원본 소스: 델파이 디지털

원본 소스: 델파이 디지털

Compilation: Free and Easy-The Way of the Metaverse의 저자

보고서의 하이라이트:

• 보고서의 하이라이트:

• 모놀리식 체인은 단일 노드에서 처리할 수 있는 콘텐츠에 의해 제한되는 반면 모듈식 생태계는 이러한 제한을 극복하고 보다 지속 가능한 형태의 확장을 제공합니다.

• 모듈화의 핵심 동기는 효율적인 리소스 가격 책정입니다. 모듈식 체인은 애플리케이션을 다른 리소스 풀(즉, 수수료 시장)로 분리하여 보다 예측 가능한 수수료를 제공할 수 있습니다.<>그러나 모듈성은 데이터 가용성(DA)이라는 새로운 문제를 도입하며 여러 가지 방법으로 해결할 수 있습니다. 예를 들어, Rollup은 오프체인 데이터를 일괄적으로 처리하고 체인에 제출할 수 있습니다.체인에서 "데이터 가용성"을 제공함으로써 이 문제를 극복하고 기본 계층의 기본 보안을 상속하여 신뢰할 수 없는 L1을 설정합니다.

• L2 통신;

• 전용 데이터 가용성(DA) 레이어라고 하는 최신 형태의 모듈식 체인은 롤업을 위한 공유 보안 레이어 역할을 하도록 설계되었습니다. DA 체인의 확장성 이점을 고려할 때 블록체인 확장의 최종 게임이 될 수 있으며 Celestia는 이와 관련하여 선구적인 프로젝트입니다.

ZK-롤업은 우리가 실제로 관찰한 낙관적 롤업보다 더 많은 확장성을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, dYdX의 처리량은 Optimism의 약 10배이며 L1 공간의 1/5만 사용합니다.

본질적으로 이것은 파라체인, 사이드체인, 크로스체인 브릿지, 존, 샤딩, 롤업, 데이터 가용성(DA)과 같은 기술 용어를 포함하는 확장성 전쟁입니다. 이 게시물에서 우리는 이러한 소음을 줄이고 이 확장성 전쟁에 대해 자세히 설명하려고 합니다. 긴 여정이 될 것이기 때문에 안전벨트를 매기 전에 커피나 차를 한 잔 드세요.

첫 번째 레벨 제목

확장성 추구

다양한 디자인을 살펴보면서 몇 가지 예를 강조하겠습니다. 그러나 시작하기 전에 확장성이 의미하는 바를 정의하는 것이 중요합니다. 간단히 말해서 확장성은 확인 비용을 높이지 않고 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있는 능력입니다. 이를 염두에 두고 주요 블록체인의 현재 tps 데이터를 살펴보겠습니다. 이 기사에서는 이러한 다양한 수준의 처리량을 달성하기 위한 설계 속성에 대해 설명합니다. 중요한 것은 아래에 표시된 수치가 최고 수치가 아니라 이러한 프로토콜의 과거 사용에 대한 실제 값이라는 것입니다.

첫 번째 레벨 제목

모놀리식 체인 VS 모듈러 체인

모놀리식 블록체인

먼저, 모놀리식 체인을 살펴보겠습니다. 이 캠프에서 Polygon PoS 및 BSC는 더 큰 블록으로 처리량을 증가시키기 때문에 확장성에 대한 우리의 정의에 맞지 않습니다(노드 리소스 요구 사항을 증가시키고 성능 향상을 위해 분산화를 희생하는 절충). 이러한 장단점은 시장에 적합하지만 장기적인 솔루션이 아니므로 그다지 매력적이지는 않습니다. Polygon은 이를 인식하고 보다 지속 가능한 롤업 중심 솔루션으로 이동하고 있습니다.

반면에 Solana는 완전히 구성 가능한 모놀리식 블록체인 프론티어에 대한 진지한 시도입니다. Solana의 비밀 소스는 PoH(Proof-of-History) 원장이라고 하며, PoH의 아이디어는 글로벌 시간 개념을 만드는 것입니다( 글로벌 시계) , 합의 투표를 포함한 모든 트랜잭션에는 발행자가 첨부한 신뢰할 수 있는 타임스탬프가 있습니다. 이러한 타임스탬프를 통해 노드는 각 블록에서 서로 동기화될 때까지 기다리지 않고 진행할 수 있습니다. Solana는 EVM과 같이 한 번에 한 tx씩 처리하는 대신 실행 환경을 최적화하여 tx를 병렬로 처리하여 더 나은 확장을 달성합니다.

Solana가 처리량 향상을 이루긴 했지만 여전히 하드웨어 및 네트워크 대역폭 사용량이 더 많기 때문입니다. 이렇게 하면 사용자 비용이 줄어들지만 노드 작업은 제한된 수의 데이터 센터로 제한됩니다. 이것은 높은 수수료로 인해 많은 사람들이 접근할 수 없지만 궁극적으로 집에서 노드를 실행할 수 있는 활성 사용자가 관리하는 이더리움과 대조됩니다.

