클을 도입하여 이더리움의 합의 상태를 이더리움 메인넷으로 전달하며, 이더리움 메인넷에 배포된 스마트 계약 및 프로토콜은 더 이상 이더리움 합의 상태에 대한 정보를 얻기 위해 신뢰할 수 있는 오라클 솔루션이 필요하지 않게 된다.

이 변화는 Lido, Rocket Pool 등 유동 스테이킹 프로토콜과 Eigenlayer 재스테이킹 솔루션 및 크로스 체인 브리지에 특히 유리하다. 이더리움 메인넷에 배포된 스마트 계약은 합의 레이어 검증자 잔액 및 상태와 같은 핵심 데이터에 직접 접근할 수 있어 재스테이킹에서 신뢰 가정을 줄여 보안성과 운영 효율성을 강화한다.

EIP-1153 제안은 계약 실행 중 데이터 저장 비용을 줄이고 블록 공간을 최적화하여 거래의 비용 효율성과 효율성을 높이는 데 중점을 둔다.

이번 칸쿤 업그레이드는 Layer2 네트워크 데이터 온체인 비용 절감, 실행 레이어 EVM 성능 개선 및 이더리움 스테이킹 경험 최적화 등에 중점을 두고 있다.

칸쿤 업그레이드의 일정

이전 이더리움 ACDE 회의에서 제공된 로드맵에 따르면, 칸쿤 업그레이드 테스트는 고를리, 홀레스키, 세폴리아 등의 테스트넷 순서로 진행될 예정이다.

1월 24일 이더리움 블로그에서 발표된 칸쿤 업그레이드 진행 상황에 따르면, 칸쿤 업그레이드는 1월 17일 이더리움 고를리 테스트 네트워크에서 활성화되었다. 그리고 1월 30일과 2월 7일 각각 세폴리아 테스트넷과 홀레스키 테스트넷 업그레이드를 활성화할 계획이다.

Dencun 업그레이드가 이 세 개의 테스트넷에서 모두 완료되면, 다음으로 이더리움 메인넷에서 활성화될 예정이며, 활성화 시간은 2월 말로 예상된다.

그러나 1월 18일 최신 ACDE 이더리움 핵심 개발자 전화 회의에서 Dencun Layer2 업그레이드에 대한 개발자들의 신뢰도에 대한 질문이 있었다.

"Protolambda"라는 닉네임을 가진 Optimism L2 네트워크 개발자는 Optimism 팀의 목표가 몇 주 내에 고를리에서 테스트를 시작하는 것이라고 밝혔다. Optimism 팀은 Dencun을 지원할 수 있을 것으로 보이지만, Blob 거래의 인프라와 도구 준비 상태에 대해 우려하고 있으며, Layer1 이더리움 메인넷에도 많은 인프라 업데이트가 필요하다고 덧붙였다.

칸쿤 업그레이드는 개발자와 사용자에게 어떤 영향을 미칠 것인가?

이번 칸쿤 업그레이드는 EIP-4844, EIP-1153 등의 제안을 통해 네트워크 거래 처리량, 데이터 저장 및 블록 공간을 최적화하여 이더리움의 거래 비용을 낮추고 처리 속도를 높이며, 개발자와 사용자에게 원활한 경험을 제공하고, 이더리움 체인 상의 생태계 애플리케이션에 새로운 이정표를 열 것이다.

또한, 도입된 Blob 개념은 이더리움 Danksharding 분할 계획의 진행을 촉진하며, Proto-danksharding을 통해 이더리움의 처리량이 100배 이상 증가할 것으로 예상되며, Layer2 거래 비용은 0.001달러 이하로 낮아질 것이다. 또한 Rollup 계열 Layer2 네트워크의 Gas 비용을 천분의 일로 낮출 것이다.

그렇다면 칸쿤 업그레이드는 개발자, 사용자 및 더 넓은 이더리움 생태계에 어떤 영향을 미칠 것인가?

사용자에게 칸쿤 업그레이드는 Blob을 도입하여 체인 외부 데이터를 저장하고 검색함으로써 Layer2 네트워크 데이터 온체인 비용을 낮추고, 사용자는 Layer2 네트워크의 낮은 Gas 비용 거래 및 더 많은 체인 상의 사용 사례를 누릴 수 있다. 낮은 Gas 비용과 높은 처리량은 특히 게임, 파생상품 등과 같이 빈번한 거래 수요가 있는 사용 사례를 촉진할 것이다.

또한, 커뮤니티의 현재 계획에 따라 이더리움은 곧 Danksharding의 분할 솔루션을 시도할 것이며, 이 솔루션이 순조롭게 진행된다면 Layer2 등 Rollup 기술과 결합하여 이더리움의 TPS가 크게 향상될 것이며, 새로운 서사를 펼칠 것이다.

개발자에게 EIP-4844는 개발자가 이더리움 애플리케이션을 더 유연하고 혁신적이며 다양하게 개발할 수 있도록 할 것이다.

개발자는 proto-danksharding을 활용하여 체인 상의 데이터를 저장하고 검색하여 더 많은 Layer2 솔루션과 애플리케이션 시나리오를 지원할 수 있을 것이다. 개발자는 또한 향후 완전한 danksharding을 준비하여 더 많은 조각 자원과 기능을 활용할 수 있을 것이다.

EIP-6780과 EIP-5656 등의 제안 개선은 개발자에게 더 효율적이고 비용이 적게 드는 스마트 계약 배포 및 개발 플랫폼을 제공하여, 인프라 성능 개선이 아닌 제품에 더 많은 시간을 집중할 수 있게 할 것이다.

Rollup 계열 네트워크 성능의 최적화는 개발자가 빈번하고 복잡한 거래를 처리하는 장면을 현실로 만들 것이며, 이는 개발자가 스마트 계약이나 DeFi 애플리케이션에서 더 복잡한 기능을 통합할 수 있게 할 것이다.

이더리움 생태계에 있어, 첫째, 칸쿤 업그레이드는 이더리움 Layer2 네트워크 성능을 최적화하여 체인 상의 애플리케이션 번영을 촉진하고 생태계의 폭발을 이끌 것이다. 또한, 데이터 저장 및 데이터 가용성 측면의 최적화는 DA 및 분산 저장 등의 애플리케이션 발전을 촉진하고, 스테이킹 경험의 개선은 LSD 및 LSDfi 애플리케이션 발전에 기여할 것이다.

다음으로 ChainCatcher는 "칸쿤 업그레이드로 혜택을 받을 프로젝트는 무엇인가?"를 정리할 예정이다. 여기에는 Rollup 계열 Layer2 네트워크, Layer2 네트워크 구축을 위한 Raas 서비스 제공업체, 데이터 가용성을 해결하는 DA 레이어 및 LSD와 재스테이킹 분야의 프로젝트 등이 포함된다.