Vitalik: Ethereum L2와 실행 샤딩의 실제 차이점은 무엇입니까? -(1)
2년 반 전, 저는 "이더리움의 종말"이라는 기사에서 기술적 관점에서 볼 때 블록체인의 미래 발전을 위한 다양한 경로가 매우 유사해 보인다고 지적했습니다. 두 경우 모두 체인에 많은 수의 트랜잭션이 있으며 이러한 트랜잭션을 처리하려면 (i) 많은 계산과 (ii) 많은 데이터 대역폭이 필요합니다. 이 기사를 작성하는 데 사용한 노트북에서 실행되는 2TB reth 아카이브 노드와 같은 일반 Ethereum 노드는 훌륭한 소프트웨어 엔지니어링 작업과 Verkle 트리를 사용해도 이러한 엄청난 양의 데이터와 계산을 직접 검증하기에는 충분하지 않습니다.
"L1 샤딩"과 롤업 중심 세계 모두에서 ZK-SNARK는 계산을 확인하는 데 사용되고 DAS(데이터 가용성 샘플링)는 데이터 가용성을 확인하는 데 사용됩니다. 두 경우 모두 DAS는 동일합니다. ZK-SNARKs 기술은 두 경우 모두 동일합니다. 차이점은 하나는 스마트 계약 코드이고 다른 하나는 프로토콜에 내장된 기능이라는 것입니다. 기술적 관점에서 볼 때 이더리움은 실제로 샤딩이고 롤업은 샤딩의 일부입니다.
이는 자연스러운 질문으로 이어집니다. 이 두 세계의 차이점은 무엇입니까? 한 가지 대답은 코드 오류의 결과가 다르다는 것입니다. 롤업 세계에서는 토큰이 손실되는 반면 샤딩 체인 세계에서는 합의 실패가 발생합니다. 하지만 프로토콜이 견고해지고 형식적 검증 기술이 향상되면 오류의 중요성이 줄어들 것으로 기대합니다. 그렇다면 우리가 기대할 수 있는 이 두 비전의 장기적인 차이점은 무엇입니까?
실행 환경의 다양성
2019년에 이더리움에서 간략하게 시도한 아이디어는 실행 환경이었습니다. 기본적으로 Ethereum에는 계정 작동 방식(UTXO와 같이 완전히 다른 접근 방식 포함), 가상 머신 작동 방식 및 기타 기능에 대해 서로 다른 규칙을 가질 수 있는 다양한 "영역"이 있습니다. 이는 이더리움이 모든 작업을 자체적으로 수행한다면 달성하기 어려운 접근 방식을 가능하게 할 것입니다.
결국 우리는 보다 야심찬 계획 중 일부를 포기하고 EVM만 유지했습니다. 그러나 이더리움의 L2(롤업, 발듐 및 플라즈마 포함)는 어느 정도 실행 환경 역할을 합니다. 오늘날 우리는 종종 EVM과 동등한 L2에 중점을 두지만 이는 많은 대체 접근 방식의 다양성을 무시합니다.
· EVM 외에 WASM 기반의 두 번째 VM을 추가하는 Arbitrum Stylus.
· 비트코인과 유사하지만 더 완전한 UTXO 아키텍처를 사용하는 연료.
· Aztec은 ZK-SNARK와의 개인정보 보호 스마트 계약을 중심으로 설계된 새로운 언어 및 프로그래밍 패러다임을 도입합니다.
Fuel의 UTXO 아키텍처
우리는 EVM을 가능한 모든 패러다임을 포괄하는 슈퍼 VM으로 전환하려고 노력할 수 있지만, 이는 이러한 플랫폼이 자체 영역에 초점을 맞추는 것보다 각 개념을 훨씬 덜 효과적으로 구현하는 결과를 낳습니다.
보안 절충안: 규모와 속도
Ethereum L1은 매우 강력한 보안을 보장합니다. L1에서 확인된 블록에 일부 데이터가 있는 경우, 이 전체 합의(극단적인 경우 사회적 합의 포함)는 해당 데이터가 애플리케이션의 규칙을 위반하는 방식으로 편집될 수 없도록 보장하며, 데이터에 의해 촉발된 어떠한 실행도 불가능합니다. 실행 취소해도 데이터에 계속 액세스할 수 있습니다. 이러한 보장을 달성하기 위해 Ethereum L1은 높은 비용을 기꺼이 수용합니다. 이 글을 쓰는 시점에서 거래 수수료는 상대적으로 낮습니다. 레이어 2 네트워크는 거래당 1페니 미만의 비용을 청구하며 L1의 기본 ETH 전송 비용도 1달러 미만입니다. 사용 가능한 블록 공간의 증가가 수요를 따라잡을 수 있을 만큼 기술이 빠르게 발전한다면 이러한 비용은 낮게 유지될 수 있지만 그렇지 않을 수도 있습니다. 그리고 거래당 0.01달러라도 소셜 미디어나 게임과 같은 비금융 애플리케이션에는 너무 높은 금액입니다.