모놀리식 블록체인은 어떻게 실패할 수 있습니까?

모놀리식 블록체인의 확장성은 궁극적으로 강력한 단일 노드의 처리 능력에 의해 제한됩니다. 분권화에 대한 개인의 주관적인 견해와 상관없이 그러한 역량은 거버넌스를 상대적으로 적은 수의 행위자로 제한하기 전에만 강력하게 추진할 수 있습니다. 반대로 모듈식 체인은 전체 워크로드를 여러 노드로 분할하므로 단일 노드가 처리할 수 있는 것보다 더 많은 처리량을 생성할 수 있습니다.

결정적으로 탈중앙화는 모듈화의 절반에 불과합니다. 분산화만큼 중요한 것은 모듈화, 효율적인 리소스 가격 책정(즉, 수수료)의 또 다른 동기입니다. 모놀리식 체인에서 모든 tx는 동일한 블록 공간을 놓고 경쟁하고 동일한 리소스를 소비합니다. 따라서 혼잡한 블록체인에서 단일 애플리케이션에 대한 과도한 시장 수요는 모든 사람의 수수료가 상승함에 따라 체인의 모든 애플리케이션에 악영향을 미칠 수 있습니다. 이 문제는 CryptoKitties가 2017년 이더리움 네트워크에서 정체를 일으킨 이후로 존재했습니다. 중요한 것은 추가 처리량이 문제를 실제로 해결하지 못했고 지연시켰다는 것입니다. 인터넷의 역사는 용량이 증가할 때마다 방금 추가된 추가 용량을 빠르게 소비하는 경향이 있는 실행 불가능한 새로운 애플리케이션을 위한 공간을 만든다는 것을 가르쳐 왔습니다.

앞으로 단일 리소스 풀이 다양한 암호화 애플리케이션(Metaverse 및 게임에서 DeFi 및 결제에 이르기까지)을 안정적으로 지원할 것이라고 기대하는 것은 순진할 것입니다. 완전히 구성 가능한 체인의 처리량을 늘리는 것은 유용하지만 주류 채택을 위해서는 더 넓은 디자인 공간과 더 나은 리소스 가격이 필요합니다. 여기에서 모듈식 접근 방식이 사용됩니다.

첫 번째 레벨 제목

블록체인의 진화

스케일링이라는 신성한 임무에서 우리는 "결합성"에서 "모듈성"으로의 추세 변화를 목격했습니다. 먼저 다음 용어를 정의해 보겠습니다. 구성 가능성은 마찰을 최소화하는 방식으로 서로 원활하게 상호 작용할 수 있는 응용 프로그램의 기능을 의미하는 반면, 모듈성은 시스템을 별도의 부품(모듈)으로 분해하는 도구입니다. 할 것이다.

Ethereum Rollup, ETH 2.0 Fragmentation, Cosmos Zone, Polkadot Parallel Chain, Avalanche Subnet, Near's Chunk 및 Algorand의 Parachain은 모두 모듈로 간주할 수 있습니다. 각 모듈은 통신 기능을 유지하면서 해당 에코시스템에서 총 워크로드의 하위 집합을 처리합니다. 이러한 에코시스템을 더 깊이 파고들면서 모듈식 설계는 모듈 간에 보안을 구현하는 방식이 매우 다르다는 것을 알게 되었습니다.

Avalanche(Avalanche), Cosmos 및 Algorand와 같은 다중 체인 허브는 독립적인 보안 모듈에 가장 적합한 반면 Ethereum, Polkadot, Near 및 Celestia(상대적으로 새로운 L1 설계)는 결국 서로의 보안 성 모듈을 공유하거나 상속하는 것을 구상합니다.

다중 체인/다중 네트워크 허브

• 가장 단순한 모듈식 디자인은 표준 프로토콜을 통해 서로 통신하는 여러 체인/네트워크를 나타내는 상호 운용성 허브라고 합니다. 허브는 더 넓은 설계 공간을 제공하므로 가상 머신(VM), 노드 요구 사항, 요금 모델 및 거버넌스를 포함하여 다양한 수준에서 애플리케이션별 블록체인을 사용자 지정할 수 있습니다. AppChain의 유연성은 Universal Chain의 스마트 계약과 비교할 수 없습니다.몇 가지 예를 간단히 살펴보겠습니다.

• 80억 달러 이상의 탈중앙화 스테이블코인을 구동하는 Terra는 Terra가 스테이블코인의 채택과 안정성을 위해 최적화하는 특별 수수료 및 인플레이션 모델을 가지고 있습니다.

