이더리움 확장을 위한 가장 대중적인 메인 솔루션, 롤업 스터디 가이드
편집자 주: 이 기사의 출처는체인뉴스 ChainNews(ID: chainnewscom), 저자: Pan Zhixiong, Lianwen 연구 책임자, 승인을 받아 출판됨.
편집자 주: 이 기사의 출처는
체인뉴스 ChainNews(ID: chainnewscom)
체인뉴스 ChainNews(ID: chainnewscom)
, 저자: Pan Zhixiong, Lianwen 연구 책임자, 승인을 받아 출판됨.
이더리움 탄생 이후 가장 많이 부딪힌 의문점은 성능 문제였는데, 2계층 네트워크 솔루션 플라즈마가 거의 완전히 패배한 후, 프론티어 연구 분야는 롤업 기술에 집중되었습니다.
현재 이더리움 체인의 트랜잭션 처리량(TPS)은 초당 30개 미만의 트랜잭션을 실행할 수 있으며 비트코인의 몇 배에 가깝지만 대규모 응용 프로그램과는 거리가 멀다. 대조적으로 Visa 또는 Alipay의 최대 거래 처리 용량은 초당 최소 수만 건의 거래입니다.
또 다른 인기 있는 사용자 시나리오는 탈중앙화 금융(DeFi)입니다.3월 12일 "검은 목요일" 동안 이더리움 네트워크는 온체인 청산 및 거래의 첫 번째 대규모 스트레스 테스트에서 거의 사용할 수 없었지만 거래 비용은 수백 배 향상되었습니다. . 거래 비용이 기존 방법보다 낮을 때만 블록체인이 더 실용적일 것입니다.
이더리움은 트랜잭션 성능을 향상시키기 위해 여러 연구 방향을 설정했으며, 한때는 2계층 네트워크(Layer 2) 솔루션 Plasma가 가장 중요했습니다. 그러나 지난 2년간의 개발 과정에서 연구자들은 Plasma 및 개선된 Plasma Cash 버전에 사용자가 정기적으로 온라인에 접속해야 하고 데이터 가용성 문제와 같이 Plasma 개발을 제한하는 많은 문제가 있음을 점차 발견했습니다.
플라즈마가 탄생한 지 1년 후, 롤업이라는 기술이 등장했습니다. 이 개념을 기반으로 여러 분기가 탄생했으며 그 중 가장 주류는 ZK Rollup 및 Optimistic Rollup입니다.
롤업 기술은 이전에 Plasma가 노출한 문제를 해결하고 Ethereum Layer 1(즉, Ethereum 자체)과 동일한 데이터 가용성 및 보안을 제공하며 단일 트랜잭션 비용을 줄이면서 네트워크 처리량을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 때문에 많은 사람들이 Rollup을 넓은 의미에서 Layer 2 기술이라고 부르지만 실제로는 Layer 1과 Layer 2 사이에 있습니다.
보조 제목
롤업이란 무엇입니까?
물론 롤업의 다양한 솔루션은 장단점이 다릅니다. 예를 들어 ZK 롤업의 단점은 범용 스마트 계약을 지원하기가 더 어렵고 데이터를 "압축"하는 프로세스(ZK 증명 생성)가 오래 걸리는 반면 낙관적 롤업의 전반적인 보안은 약간 더 나쁘다는 것입니다. . 그러나 각 개발팀의 구체적인 구현 계획은 위에서 언급한 트레이드 오프를 목표로 하고 최적화했으며 일부 문제는 크게 개선되었습니다.
탈중앙화 거래소
롤업 기술은 특히 고주파 거래 시나리오에서 온체인 애플리케이션의 경쟁력을 향상시키는 데 도움이 되며 전송 또는 거래 비용을 줄일 것으로 예상됩니다. 그러나 자체 메커니즘 설계로 인해 직접 온체인 트랜잭션에 비해 체인에서 롤업 트랜잭션의 정산 속도가 느려질 수 있습니다. 이러한 이유로 Rollup의 특정 사용 사례에는 다음이 포함될 수 있습니다.
