Taiko Labs, 롤업 탈중앙화의 길을 분석하다: 공유 정렬과 이더리움 기반의 딜레마

원제목：《To Be Based or Not To Be Based》

저자：Taiko Labs

편집：심조 TechFlow

요점 요약

Rollup 중심의 로드맵은 블록체인의 분산과 고립을 초래했습니다. 이러한 분할은 Rollup 간의 가치 이전 부족을 초래했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Espresso, Astria, Radius와 같은 공유 정렬 메커니즘이 등장했습니다. 그러나 이 솔루션은 본질적으로 새로운 신뢰 가정을 필요로 하며, 이러한 계층은 자체적인 보안 집합을 갖추어야 합니다.

Rollup을 위한 공유 정렬 계층을 구축하고자 한다면, 이더리움은 우리가 구축하거나 사용할 수 있는 가장 신뢰할 수 있는 중립 계층입니다. 이더리움을 기반으로 한 Rollup(즉, Based Rollup)은 본질적으로 이더리움 및 다른 Based Rollup과 완전히 결합될 수 있습니다. 그러나 Based Rollup으로서의 솔루션은 몇 가지 도전에 직면해 있습니다. 가장 중요한 도전은 블록 시간이 이더리움과 동일하게 12초로 제한된다는 것입니다. 해결책은 중앙 집중식 정렬기와 같은 빠른 확인 메커니즘을 제공하거나 이더리움의 블록 시간을 단축하는 것입니다. 테스트넷에서는 사전 확인 기반의 속도가 현재의 중앙 집중식 정렬기보다 더 빠릅니다.

교차로

기사의 시작을 되돌아보면, 이더리움이 선택한 방향은 매우 중요합니다. 이더리움은 첫날부터 탈중앙화를 수용했으며, 이는 최우선 과제입니다. 이 우선순위는 사용자 경험에 일부 제한을 가져왔습니다. 이러한 제한은 분산된 시스템을 설계하는 데 따른 도전에서 비롯됩니다(예: 글로벌 상태 처리, 순차 실행 등). 이것이 이더리움과 다른 L1의 차별점입니다. 그들은 다른 길을 선택했습니다. 다른 L1은 일부 탈중앙화를 희생하여 빠르고 저렴한 선택을 했습니다. 그들이 빠르고 저렴한 이유는 역사적 증명, 더 큰 블록 크기 및 병렬 처리 때문입니다. 이러한 개념은 빠르고 저렴한 거래를 가능하게 하지만, 검증자의 부담을 증가시킵니다. 이것이 다른 L1 검증자의 하드웨어 요구 사항이 이더리움보다 높은 이유입니다.

이더리움 자체가 역사 만료, 무상태, Verkle 트리 등의 업그레이드를 통해 확장하기 전에 우리는 Rollup에 임무를 맡겼습니다.

4년 전, 이더리움은 Rollup 중심의 로드맵을 채택하여 실행을 아웃소싱하여 더 친숙한 사용자 환경을 만들었습니다. 덕분에 우리는 모든 이더리움에서 일일 평균 250 TPS에 도달했습니다.

rollup.wtf

위에서 언급한 바와 같이, 이더리움이 Rollup 중심의 로드맵을 채택한 지 4년이 지났습니다. 이 기간 동안 L2에서 "이더리움 자체가 무엇이어야 하는가"에 대한 많은 실험이 진행되었습니다. AltVM(연료, 유창함), zkVM(아제텍, 스타크넷), zkEVM(스크롤, 리니아, zkSync), 병렬 EVM(메가ETH) 등. 이러한 것들은 이더리움의 미래에 대한 아이디어를 제공했습니다. 그러나 이들은 서로 간에 아무런 연관이 없는 독립 블록체인을 많이 생성했습니다. 이것이 바로 공유 정렬 계층이 단편화 문제를 해결하기 위해 등장한 이유입니다.

공유 정렬 계층

현재 Rollup은 중앙 집중식 정렬기를 가지고 있습니다. 이는 엄청난 검열, 활성화 및 MEV 추출 위험을 초래합니다. Rollup이 탈중앙화를 원한다면 공유 정렬기를 선택할 수 있습니다. 공유 정렬기를 사용함으로써 Rollup은 최종성, 탈중앙화, 빠른 거래 및 크로스 체인 원자성을 활용할 수 있습니다. 비탈릭이 말했듯이: "탈중앙화된 Rollup은 새로운 L1을 개발하는 데 90%의 노력이 필요합니다." 따라서 공유 정렬기를 선택함으로써 탈중앙화 엔지니어링 노력을 피할 수 있습니다.

