D1 Ventures: Ethereum Layer 2 솔루션 및 DeFi 확장 옵션에 대한 간략한 분석
편집자 주: 이 기사의 출처는체인뉴스 ChainNews(ID: chainnewscom), 허가를 받아 게시했습니다.
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저자: 네이티브 블록체인 분야에 중점을 둔 벤처 캐피탈 기관인 D1 Ventures는 글로벌 시장 통찰력을 제공하고 시장 간 유동성을 구축하며 전략적 컨설팅 및 Meme 커뮤니케이션 전략을 제공하여 암호화된 경제의 미래 발전을 지원합니다. 주요 투자 프로젝트에는 NEAR, Polkadot, Ethereum, Handshake 및 생태학적 기본 장면 애플리케이션이 포함됩니다.
DeFi 붐은 이더리움의 성능 문제를 다시 한 번 강조합니다.
충분한 중복성은 작업 증명 메커니즘 하에서 네트워크 보안을 보장하지만 노드 간 동기화 속도는 네트워크 통신 대역폭에 의해 제한되기 때문에 전체 네트워크가 일정 시간 내에 합의에 도달할 수 있는 상태 전이 제한됩니다. 거래 개시자와 계약 운영자는 입찰을 통해 이러한 자원을 확보해야 합니다.
공식에서 이더리움 블록의 가스 한도는 12,500,000이고 평균 블록 간격은 13.2초이며 다음 표를 얻을 수 있습니다.
ETH를 컴파운드에 입금하는 것과 같은 복잡한 컨트랙트 상호작용의 가스 비용은 수십 건의 Ether 전송보다 크고 복잡한 트랜잭션의 전송 수수료는 수십 달러에 이를 수 있음을 표에서 볼 수 있습니다. 이더리움이 DeFi와 같은 애플리케이션에서 점점 더 복잡한 트랜잭션을 수신하면 초당 처리할 수 있는 트랜잭션 수가 급격히 감소합니다. 그리고 이것이 바로 현재 이더리움에서 일어나고 있는 일입니다.아래 그림은 주요 DeFi 프로젝트의 계정 수에 따른 변화 추세를 보여줍니다.
DeFi 애플리케이션과 상호 작용한 총 계정 수, 출처: @richardchen39
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블록 가스 제한 및 사용된 가스, 출처: @alex_kroeger
6월 19일 채굴자 투표 이후 블록 가스 한도가 25% 증가했지만 블록의 활용도는 여전히 높은 수준이다. 사용자는 레이어 1의 타이트한 처리 용량을 놓고 경쟁하기 위해 수동적으로 더 비싼 가스 가격을 지불합니다. 가스 가격은 DeFi 애플리케이션의 폭발적인 성장에 힘입어 동시에 상승하고 있습니다.
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가스 가격 중앙값 주간 라인, 단위: GWei, 출처: @alex_kroeger
입찰 및 패키징 메커니즘이 채굴자의 수입을 늘리고 이더리움의 안정적인 운영을 유지했지만 비용 증가로 인해 DeFi 애플리케이션의 개발과 사용자의 추가 성장이 크게 제한되었습니다. 현재 Ethereum Gas Price(85GWei)에 따르면 Uniswap V2에서 1ETH를 LEND로 교환하는 데 필요한 Gas fee는 0.04544ETH이며 유동성 공급자에 대한 지불 비율은 0.3%입니다. 0.2% 핸들링 수수료 (DEX에서 거래되는 가스 수수료는 고정된 값이지만 거래 금액이 증가하면 백분율이 급격히 떨어지지만 AMM 거래소의 유동성도 슬리피지가 크게 증가하므로 추가 거래 비용이 증가합니다. 탈중앙화 거래소).
높은 거래 수수료는 사용자를 실망시키고 DeFi 애플리케이션 개발자와 투자자는 적합한 확장 솔루션을 간절히 찾고 있습니다.
사기 증명 또는 유효성 증명?
간단히 말해 Layer2 확장의 아이디어는 Layer1 리소스를 절약하기 위해 많은 트랜잭션을 하나의 증명으로 대체하는 것입니다. 당연히 증명 방법은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
온체인 상태 전환이 잘못되었다는 증거를 제시하는 사기 증명;
유효성 증명, 체인의 상태 전환이 정확함을 증명하는 증거 제시.