일반 송금 또는 지불
향상된 익명성으로 송금 또는 결제
분산 ID 시스템
분산형 소셜 미디어
Rollup 개념이 등장한 지 2년이 채 되지 않았으며 Matter Labs, Fuel Labs의 솔루션 등 다양한 Rollup 구현 솔루션이 테스트 네트워크에 속속 출시되었으며 Application Layer의 제품도 아래에 있습니다. 메인 네트워크에서 가장 먼저 런칭되는 것은 루프링 루프링이 개발한 탈중앙화 거래소이며, 롤업을 채택하겠다고 발표한 다른 프로젝트로는 Synthetix, Dharma, AZTEC 등이 있습니다.
다음으로 이에 대해 자세히 알아보겠습니다.
보조 제목
플라즈마가 실패했습니까?
블록체인 확장에 대한 논의는 비트코인 네트워크에서 시작되었습니다.비트코인이 "글로벌 결제 도구"가 되는 비전을 목표로 커뮤니티, 개발자 및 채굴자는 마침내 비트코인 외부에서 고주파 트랜잭션을 마이그레이션할 계획을 논의했습니다. 가상 레이어 또는 비트코인 자체(레이어 1)에 의존하는 대신 "레이어 2"라고 부를 수 있지만 최종 결제는 여전히 레이어 1에 의존해야 합니다.
이것이 비트코인의 "번개 네트워크"의 기원입니다. 플라즈마는 한때 이더리움에서 가장 눈길을 끈 레이어 2 솔루션이었는데, 조셉 푼(Joseph Poon)과 이더리움 창시자 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)이 공동으로 발표한 백서였을 뿐만 아니라 많은 프로젝트들이 플라즈마 기술을 기반으로 할 것이라고 발표했기 때문입니다. 개발.
Plasma는 빈도가 높은 트랜잭션을 Ethereum 네트워크 외부의 사이드 체인으로 마이그레이션하고 배치 트랜잭션의 해시 값을 Ethereum 메인 네트워크에 정기적으로 게시한 다음 악의적인 공격 방지 메커니즘을 설정하여 자금의 보안을 보장합니다. 궁극적인 목표는 Ethereum의 용량을 확장하고 트랜잭션 처리량을 늘리며 트랜잭션 비용을 줄이는 것입니다. Plasma Group, Matic, LeapDAO 및 OmiseGo와 같은 팀은 한때 Plasma 기술의 가장 중요한 R&D 팀이었으며 일부 프로젝트는 Ethereum Foundation 및 Consensys와 같은 기관으로부터 자금을 지원받았습니다.
그러나 결국 이것은 실험적인 프로젝트이며 프로젝트를 개발하는 동안 많은 실제적인 문제가 노출되었습니다.가장 중요한 두 가지 과제는 다음과 같습니다.
열악한 사용자 경험: 악의적인 공격을 피하기 위해 Plasma가 챌린지 기간의 메커니즘을 설계할 때 사용자는 정기적으로 온라인에 접속해야 합니다. 그렇지 않으면 놓치고 불필요한 손실을 입을 수 있습니다.
Plasma는 표준 Plasma Cash의 업데이트된 버전도 출시했지만 이러한 문제는 여전히 존재하며 결국 Plasma Group과 LeapDAO의 두 R&D 팀은 올해 초 Plasma 기술을 포기하고 다른 기술 개발로 전환하기로 결정했습니다. 새로운 기술: 롤업.
Matic은 여전히 Plasma 기술 개발을 고집하고 있으며 5월 15일부터 5월 말까지 메인넷 런칭 프로세스를 시작하고 점진적으로 분산화하여 100개 이상의 노드로 확장할 계획입니다. Matic이 위에서 언급한 문제를 잘 처리했는지 여부는 더 많은 시간을 두고 관찰할 가치가 있습니다.
어쨌든 Ethereum 확장 기술을 연구하는 개발 커뮤니티는 Rollup 연구에 더 많은 에너지를 전환했습니다.
보조 제목왜 롤업이 기회가 있습니까?
