Ethereum의 개발 경로 다이어그램

출처 | barnabe.substack.com

저자 | 바르나베 몽노

다음은 4월 9일 금요일 프레젠테이션에서 수정되었습니다.

이 글은 이더리움의 미래로 가는 길에 관한 것입니다. Eth2 개발자 팀은 현재 Ethereum을 PoW 체인으로 알려진 "eth1"이라고 합니다. 그리고 미래의 이더리움은 eth1도 eth2도 아닌... 이더리움입니다.

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그림: PoS 메커니즘이 PoW 메커니즘을 대체합니다.

PoW가 나쁜 것은 아니지만 눈에 띄는 제목이 필요합니다.

PoW는 집약적인 계산을 실행하기 위해 많은 하드웨어가 필요하므로 과도한 에너지 소비가 발생합니다. 우리는 대부분의 암호화폐 비평가들처럼 자원 낭비에 대해 이야기하지 않습니다(그들의 일반적인 수사는 "국가 자원을 소비하는 결제 시스템을 왜 사용해야 합니까?"입니다). , 그러면 그렇게 해야 합니다.

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그림: 2단계 검증 작업을 수행하지 않으면 자산을 잃게 됩니다.

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합의 계층은 모든 사람이 올바른 데이터의 특정 부분에 동의하도록 합니다. 그리고 실행 계층은 실제로 이 데이터를 이해하기 위해 해석합니다. "데이터"는 계약 배포, 거래소에서 트랜잭션 수행, 지불 트랜잭션 전송 등과 같은 블록체인과의 모든 상호 작용 형식입니다.

블록체인의 핵심은 체인에 새로운 블록을 추가하는 것입니다. 새 블록이 추가되면 블록 이전 상태가 블록 이후 상태로 마이그레이션됩니다. 이 상태는 블록 0에서 N까지의 모든 데이터를 집계합니다.

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첫 번째 단계는 실행 레이어에서 합의 레이어를 분리하는 것이고, 두 번째 단계는 PoW에서 PoS로 이전하는 것입니다.

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그림: 첫 번째 단계가 완료되었습니다.

2020년 12월부터 두 개의 체인이 동시에 실행됩니다.

➤ 첫 번째는 PoS-컨센서스 체인(비콘 체인이라고도 함)입니다.

➤ 두 번째는 신뢰할 수 있는 PoW 합의 + 실행 체인(일명 eth1)입니다.

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그림: 검증자가 되는 방법

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그림: 병합

바라건대, 이 의사 소통 능력이 너무 오래 지속되지 않기를 바랍니다. "병합"은 PoS-합의 체인과 PoW-합의+실행 체인을 영구적으로 연결합니다. 즉, 유효성 검사기가 실행 계층에 대한 블록을 생성할 수 있습니다. 합병 후 두 종류의 체인이 있습니다.

➤ PoS 합의 체인

➤ PoS 기반 실행 체인(예: "eth1" 체인)

합병 후 PoS 합의 체인의 유효성 검사기는 스테이크 예치금과 보상을 교환 및 인출하고 PoS 기반 실행 체인으로 다시 보낼 수 있습니다. [2]

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(색상 요약: 합의=보라색, 실행=녹색, 데이터=노란색)

롤업에 대해 말하자면, 이것은 사용 가능한 많은 확장 솔루션 중 하나이지만 프로토콜 설계 관점에서 볼 때 이 솔루션은 최적의 절충안을 제공할 수 있습니다. 이 체계의 아이디어는 간단합니다. 데이터를 온체인(상태 전환 실행을 재구성하는 데 사용됨)에 저장하여 상태 전환을 종합적으로 처리하고 상태 전환 실행을 오프체인에 둡니다. 누군가가 실행 결과에 동의하지 않거나 처음부터 실행하는 것을 잊어버린 경우 데이터는 온체인 상태로 모든 사람이 사용할 수 있으며(재계산 가능) 완전히 허가가 필요하지 않습니다!

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그림: 여러 롤업 솔루션이 배포되었으며 더 많은 롤업 솔루션이 개발 중입니다.

사용자는 실행 체인("eth1")의 롤업 컨트랙트는 사용자가 거래할 수 있는 롤업에 들어갈 수 있도록 자산을 약속합니다. 완료되면 사용자는 롤업에서 실행 체인으로 자산을 다시 전송할 수 있습니다.

롤업의 대안은 무엇입니까? 위의 그림을 보세요. 상상해 봅시다. 수직 노란색 체인을 일련의 평행한 빨간색 체인으로 대체하면 어떨까요? 예를 들어 여러 eth1 체인을 복제하고 나란히 실행하면 어떻게 될까요?

여기서 문제는 병렬로 실행되는 여러 실행 체인을 처리하는 방법입니다. 한 체인에서 어떤 일이 발생하고 다른 사람들이 알아야 하는 경우 어떻게 합니까? 이는 샤딩에서 매우 어려운 문제이거나 여러 체인에서 실행되는 스킴에서 극복해야 할 문제입니다.