사기 증명에 해당하는 Layer 2 확장 체계는 당사자가 오류가 있음을 증명하는 증거를 제시할 때까지 오프 체인 거래가 사실이고 유효하다고 낙관적으로 가정합니다. 우리에게 친숙한 대부분의 확장 체계는 State Channel(State Channel), Plasma, Optimistic Rollup 등을 포함한 사기 방지 체계입니다. 진정성 있고 유효한 것으로 간주되는 이러한 트랜잭션이 진정성 있고 유효함을 증명하는 데 필요한 오버헤드는 다음과 같습니다. 저장되었습니다.
그러나 악의적인 거래가 네트워크를 통해 미끄러지는 것을 방지하기 위해 사기 증명을 사용하는 시스템은 일부 거래가 실제로 유효하지 않음을 증명하고 취소하기 위해 사기 증명을 받을 수 있는 충분한 "내결함성 시간" 또는 "챌린지 시간"을 허용해야 합니다. 챌린지 시간 동안 Layer2의 트랜잭션은 여전히 수정될 수 있으며 연결된 계정의 잔액은 여전히 Layer1에서 잠기며 인출할 수 없습니다. 동시에 이 메커니즘의 효과는 피해자가 시스템 오류를 인식하고 "챌린지 시간" 내에 수정을 위해 사기 증거를 제출할 수 있는 "활성 가정"(Liveness Assumption)을 기반으로 합니다. 이 가정에서 오류에 대한 침묵은 오류를 묵인하는 것과 같습니다. 공격자는 공격을 완료하기 위해 챌린지 시간 내에 이해 관계자가 사기 증명을 제출하지 못하도록 다양한 수단을 사용하는 경우가 많습니다. 사기 방지 계획은 심문 시간의 길이에서 균형을 이루어야 합니다.
ZK Rollup 및 Validium과 같은 유효성 증명 체계는 사기 증명보다 훨씬 안정적입니다.시스템이 Layer1에서 상태 전환을 수행할 때마다 전환이 사실이고 Layer1 노드 검증에 유효함을 증명하기에 충분한 증명을 제출합니다. 따라서 유효성 증명에는 챌린지 시간이 필요하지 않으며 Layer2에서 나갈 때 추가적인 지연이 없습니다. 생산 증명 비용을 절약하는 방법은 유효성 증명 클래스 확장 체계의 기술입니다.
데이터 가용성(Data Availability) 솔루션
데이터 가용성에 대한 D1 Ventures의 초점은 이더리움 메인체인에 고정된 사이드체인을 구축하여 확장하는 방법인 Plasma에 대한 논의에서 시작되었습니다. Plasma는 이더리움 메인 체인 외부에 하나 이상의 사이드 체인을 열고 사이드 체인의 모든 블록 헤더의 스냅샷을 메인 체인에 주기적으로 기록(특정 거래 정보 제외)하여 사이드 체인의 상태를 메인 체인에 통합합니다. . 보안 우산 아래. 그러나 스냅샷에는 특정 트랜잭션 정보가 포함되어 있지 않기 때문에 메인 체인은 레이어 2에 있는 사용자의 상태를 알 수 없습니다. 사용자는 사이드 체인을 독립적으로 저장해야 하며 체인의 모든 데이터를 메인 체인에 제출해야만 자신의 자산에 대한 절대적인 보안을 보호할 수 있으며 이 데이터 양은 메인 체인의 처리 용량에 비현실적입니다. 체인.Scalable blockchains as data layers, Vitalik Buterin
롤업은 레이어 2 트랜잭션과 전체 사이드 체인의 상태를 이더리움 메인 체인에 고정하여 데이터 가용성을 달성함으로써 이 문제를 개선합니다. 이 개선 사항을 통해 사용자는 Layer2의 모든 트랜잭션이 인증되고 유효하다는 것을 Layer1의 검증 노드에 쉽게 증명할 수 있으므로 언제든지 Layer2를 종료할 수 있습니다.