Plasma가 탄생한 지 1년 후 익명의 Barry Whitehat은 Github에서 "Rollup" 개념을 제안하여 "SNARK"로 Ethereum의 용량을 확장하려고 했습니다.
SNARK는 영지식 증명을 위한 암호 기술의 일종으로, 전체 이름은 "Simplified Non-Interactive Zero-Knowledge Proof"(영지식 간결한 비대화형 지식 인수)입니다.
영지식 증명에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하세요.
암호화의 역사, 작동 원리, 영지식 증명 및 잠재적 영향을 설명하는 기사
롤업이라는 단어 자체는 "말린" 또는 "말린 것"을 의미하거나 "요약" 또는 "집계"로 확장될 수 있습니다. 데이터베이스의 표준 컴퓨터 언어 SQL에서 문법의 "Rollup"은 Group by 문이 일련의 검색 결과를 집계된 데이터로 표시하는 데 도움이 될 수 있습니다. 아마도 이것이 그가 Rollup의 이름을 따서 명명한 기술의 기원일 것입니다.
Barry Whitehat이 Rollup 개념을 제안했을 때 다음과 같이 정의되었습니다.
트랜잭션을 패키징하고 트랜잭션을 확인하는 방법은 zk-SNARK 기술을 통해 실현되며 트랜잭션 비용을 크게 줄이고 보안을 보장하며 이전에 Plasma가 겪었던 문제를 해결할 수 있습니다.
어떤 사람들은 Rollup을 Layer 2 기술로 분류하겠지만 Vitalik Buterin은 그렇게 생각하지 않습니다.
롤업 개념이 제안된 후 비탈릭 부테린은 같은 달 이더리움 리서치 포럼에 기술을 소개하는 글을 게재한 바 있다. 상태 채널 및 플라즈마와 같은 레이어 2 기술에 도입된 활성 가정)은 ZK-SNARK를 사용하여 많은 트랜잭션을 확인하기만 하면 됩니다."
흥미롭게도 "롤업"이라는 이름은 처음에는 심각하게 받아들여지지 않았습니다. 2019년 1월 Matter Labs는 "Plasma Ignis"라는 기술을 출시했습니다. 그 이전에는 Layer 2의 주류 기술이 Plasma였기 때문에 "Plasma의 영지식 증명 버전"을 연구 방향으로 삼았습니다. 그러나 기술적인 관점에서 이것은 실제로 일종의 플라즈마가 아니라 롤업에 가깝습니다. 나중에 팀은 Plasma Ignis라는 이름을 완전히 버리고 ZK Rollup을 기술 방향으로 채택했으며 나중에 ZK Rollup, ZK Sync를 기반으로 자체 기술 구현 솔루션을 출시하고 보다 심층적인 사용자 지정 및 최적화를 수행했습니다.
이미지 설명
2019년 1월 Matter Labs 공동 창립자 Alex Gluchowski가 트윗했습니다.
ZK Rollup의 초기 개념의 주요 단점은 SNAKR 증명을 생성하는 데 오랜 시간이 걸리고 범용 스마트 계약을 지원하지 않는다는 것이므로 Fuel Labs의 공동 창립자이자 장기 연구원인 John Adler는 2019년 6월에 낙관적 롤업(Optimistic Rollup)이라는 또 다른 옵션이 제안되었습니다. 이 방식은 데이터 가용성에 대한 ZK Rollup의 장점과 Plasma의 페널티 메커니즘을 흡수하고 영지식 증명이 제거되어 보다 편리하게 범용 스마트 계약을 지원할 수 있습니다.
Optimistic은 "optimistic"을 의미하므로 이 체계에서는 SNARK 처리 후 데이터가 체인에 집계되지 않지만 기본 "optimistic"은 노드가 최신의 정확한 데이터를 체인에 게시할 것이라고 믿으며, 그렇지 않으면 다른 검증 후 경우 문제가 발견되면 도전을 시작할 수 있으며 성공 후 노드가 처벌됩니다.
따라서 전체적으로 Plasma와 비교하여 Rollup의 기술은 데이터 가용성 문제를 가장 중요하게 해결합니다.모든 트랜잭션 데이터는 Ethereum 체인에 있으며 보안은 Ethereum 메인 체인과 동일한 수준일 수 있습니다.
