이더리움 빔 체인 제안 속독: 어떤 비전을 가지고 있나? 기술 레이어는 어떻게 구축되는가?

저자: Karen, Foresight News

이더리움 재단 연구원 Justin Drake는 오늘 Devcon 대회에서 이더리움의 최종 설계를 제안했으며, 그 핵심은 이더리움 합의 계층의 대규모 재설계에 있습니다. 그는 이 제안의 설계를 'Beam'이라는 이름의 분기로 명명했습니다. 그렇다면 Beam Chain은 어떤 비전을 담고 있을까요? 그 기술 아키텍처와 실행 계획은 어떻게 펼쳐질까요?

Beam 비전

왜 합의 계층을 대규모로 재설계해야 할까요? Justin Drake는 현재의 신호 체인이 구식이며, 그 규범이 5년 전에 동결되었고, 최근 몇 년 동안 MEV 완화, SNARKS(제로 지식 간결 비대화 증명), zKVMs(제로 지식 가상 머신) 등의 분야에서 많은 혁신적인 발전이 있었기 때문에 합의 계층의 재설계가 특히 시급하다고 생각합니다.

먼저 지적할 점은, 2020년 신호 체인이 시작된 이후 이더리움은 매년 중요한 분기 업그레이드를 맞이하고 있다는 것입니다. 2021년의 동기 위원회 증가, 2022년의 병합 완료, 2023년의 스테이킹 인출 지원, 그리고 2024년의 proto-danksharding에 이르기까지, 각 단계는 이더리움의 성장과 변화를 목격했습니다. 그리고 2025년 이더리움은 Electra 분기를 시행할 예정이며, EIP-7251(MaxEB)을 포함합니다. 향후 몇 년 동안 이더리움은 몇 가지 점진적인 분기를 진행할 것입니다.

그러나 이러한 점진적인 분기 이후, Justin Drake는 우리가 전례 없는 도전에 직면할 수 있다고 생각합니다—바로 Beam 분기입니다. 이는 합의 계층의 '양자 도약'으로, 여러 업그레이드를 하나의 분기로 통합(batch)할 수 있습니다.

주목할 점은 Beam이 합의 계층에 특별히 초점을 맞추고 있으며, blob과 실행 계층(EVM 포함)을 제외했다는 것입니다. 이는 blob과 실행 계층을 수정할 기회가 상당히 제한적이기 때문이며, 반면 합의 계층은 애플리케이션에 의해 직접 사용되지 않기 때문에 설계와 변경의 기회가 더 큽니다.

Beam Chain 합의 계층 로드맵에는 블록 생산, 스테이킹 및 암호학의 세 가지 범주가 포함됩니다. 블록 생산 측면에서는 포함 목록(inclusion lists)을 도입하여 검열 저항을 실현하고, 검증자와 블록 생산 프로세스를 분리하며, 실행 경매와 같은 아이디어도 제안되고 있으며, 현재의 12초 슬롯 시간을 단축할 수 있을지도 모릅니다.

스테이킹 측면에서는 현재 연구자들이 현재의 발행 곡선을 최적화하면 이더리움의 전반적인 건강 상태를 개선할 수 있다고 널리 생각하고 있습니다. 또한, 검증자가 되기 위해 필요한 이더리움 스테이킹 양을 줄이고, 더 빠른 결정성(finality)을 실현하는 것도 연구의 주요 초점입니다. 암호학 측면에서는 주로 체인 추상화, 양자 안전성 및 강력한 무작위성(strong randomness) 등이 포함됩니다.

Beam Chain 기술 계층

Justin Drake는 "PoW, PoS 이후, 우리는 이더리움 합의의 제로 지식 증명 시대에 들어서고 있을지도 모릅니다. ZK 시대에서 SNARKS는 필수 기술이 될 것입니다. 전체 Beam Chain, 나아가 전체 합의 계층은 SNARK 처리될 수 있습니다. 이는 zKVM이 큰 역할을 할 때입니다."라고 말했습니다.

주목할 점은 SNARK 처리가 필요한 부분이 주로 상태 전환 함수이며, 이는 합의 클라이언트의 핵심입니다. 상태 전환 함수와 관련된 모든 인프라, 예를 들어 네트워크, 동기화, 캐시 최적화 또는 분기 선택 규칙 등은 SNARK 처리가 필요하지 않습니다. 결국 상태 전환 함수는 전체 시스템의 하위 집합일 뿐입니다.

Beam Chain에서 SNARKS가 많이 사용되는 또 다른 곳은 집합 서명입니다—해시 함수를 사용하여 후량자 집합 서명(post quantum aggregatable signatures)을 구현합니다. Justin Drake는 수천 개의 서명을 수집하고 이를 하나의 증명으로 압축할 수 있으며, 결합하여 해시 기반의 후량자 집합 솔루션을 얻고, 집합을 다시 여러 번 집합할 수 있다고 설명했습니다.

이외에도 이더리움은 기존 인프라인 libp2p, SimpleSerialiZe, PySpec 및 Protocol Guild를 계속 사용할 것입니다.

Beam Chain 로드맵

Justin Drake는 Beam Chain의 시작을 위한 상세한 계획을 세웠으며, 2025년부터 관련 규격 제정 과정을 시작하고, 2026년부터 구축을 시작하며, 2027년부터는 관련 테스트를 시작하여 Beam Chain이 생산 수준 기준에 도달하고 안전하게 메인넷에 배포될 수 있도록 할 것입니다. 아래 로드맵을 보면 메인넷 배포 시간은 2029년, 2030년 이후가 될 가능성이 있습니다.

Justin Drake는 다음 단계로 실행 가능한 규격을 작성할 계획이며, 이 규격은 최종적으로 약 1000줄의 Python 코드로 간소화될 것입니다.

또한, 두 개의 클라이언트 개발 팀(인도의 Zeam 팀과 남미의 Lambda 팀)이 Beam Chain 클라이언트 개발에 대한 관심을 표명했습니다.