데이터 가용성을 달성하기 위해서는 Layer1 공간의 과도한 점유를 피해야 합니다.Rollup은 유연하고 실질적으로 체인에서 단일 트랜잭션의 저장 공간을 11바이트로 압축합니다(Nonce 및 Signature는 체인에 존재하지 않음), 748Gas는 전송의 Layer1 1/28의 공통 레이어, 여기서:
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롤업 트랜잭션, 소스의 각 필드에 있는 바이트 수:
계정 공간을 23*8(1677만 이상)로 줄이고 이더리움 메인 체인의 20바이트 계정 주소를 압축된 주소로 미리 설정된 Merkle Tree에 따라 3바이트 리프 노드 인덱스로 변환합니다.
계정의 이체 횟수가 20,000회를 넘지 않는다고 가정하면 Nonce는 2바이트로 표현됩니다.
주류 Layer2 확장 솔루션 매트릭스
D1 Ventures는 위에서 언급한 사기 증명/타당성 증명 및 온체인/오프체인 데이터 유효성에 따라 현재 주류 확장 솔루션과 대표 애플리케이션을 4개의 사분면으로 나눕니다.
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확장 솔루션 제공자(개방형 네트워크)
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애플리케이션(맞춤형 네트워크)
zkSync는 ZK Rollup을 기반으로 Matter Labs에서 개발한 Ethereum Layer 2 개방형 네트워크입니다. ZK Rollup의 높은 TPS 및 낮은 취급 수수료의 기본 지표를 실현하는 것 외에도 zkSync는 보다 실용적이고 독립적인 네트워크를 구축했습니다.
영지식 스마트 계약 프레임워크. zkSync는 영지식 증명 기반의 스마트 계약을 위해 설계된 안전하고 효율적인 프로그래밍 프레임워크 및 가상 머신 기반 운영 환경 Zinc를 출시했습니다. Layer 1의 스마트 계약을 영지식 증명 알고리즘이 좋은 프로그램으로 빠르게 컴파일할 수 있습니다. Layer1의 DeFi와 같은 리소스 집약적인 애플리케이션을 Layer2로 전송하기 위한 브리지 역할을 합니다. 하지만 영지식 증명 자체가 너무 복잡하기 때문에 보안에는 여전히 많은 시행착오가 필요합니다.
zkSync는 현재 가장 성숙한 ZK 롤업 개방형 네트워크입니다.일반적인 트랜잭션 외에도 zkSync는 더 복잡한 DeFi 애플리케이션을 실행하기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 앞으로 zkSync는 더 나은 탈중앙화를 달성하기 위해 Layer 2에 토큰 거버넌스를 도입할 예정이며, Matter Labs는 zk Porter를 출시하여 네트워크를 샤딩하여 서로 다른 논리 유형을 가진 애플리케이션에 대한 스마트 계약이 서로 다른 샤드에서 더 잘 지원될 수 있도록 할 계획입니다. 성숙한 Layer 2 개방형 네트워크는 점점 더 독립적인 블록체인과 유사해 보입니다.
Optimistic Rollup은 Optimism(이전의 Plasma Group)에서 처음 개발한 영지식 증명이 없는 사기 증명과 Rollup의 조합입니다. OVM(Optimistic Virtual Machine)은 Layer 2에 구축된 실행 환경으로 Optimism에서 출시한 EVM과 완벽하게 호환됩니다. 이를 통해 사용자는 Solidity 스마트 계약 작성 및 Web3 API를 통한 상호 작용을 포함하여 Layer2 롤업 네트워크의 이더리움 메인 체인에서 모든 작업을 수행할 수 있습니다. Dapp을 OVM으로 이식하려면 계약 배포 외에 추가 작업이 필요하지 않습니다. Optimism은 OVM에서 전체 Synthetix 애플리케이션을 배포하고 테스트하기 위해 Synthetix와 파트너 관계를 맺었습니다. 다음 예비 테스트 데이터는 OVM이 메인 체인에서 DeFi 애플리케이션의 성능을 크게 개선했음을 보여줍니다.