공유 정렬 계층은 기본적으로 Rollup에 참여하는 정렬 권한을 단일 정렬기 네트워크에 연결하는 계층입니다. 이 계층은 BFT와 같은 합의 프로토콜을 실행하며, 누구나 참여할 수 있습니다(합의 프로토콜의 설계 제한 내에서). 따라서 여러 Rollup은 거래 순서를 결정하는 공동 메커니즘을 갖게 됩니다. 이 메커니즘은 또한 모든 참여 Rollup 간의 빠른 L2 최종성과 조합성을 제공합니다.

공유 정렬 계층은 정렬기 시장입니다. 이 시장에서 Rollup은 개별 슬롯에 자신의 블록 공간(및 제안 권한)을 더 높은 입찰자에게 판매할 수 있습니다. 이는 또한 모든 참여 Rollup 간의 MEV 재분배 계층을 생성합니다.

주의 사항

공유 정렬 계층은 네트워크 효과를 가지고 있어 모든 참여 Rollup 간에 원자적 조합성과 공유 MEV를 생성할 수 있습니다. Rollup은 네트워크에 가입하여 자신의 블록 가치를 증가시킵니다(동시에 정렬기를 탈중앙화합니다).

그러나 공유 정렬기의 시스템 설계에 따라 참여하는 Rollup은 가능한 한 많아야 합니다. 참여하는 Rollup X가 체인을 떠나면 이러한 MEV 분배가 무너져 네트워크 효과에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 공유 정렬은 끝없는 게임이며, 참여자는 항상 게임에 남아 있어야 합니다. Rushi가 말했듯이, 이는 순수한 B2B 모델입니다.

공유 정렬 계층은 공유 정렬기 시장 옆에서 BFT와 같은 프로토콜을 실행하여 빠른 L2 최종성을 달성하고 정직한 가정을 도입합니다. 이는 절반의 검증자가 정직하다고 가정합니다. 만약 어떤 이유로든 절반의 검증자가 오프라인이거나 부정직하다면, 체인은 활성성을 잃을 수 있습니다(그들은 기반의 백업 계획을 사용할 수 있습니다). 만약 BFT 프로토콜이 활성성을 잃으면, 참여하는 Rollup은 빠른 최종성을 활용할 수 없게 되며, BFT 프로토콜에서 최종성 인증을 받아야 합니다. 해당 계층에서의 인출도 중단될 것입니다. 그러나 BFT 프로토콜이 붕괴되더라도 MEV 재분배는 계속될 것입니다. 예를 들어, Espresso에서는 MEV 재분배가 BFT 프로토콜과 분리되어 있습니다. 반면에 이더리움은 암호 경제적 안전성과 활성성 측면에서 항상 가장 강력한 BFT 프로토콜입니다.

또한, 만약 그들이 중복 스테이킹을 사용한다면, 중복 스테이킹 위험도 존재합니다. 검증자의 하드웨어 요구 사항이 높으면 독점이 발생할 수 있습니다. 중복 스테이킹 서비스에 오류가 발생하면 대규모 삭감이 발생할 수도 있습니다. 자세한 내용은 Eigenlayer의 위험 FAQ를 참조하십시오. 공유 정렬기에서의 중복 스테이킹 방법에 대한 정보는 Nethermind와 Fourpillar의 공동 연구를 참조하십시오.

공유 정렬기가 사전 확인을 사용하기 때문에 이 과정은 L1에서 수행될 수 있으며(즉, 사전 확인 기반), 새로운 계층에 대한 필요성을 없앨 수 있습니다. 또한 공유 정렬기는 여전히 L1 파이프라인을 통해 작동해야 한다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 여기서 "빠른 최종성"은 의미가 없습니다.

결론적으로, 우리는 공유 정렬기 계층이 탈중앙화와 견고성이 없다면 단일 실패 지점이 될 것이라고 생각합니다. 그들은 Rollup에 가입하는 모든 선택의 가장 약한 고리가 될 것입니다.