트랜잭션도 체인에 게시되는데 Rollup이 일반 전송보다 처리량이 높고 비용이 저렴한 이유는 무엇입니까?
Rollup 트랜잭션을 구축할 때 많은 수의 일반적인 전송 동작을 일부 기술로 압축할 수 있기 때문에 마지막으로 영지식 증명을 통해 SNARK를 처리한 후 SNARK 생성 프로세스가 길고 리소스 소비(Gas)가 크지만, 모든 트랜잭션에서 Insignificant에 할당됩니다. Vitalik Buterin의 초기 제안에는 참조할 특정 데이터가 있지만 후속 조치에는 다양한 구현과 차이점이 있습니다.
그의 체계에서 단일 트랜잭션은 다음과 같이 구성됩니다.
일반적인 온체인 트랜잭션에 필요한 21,000 가스 수수료와 비교하여 위의 단일 트랜잭션은 크기가 줄어듭니다(예: 이더리움 주소는 20바이트이고 위 주소는 3바이트만 필요함). 따라서 총 892 Gas만 필요합니다. .
그러나 SNARK 증명은 더 많은 컴퓨팅 리소스를 소비하므로 계약을 실행하는 데 약 600k Gas, 약 50k Gas가 필요하므로 수백 k의 간접 비용을 공유하기 위해 많은 트랜잭션을 배치로 처리해야 합니다.
Ethereum 단일 블록의 Gas 상한선을 8M으로 계산하면 순수한 ETH 트랜잭션의 경우 처리량은 다음과 같습니다.
8M / 21k / 15초 ≈ 25tps
이 시나리오의 처리량은 다음과 같습니다.
(8M - 600k - 50k) / 892 / 15초 ≈ 550 tps
이것이 롤업이 레이어 1 데이터의 가용성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 데이터 요구 사항을 크게 줄이고 단일 트랜잭션 비용을 줄일 수 있는 주된 이유입니다.
위에서 언급한 롤업 솔루션 R&D팀 외에도 많은 응용 계층 프로젝트에서도 롤업의 장점을 보고 롤업 기술을 연구하거나 통합하겠다고 발표했습니다. 현재 공개된 프로젝트를 보면 탈중앙화 거래소, DeFi 프로토콜, 익명 서비스 등 낙관적 롤업을 선택하는 프로젝트가 더 많은데 이는 아마도 프로젝트 측에서 일반적인 스마트 계약을 지원하기 위해 낙관적 롤업의 이점을 고려하기 때문일 것이며, 그렇지 않을 것입니다. ZK Rollup과 같은 SNARK 증명을 생성하는 데 많은 시간이 걸리며 결국 최적화 솔루션이 없기 전에 응용 프로그램 경험에 영향을 미칠 수 있습니다.
체인의 거래 비용을 얼마나 줄일 수 있습니까? Loopring은 중요한 실제 전투 데이터를 제공했으며 그들이 채택한 체계에서 4096개의 트랜잭션을 일괄 처리할 때 단일 트랜잭션에는 375 Gas만 필요합니다. 즉, 정상적인 가스 요금 하에서 각 트랜잭션의 비용은 0.09센트(단위 참고)입니다. 즉, 100만 트랜잭션의 비용은 약 900위안입니다.
그러나 한때 Plasma 기술을 개발한 팀인 LeapDAO는 Rollup 기술이 만병통치약이 아니라고 믿고 있습니다. 특정 데이터 분석을 수행한 후 참조할 수 있는 많은 데이터를 제공했습니다. 그들의 추정에 따르면 Rollup은 Plasma에 비해 여전히 많은 비용을 희생하기 때문에 Ethereum 네트워크의 처리량을 전체적으로 10배 이상 증가시킬 수 있습니다.
가장 인기 있는 두 가지 Rollup 파생 버전 외에도 Rollup이라는 이름을 사용하는 이더리움의 일부 레이어 2 확장 솔루션도 있습니다.