"롤업 간에 차이가 없습니다.", 독자는 그렇게 생각할 수 있지만 본질적으로 잘못된 것은 없습니다. 그러나 한 롤업에서 다른 롤업으로 전송하려는 경우 동일한 까다로운 문제가 다시 발생합니다. 그러나 요점은 여러 롤업 디자인이 이미 존재하고 이러한 솔루션에 대한 탐색 가능한 공간이 여전히 매우 넓다는 것입니다. 그렇다면 먼저 롤업을 실험한 다음 프로토콜 수준 접근 방식을 도입하는 것이 어떻습니까?

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그림: 샤드를 사용하여 롤업으로 게시된 데이터 저장

독자들은 불충분한 블록 공간에 대해 들어봤을 것입니다. 롤업은 데이터를 게시해야 하지만 eth1 블록 공간이 부족합니다! 또한 논의한 바와 같이 교차 샤딩은 매우 어렵습니다. 이 문제를 해결하기 위해 조각화를 사용하여 롤업이 게시해야 하는 데이터를 저장할 수 있습니다. 그 시점에는 현재 사용 가능한 대역폭의 64배인 64개의 샤드가 있을 것입니다. 그리고 샤드 블록은 현재 eth1 체인 블록이 보유할 수 있는 것보다 더 많은 데이터를 보유할 수 있습니다.

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그림: 각 롤업에는 자체 실행 환경이 있습니다.

아직 이 분야에서 해야 할 일이 많습니다! 우선, "병합"과 "데이터 샤딩"은 둘 다 여러 팀이 동시에 둘 중 하나 또는 둘 다를 작업해야 하는 매우 복잡한 작업이라는 점을 잊지 마십시오. 그러나 롤업과 관련하여 여전히 탐구해야 할 몇 가지 흥미로운 문제가 있으며 그중 일부만 나열합니다.

➤ 사용자와 롤업 간의 대량 마이그레이션을 활성화하는 것은 멋진 개념입니다. 사용자가 Layer1(eth1)과 Layer2(롤업) 사이를 왕복할 수 있는 충분한 대중 교통 수단이 있다면 왜 스스로 운전해서 왕복해야 합니까? 이것은 매우 비경제적입니다.

➤ 사용자가 다른 롤업에서 더 멋진 작업을 수행할 수 있다고 생각하는 경우(그가 속한 롤업이 존재하지 않음) 먼저 L1에 인출한 다음 L1에서 이 롤업에 입금해야 합니까? 이것은 너무 낭비입니다.

➤ 롤업이 현재 온체인 작업을 위한 네트워크 대역폭을 크게 증가시킨다는 데는 의심의 여지가 없습니다. 그러나 롤업은 여전히 ​​사용자가 기대하는 무한 고속도로가 아닙니다. 여전히 많은 일을 롤업으로, 때로는 동시에 하고 싶은 분들이 많습니다! 따라서 롤업은 필연적으로 혼잡 문제에 직면하게 되지만 특히 혼잡한 시장인 L1(1559가 곧 출시될 예정)과 달리 롤업의 탐색 가능한 공간은 더 넓습니다.

➤ 혼잡에 대해 말하자면, 이것은 프로토콜 수준에 더 구체적이지만 EIP-1559는 교통 경찰 역할을 하여 각 샤드에 게시되는 데이터의 양을 지시하여 유효성 검사기가 해당 양을 처리할 수 있도록 합니다. eth1에서 EIP-1559를 실행하는 것이 멋지다고 생각한다면 동시에 64개의 모든 샤드 체인에서 1559를 실행할 수 있기를 기대하십시오. 그렇다면 롤업은 데이터를 어디에 게시해야 할까요? 단일 샤드에만 게시되어 해당 샤드에서만 데이터를 사용할 수 있습니까? 아니면 계획된 "shard staggering" 계획의 이점을 얻을 수 있도록 여러 개의 shard에 게시됩니까? 이 솔루션은 Vitalik이 제안한 것입니다. 즉, 샤드가 번갈아 블록을 생성하므로 데이터를 게시할 때 새 블록이 생성되는 시간이 수백 밀리초 이내이므로 "빠른 마무리"가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.

Danny Ryan과 Sacha Saint-Leger의 제안에 특별히 감사드립니다.

[1] PoW가 합의 알고리즘이 아니라고 들었습니다만, 그 정의가 오버로드된다면 합의 메커니즘으로 기술해도 괜찮을 것 같습니다.

[2] PhiGo는 합병 후(PoW가 이더리움에서 나감) 약정된 예금을 인출하는 것이 반드시 가능한 것은 아니라고 트위터에 썼습니다. 현재 합병 프로그램은 합병 부분에 더 초점을 맞추고 있는 반면, "철회" 문제는 별개이지만 관련된 연구 노력인 것이 사실입니다.