중립 조합성은 더 이상 농담이 아니다: Based가 되어라

우리가 언급했듯이, 이더리움은 다양한 애플리케이션을 구축하는 가장 신뢰할 수 있는 중립 계층입니다. Rollup은 이더리움에 배치 및 증명을 전송하여 데이터 가용성 계층으로 활용합니다. 현재 대부분의 Rollup은 중앙 집중식 정렬기에 의해 관리되며, 모든 거래는 Rollup 팀이 정렬합니다. 일부 팀은 여전히 네트워크를 탈중앙화하기 위한 솔루션을 설계하기 위해 노력하고 있으며, 예를 들어 Aztec의 Fernet가 있습니다. 네트워크를 탈중앙화하는 또 다른 방법은 정렬 기반 접근 방식을 사용하는 것입니다.

Taiko는 이더리움을 정렬 계층으로 사용하는 첫 번째 Based Rollup입니다. 블록 구축은 전적으로 이더리움에 의존합니다. 누구나 블록을 제안할 수 있으며, 이 과정은 완전히 허가가 필요 없습니다. 각 Rollup은 이더리움을 기반으로 조합성을 실현할 수 있으며, 새로운 계층을 추가할 필요가 없습니다. 이더리움과 Based Rollup의 슬롯이 동기화되어 이동하므로, 이들은 서로 완전히 호환됩니다. 이는 L1에서 플래시 론을 수행하고, 같은 슬롯에서 Based Rollup에서 특정 활동을 수행할 수 있음을 의미합니다(우리의 BBR 설계 덕분에, 자세한 내용은 여기에서 확인하십시오). 그러나 이더리움을 기반으로 하는 방식은 일부 비용을 동반합니다.

출처： L2Beat

우리는 "사전 확인 기반 Rollup 중심 고려"라는 글에서 이 문제를 언급했지만, 간단히 요약해 보겠습니다. 우리가 말했듯이, Based Rollup의 블록 시간은 이더리움과 동일하게 12초입니다. 이는 Based Rollup이 12초마다 데이터를 blobs(또는 calldata)를 통해 L1에 전송해야 함을 의미합니다. 충분한 L2 거래로 blob을 채우지 못하면 L1 비용을 충당할 수 없게 됩니다. 이 점을 사용자에게 전가하지 않기 위해, 우리는 처음에 이 비용을 스스로 부담했으며, 많은 자금을 소모했습니다. 현재 제안자의 블록 시간은 12초를 초과하여(약 20초) 수익을 내기 위해 조정되었습니다.

이것들은 Based Rollup이 Taiko를 통해 겪은 어려움의 예시입니다. 요약하자면, 주요 문제는 블록 시간과 수익 제한이 기본 비용으로 작용한다는 것입니다. 중앙 집중식 정렬기가 아닌, 정렬이 완전히 허가가 필요 없기 때문에 수익을 희생하게 되며, MEV는 완전히 이더리움으로 흘러가고 거래에서 어떤 가치도 포착할 수 없습니다(Spire Labs는 Based Rollup의 수익 모델을 개선하기 위한 프레임워크를 개발 중입니다).

사용자 경험과 블록 시간 문제를 해결하기 위해 우리는 두 가지 선택이 있습니다:

• 사전 확인 기반
• L1에서 더 빠른 블록 시간

사전 확인 기반 (Based Preconfirmations)

사전 확인 기반은 간단히 말해 일부 L1 검증자가 L2 사용자에게 사전 확인을 제공하는 것입니다. 현재 사전 확인 기반은 Helder 테스트넷에서 성공적으로 운영되고 있으며, 이제 Taiko에서 번개처럼 빠른 거래를 수행할 수 있습니다(Gattaca의 데모에서 20밀리초, Arbitrum에서 약 260밀리초).

Titan 기반의 사전 확인 데모

사전 확인 기반에서는 이더리움의 모든 활성성과 안전성을 상속받지 않습니다. 이더리움 검증자 집합의 일부만 신뢰합니다. 그러나 여기서 주목할 점은, 우리는 현재 이더리움 제안자로부터 신뢰할 수 있는 약속을 받고 있다는 것입니다. 누구나 등록 계약에 일정량의 ETH를 스테이킹하여 사전 확인 제공자가 될 수 있습니다. 우리는 이전 블로그 게시물에서 사전 확인의 세부 사항을 자세히 설명했습니다. 자세한 내용은 여기에서 확인하십시오.