그러나 Optimistic Rollup의 저자인 John Adler는 BLS-Rollup이 일반적인 의미의 Rollup이 아니라 일괄 처리 기술에 가깝다고 믿습니다. 그러나 Arbitrum Rollup은 2018년에 논문을, 2019년에 백서를 발행할 때 Rollup을 언급하지 않았습니다. 그들은 올해 초 테스트넷을 출시할 때만 Arbitrum Rollup이라고 불렀습니다.
보조 제목
ZK 롤업 진행
ZK Rollup 기술 개발에서 가장 중요한 회사는 테스트넷을 출시한 Matter Labs와 iden3입니다. 그러나 제품의 포지셔닝은 약간 다릅니다. Matter Labs는 범용 솔루션에 가깝고 iden3는 특수 목적 솔루션입니다.
일반 스마트 계약의 요구 사항을 충족하기 위해 Matter Labs는 영지식 증명 스마트 프로그래밍 언어 및 프레임워크 Zinc도 출시했으며 올해 2월 첫 번째 버전인 v0.1 Alpha를 출시했습니다. Matter Labs는 Zinc가 안전한 영지식 증명 회로를 만들고 이를 기반으로 프로그램을 실행하기 위한 지능형 프로그래밍 언어 및 실행 환경이라고 밝혔습니다. C++, Solidity 및 기타 언어 독자는 하루 만에 빠르게 시작할 수 있습니다.
ZK Rollup을 연구하려는 iden3의 원래 의도는 원래 프로젝트를 위한 것입니다. iden3이라는 이름은 아이덴티티 3.0으로 상상할 수 있습니다. 느껴보십시오. "Web3"과 비슷합니까? 따라서 iden3 팀은 프라이버시 기능을 개선하기 위해 영지식 증명 zk-SNARK를 사용하여 디지털 세계를 위한 오픈 소스 신원 관리 시스템을 제공하는 데 중점을 두고 있으며 Rollup은 신원 인증 시스템과 체인의 애플리케이션 계층의 트랜잭션 처리량을 높일 수 있습니다. 상호 작용.
애플리케이션 계층의 관점에서 Loopring과 AZTEC은 각각 사용자의 온체인 트랜잭션 및 개인 정보 보호 요구를 해결합니다. 루프링의 탈중앙화 거래소는 현재 진행 중인 롤업 프로젝트 중 개발 속도가 가장 빠른 거래소로, 이르면 2월 말 이더리움 메인넷을 런칭하고 공개 테스트를 시작했습니다.
AZTEC은 개인 정보 보호 기술 솔루션으로 올해 2월 이더리움 메인넷을 출시했지만 여전히 이더리움 네트워크에서 개인 거래 비용을 크게 줄이기 위해 롤업 기술을 사용하는 것을 고려하고 있습니다. 그들은 원래 프라이버시 기술에 영지식 증명 ZK를 채택했고 확장 솔루션으로 ZK 롤업을 선택했기 때문에 새로운 솔루션을 ZK ZK 롤업 또는 ZK² 롤업이라고 명명했습니다. 첫 번째 ZK는 SNARK 기술의 "간결함"을 사용하여 네트워크의 확장성을 개선하고 여러 트랜잭션을 하나로 결합하여 트랜잭션 비용을 줄이는 것입니다. 두 번째 ZK는 SNARK를 프라이버시 기술로 사용하여 이전의 모든 정상적인 트랜잭션을 병합합니다. 비공개 거래로 업그레이드됩니다.
보조 제목
낙관적 롤업 진행
Optimistic Rollup 기술에서 가장 중요한 회사는 일반적인 Optimistic Rollup 솔루션을 개발하는 Fuel Labs, Optimism(구 Plasma Group) 및 NutBerry입니다. ZK Rollup과 비교하여 복잡한 영지식 증명과 같은 복잡한 암호화 기술이 제거되어 범용 스마트 계약을 지원하기가 더 쉽습니다.