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Optimism 외에도 Fuel Labs에서 개발한 Fuel은 또 다른 주목할만한 Optimistic Rollup 스케일링 네트워크입니다. Fuel의 사이드 체인은 UTXO 및 HTLC와 같은 디자인을 채택하고 두 개의 ERC-20 토큰의 비수탁 스왑을 지원합니다.
Optimistic Rollup은 영지식 증명이 필요하지 않으며 Layer 2에서 직접 EVM을 실행하여 Layer 1에서 다양한 논리적 스마트 계약을 쉽게 지원할 수 있으며 Dapp의 마이그레이션 비용이 적습니다. 대가로 Layer 2에서 출금하기 위해서는 아직 1주일 정도의 질의 시간을 기다려야 하지만, 특정 프로젝트에서는 여전히 펀드 풀을 마련하는 등 편의를 제공하는 미숙한 방법으로 소액 출금 지연을 없앨 수 있습니다. 사용자를 위해.
사분면의 왼쪽 아래 모서리에 있는 Validium은 분산형 교환 엔진 제품인 StarkEx에 Starkware가 통합한 오프체인 데이터 가용성과 유효성 증명의 조합입니다. 실제로 StarkEx는 유연한 데이터 저장 구조(솔루션을 Volition이라고 함)를 설계했으며 사용자는 거래할 때마다 데이터 저장 위치를 자유롭게 선택할 수 있으며 DAC의 지원으로 인해 StarkEx의 데이터는 온체인에 상관없이 또는 오프 체인 데이터 가용성 지원이 가능하며 사용자는 허가 없이 레이어 2를 자유롭게 종료할 수 있습니다.
위에서 언급한 Layer 2 확장 솔루션의 몇 가지 주요 지표를 고려하고 다음 표를 통해 수평적으로 비교했습니다.
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세 가지 주요 레이어 2 확장 솔루션은 TPS 및 거래 수수료에 대한 애플리케이션의 요구 사항을 완전히 충족할 수 있습니다. Optimistic Rollup은 스마트 컨트랙트와 가장 호환됩니다.Dapp을 OVM에 이식하기 위해 추가 수정이 필요하지 않으며 Synthetix가 테스트를 위해 배포되었습니다.Zinc가 테스트를 시작했지만 ZK Rollup은 두 번째이지만 영지식으로 인해 복잡성이 도입되었습니다. 증명 위험 및 개발 장벽은 여전히 많은 개발자가 시도하기 어렵게 만들고 Validium은 여전히 StarkEx 거래 엔진에 통합된 솔루션이며 개방형 네트워크로 확장할 계획이 없습니다. ZK Rollup은 트랜잭션 집약적인 애플리케이션을 가장 잘 지원하며 데이터 가용성으로 인한 빠른 종료는 사기 방지 계획의 주간 종료 기간과 비교할 때 분명한 이점이 있습니다.
구성 가능성 제약 및 기능 분할
레이어 2 확장 솔루션은 TPS와 트랜잭션 비용을 수십 배로 쉽게 최적화할 수 있지만 구성 가능성은 손실됩니다. Layer2 네트워크는 명목 화폐 시스템의 대형 쇼핑몰과 유사하며 Layer2 네트워크의 DeFi 프로젝트는 쇼핑몰의 상점과 같습니다. 쇼핑을 해야 하는 사용자는 카드 신청(Layer2 계좌 개설)을 거쳐 자금을 충전하고 소비하고 최종적으로 잔액을 인출해야 합니다. 사용자는 한 쇼핑몰에서 쇼핑 카드를 사용하여 다른 쇼핑몰의 매장에서 사용할 수 없으며 결합성 문제는 쇼핑몰 간의 깨지지 않는 장벽이 되었습니다.
일부 애플리케이션 시나리오에서 구성 가능성은 분산형 애플리케이션이 중앙 집중식 애플리케이션을 능가하는 주요 요인 중 하나입니다. DeFi 응용 프로그램을 예로 들면 분산형 거래소는 쉽게 유동성을 집계하고 집계 효과를 형성하여 전체 생태계의 유동성을 점점 더 크게 만듭니다.중앙화 거래소의 치열한 유입 경쟁과 비교할 때 더 효율적입니다.
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