사전 확인 기반의 공간은 여전히 초기 단계이며 지속적으로 발전하고 있습니다. 이는 이더리움 블록 구축의 중앙 집중화와 같은 몇 가지 위협에 직면해 있지만, 새로운 방법과 연구를 통해 더 합리적인 아키텍처가 설계될 것입니다. 우리는 곧 우리의 사전 확인 설계를 공유할 것입니다.

더 빠른 블록?

아무도 이더리움을 더 사용자 친화적으로 만드는 것을 거부하지 않을 것입니다. 더 빠른 최종 확인, 더 빠른 블록 시간 및 더 빠른 거래 처리, 이러한 것들은 Based Rollup의 가장 유리한 시나리오입니다. 우리가 언급했듯이, L1의 블록 시간은 Based Rollup이 되는 유일한 장애물입니다. 더 빠른 L1 블록은 더 빠른 Based Rollup 블록을 의미합니다.

더 빠른 L1의 주요 아이디어는 본질적으로 슬롯 시간을 줄일 수 있는 합의 메커니즘을 채택하는 것입니다. 단일 슬롯 최종성(Single Slot Finality, SSF)은 고려 중인 합의 메커니즘으로, Orbit SSF에서 각 슬롯은 몇 초 내에 최종 확인을 완료할 수 있습니다. 현재 Gasper 프로토콜에서는 최종 확인 시간이 2주기, 즉 13분입니다. 그러나 SSF의 단점은 33% 비활성 유출의 영향을 받기 쉽다는 것입니다.

여기서 주요 문제는, 만약 더 빠른 L1이 항상 필요하다면, Rollup에 대한 엔지니어링 노력을 4년 동안 투자하지 않고 L1 자체를 가속화하는 데 사용하지 않은 이유입니다. 우리는 Rollup에 많은 연구 개발 노력을 기울였으며, 여러 가지 다른 방법을 얻었습니다. 오늘날 더 짧은 블록 시간이 도달하더라도 개발에는 최대 2-3년이 소요될 것입니다.

이더리움은 매우 명확한 길을 선택했습니다. 이 길은 탈중앙화에서妥協이 없으며, "개별 가정 스테이커"를 건드리지 않습니다. 분명히 더 빠른 블록은 이더리움의 합의에 대한 변경을 요구하며, 이러한 변경은 검증자 분포를 현재보다 더 적게 만들 것입니다. 이는 이더리움 커뮤니티가 내려야 할 중요한 결정입니다.

결론

Rollup의 발전과 보급에 따라 단편화와 고립은 심각한 문제가 되었습니다. 따라서 Based Rollup이 되고 공유 정렬기 계층에 참여하는 것은 중요한 차별점입니다. 공유 정렬 계층은 빠른 최종 확인과 크로스 체인 조합성을 제공할 수 있지만, 새로운 신뢰 가정을 필요로 하며 실패할 수 있고, 네트워크 효과를 잃을 수 있습니다. Based Rollup은 이더리움의 기존 인프라를 활용하여 블록을 구축하지만, 블록 시간과 수익 모델에서 도전에 직면해 있습니다. 그럼에도 불구하고, 그것은 유동성 단편화 문제를 해결하고 L1과 완전히 조합 가능한 솔루션을 제공하는 특성을 가지고 있습니다.

앞으로 나아갈 방향은 Based Rollup의 단점을 극복하기 위한 사전 확인 기반 및 더 빠른 L1 블록 시간과 같은 새로운 솔루션에 있을 수 있습니다. 이러한 목표는 이더리움 정렬을妥協하지 않고 사용자 경험을 개선하는 것입니다. 우리의 목표는 이더리움의 비전에 충실한 확장 가능하고 탈중앙화된 사용자 친화적인 생태계를 만드는 것입니다.

이더리움을 기반으로 할지 여부의 선택은 단순한 기술적 결정이 아니라, 탈중앙화된 Rollup "프레임워크"의 방향과 관련이 있습니다.