Optimistic Rollup은 Plasma에 비해 데이터 가용성이 증가한다는 장점이 있지만 Plasma의 이전 성과를 직접 흡수합니다.동일한 게임 세트와 처벌 메커니즘을 사용하는 것 외에도 Optimism 팀은 두 솔루션이 많은 것을 공유할 수 있다고 말했습니다. 인프라 및 코드. 또한 그들은 성숙한 레이어 2 생태계를 위해 롤업, 플라즈마 및 상태 채널이 동일한 클라이언트(스마트 지갑)에서 함께 작동할 수 있어야 한다고 믿습니다.
실제로 Plasma Group이 Plasma 기술을 공개적으로 포기하기 전인 2019년 말에 Optimistic Rollup 구현에 집중하기 위해 새로운 회사인 Optimism이 설립되었습니다. 새로 모금된 자금은 주로 Optimistic Rollup 솔루션을 구현하고 이를 기반으로 애플리케이션을 구축하는 데 사용됩니다. 영리 기업이지만 연구 그룹은 계속해서 오픈 소스 프로젝트에 기여하고 대중과 연구를 공유하기를 희망한다고 말했습니다.
이더리움에서 스마트 계약을 지원하기 위해 Optimism은 Optimistic Virtual Machine(OVM)의 알파 버전을 출시했습니다. OVM은 EVM(Ethereum Virtual Machine)에 내장된 사본으로 개발자가 Optimistic Rollup을 사용할 때 EVM과 동일한 개발자 도구 세트 및 스마트 계약 언어를 사용할 수 있습니다.
처음에는 Optimistic Rollup을 "Minimal Viable Merged Consensus"라고 불렀고, John Adler가 작년 6월 이 개념을 제안한 후 Fuel Labs가 설립되어 확장 계획을 실행했습니다.
올해 1월 Fuel Labs는 Optimistic Rollup 기반의 이더리움 사이드체인인 Fuel의 공개 테스트넷을 출시했으며 코드도 오픈 소스로 공개되었습니다. 테스트 네트워크의 계약이 이미 모든 ERC-20 토큰을 지원한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 결국 ERC-20은 일종의 스마트 계약입니다. 3월 후반에 그들은 Yul(이더리움 가상 머신을 위한 낮은 수준의 중간 언어)에 다양한 QoL 기능을 추가하여 Yul에 대한 실험적 업그레이드로 새로운 Ethereum 기본 언어인 Yul+의 출시를 발표했습니다. Yul은 Solidity 개발자가 컴파일 대상을 더욱 최적화하기 위해 작성한 저수준 중간 언어입니다. 가스 요금 효율성의 잠재력을 사용하십시오.
NutBerry는 위의 두 가지보다 영향력이 적지만 그들의 목표는 Optimistic Rollup 기반의 Layer 2 솔루션을 개발하고 상태 저장 스마트 계약을 지원하는 것입니다. 이 프로젝트는 Ethereum Research Forum에 처음 게시되었으며, 프로젝트가 ERC-20 표준 지원, ERC-721 표준 지원, 상태 비저장 스마트 계약 지원 및 상태 저장 스마트 지원의 4가지 이정표로 나뉠 것이라고 설명했습니다. 계약(즉, 데이터를 저장할 수 있는 스마트 계약). NutBerry는 올해 2월에 이미 ERC-712(Ethereum 유형 구조화 데이터 해싱 및 서명)를 지원하는 두 번째 테스트 네트워크를 출시했습니다.
옵티미스틱 롤업은 상대적으로 어플리케이션 레이어 제품이 더 많은데, 아마도 스마트 컨트랙트를 지원하기가 더 쉽기 때문에 스마트 컨트랙트 처리 논리가 필요한 이러한 DeFi, DEX 또는 개인 정보 서비스에 더 편리합니다.
이러한 응용 프로그램은 다음 분기 또는 두 분기에 점진적으로 출시될 예정이며 이를 경험하는 데 오래 걸리지 않을 것입니다.https://ethresear.ch/
보조 제목https://medium.com/
BLS-Rollup, SKALE Labs 소개를 참조할 수 있습니다.https://ethresear.ch/
미래
Arbitrum Rollup, Offchain Labs 소개를 참조할 수 있습니다.
계정 기반 익명 롤업 프로젝트도 있습니다.
보조 제목
미래