그러나 소셜 미디어와 게임에는 L1과 동일한 보안 모델이 필요하지 않습니다. 누군가가 자신이 진 체스 게임 기록을 취소하기 위해 백만 달러를 지불하거나 귀하의 트윗이 실제로 게시된 지 3일 후에 게시된 것처럼 보이도록 만드는 것은 허용될 것입니다. 따라서 이러한 애플리케이션은 동일한 보안 비용을 지불해서는 안 됩니다. L2 중심 접근 방식은 롤업에서 플라즈마, 유효성 검사에 이르기까지 다양한 데이터 가용성 방법을 지원함으로써 이를 가능하게 합니다.
다양한 사용 사례, 다양한 L2 유형
L2에서 L2로 자산을 전달하는 문제로 인해 또 다른 보안 상충관계가 발생합니다. 5~10년 후에는 모든 롤업이 ZK 롤업이 될 것으로 예상되며 조회 및 증명 집계 레이어와 결합된 Binius 및 Circle STARK와 같은 매우 효율적인 증명 시스템을 통해 L2는 모든 슬롯에서 최종 상태 루트를 제공할 수 있습니다. 현재 우리는 다양한 증명 시간 창을 갖춘 복잡한 하이브리드 낙관적 롤업과 ZK 롤업을 보유하고 있습니다. 2021년에 실행 샤딩을 구현한다면 샤드를 정직하게 유지하기 위한 보안 모델은 ZK가 아닌 낙관적 롤업이 될 것입니다. 따라서 L1은 시스템의 복잡한 사기 방지 논리를 관리하고 샤드에서 자산이 이동할 때까지 1주일의 대기 기간을 가져야 합니다. 샤딩하다. 하지만 이 문제는 결국 일시적인 것이라고 생각합니다.
세 번째이자 똑같이 지속적인 보안 절충 측면은 트랜잭션 속도입니다. 이더리움은 12초마다 블록을 생성하며 네트워크가 과도하게 중앙 집중화될 수 있기 때문에 더 빠르게 진행하는 것을 꺼립니다. 그러나 많은 L2는 수백 밀리초의 블록 시간을 탐색하고 있습니다. 12초도 나쁘지 않습니다. 평균적으로 트랜잭션을 제출하는 사용자는 해당 트랜잭션이 블록에 포함될 때까지 약 6~7초를 기다려야 합니다(다음 블록에 해당 트랜잭션이 포함되지 않을 가능성이 있기 때문에 6초만이 아닙니다). . 신용카드로 결제할 때 기다려야 하는 시간과 거의 같습니다. 그러나 많은 애플리케이션에는 더 빠른 속도가 필요하며 L2는 이를 제공합니다.
이러한 속도를 제공하기 위해 L2는 사전 확인 메커니즘을 사용합니다. L2의 자체 유효성 검사기는 특정 시간에 트랜잭션을 포함하겠다는 약속에 디지털 방식으로 서명하고 트랜잭션이 포함되지 않으면 처벌을 받을 수 있습니다. StakeSure라는 메커니즘이 이를 더욱 일반화합니다.
L2 사전 확인
우리는 L1에서 이 모든 것을 시도할 수 있습니다. L1은 "빠른 사전 확인"과 "느린 마무리" 시스템을 결합할 수 있습니다. 다양한 보안 수준의 샤드를 결합할 수 있습니다. 그러나 이는 프로토콜에 많은 복잡성을 추가합니다. 또한 L1에서 이 모든 작업을 수행하면 합의에 과부하가 걸릴 위험이 있습니다. 더 높은 규모나 더 빠른 처리량에 대한 많은 접근 방식은 더 높은 중앙 집중화 위험이 있거나 더 강력한 형태의 "거버넌스"가 필요하기 때문입니다. L1에서 수행하면 이러한 더 강력한 요구 사항의 효과가 파급될 것입니다. 프로토콜의 다른 부분까지. Ethereum은 L2를 통해 이러한 절충안을 제공함으로써 이러한 위험을 크게 피할 수 있습니다.
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