• 현재 IBC 처리량이 가장 많은 크로스체인 DEX인 Osmosis는 tx가 확정될 때까지 암호화하여 선불 선불 거래를 방지합니다.

Algorand와 Avalanche는 맞춤형 네트워크에서 엔터프라이즈 사용 사례를 호스팅하도록 설계되었습니다. 정부 기관에서 운영하는 CBDC에서 게임 회사 이사회에서 운영하는 게임 네트워크에 이르기까지 다양합니다. 중요한 것은 이러한 네트워크의 처리량은 다른 네트워크/체인의 분산 수준을 손상시키지 않으면서 더 강력한 기계로 증가할 수 있다는 것입니다.

허브는 리소스를 보다 효율적으로 사용하기 때문에 확장성 이점도 제공합니다. Avalanche를 예로 들면 C-Chain은 EVM 호환 스마트 계약에 사용되고 X-Chain은 P2P 결제에 사용됩니다. 결제는 일반적으로 서로 독립적일 수 있기 때문에(Bob이 Charlie에게 지불하는 것은 Alice가 Dana에게 지불하는 것에 의존하지 않음) X-Chain은 일부 tx를 동시에 처리할 수 있습니다. 핵심 유틸리티에서 VM을 분리함으로써 Avalanche는 더 많은 tx를 처리할 수 있습니다.

이러한 생태계는 근본적인 혁신을 통해 수직적으로 확장될 수도 있습니다. 특히 눈사태와 알고랜드는 합의의 통신 오버헤드를 줄임으로써 더 나은 확장성을 달성하기 때문에 여기에서 두드러집니다. 눈사태는 "서브샘플링 투표" 프로세스를 통해 이를 달성하는 반면, 알고랜드는 저렴한 VRF 노드를 사용하여 고유한 위원회를 무작위로 선택하여 각 블록에서 합의에 도달합니다. .

위에서 허브 접근 방식의 장점을 나열했습니다. 그러나 이 접근 방식에는 몇 가지 주요 제한 사항도 있습니다. 가장 분명한 한계는 블록체인이 서로의 보안을 공유하거나 상속할 수 없기 때문에 자체 보안을 부트스트랩해야 한다는 것입니다. 안전한 교차 체인 통신에는 신뢰할 수 있는 제3자 또는 동기화 가정이 필요하다는 것은 잘 알려져 있습니다. 허브 접근 방식의 경우 신뢰할 수 있는 제3자가 상대방 체인의 주요 검증자가 됩니다.

예를 들어, IBC를 통해 한 체인에서 다른 체인으로 연결된 토큰은 악의적인 다수의 소스 체인 검증자에 의해 항상 교환(도난)될 수 있습니다. 이 다수 신뢰 가정은 소수의 체인만 공존하는 오늘날에는 잘 작동할 수 있지만 체인/네트워크의 긴 꼬리가 있을 수 있는 미래에는 이러한 체인/네트워크가 서로의 검증자를 신뢰하여 이동성을 통신하거나 공유할 것으로 예상됩니다. 이상과는 거리가 멀다. 이로 인해 교차 체인 통신을 제공하고 다수의 신뢰 가정을 넘어 더 강력한 보증을 제공하는 롤업 및 샤드가 제공됩니다.

(Cosmos는 영역 전체에 공유 스테이킹을 도입하고 Avalanche는 동일한 네트워크에서 여러 체인을 검증할 수 있도록 허용하지만 이러한 솔루션은 검증자에 대한 요구가 높기 때문에 확장성이 떨어집니다. 실제로는 대부분의 활성 체인에서 채택될 가능성이 높습니다. 긴 꼬리 사슬이 아님)

데이터 가용성(DA)

수년간의 연구 끝에 일반적으로 모든 보안 공유 노력은 데이터 가용성(DA)이라는 매우 미묘한 문제로 귀결되며, 일반적인 블록체인에서 노드가 작동하는 방식을 빠르게 살펴봐야 하는 이유를 이해하는 것으로 받아들여집니다.

일반적인 블록체인(Ethereum)에서 전체 노드는 모든 tx를 다운로드하고 검증하는 반면, 라이트 노드는 블록 헤더(대부분의 검증자가 제출한 블록 다이제스트)만 확인합니다. 따라서 풀 노드는 유효하지 않은 트랜잭션(예: 무제한 토큰 인쇄)을 독립적으로 감지하고 거부할 수 있지만 라이트 노드는 다수가 제출한 모든 것을 유효한 tx로 처리합니다.

이를 개선하기 위해 이상적으로는 단일 전체 노드가 작은 증명을 게시하여 모든 라이트 노드를 보호할 수 있습니다. 이러한 설계를 통해 라이트 노드는 많은 리소스를 소비하지 않고도 풀 노드와 유사한 보안 보장으로 작동할 수 있습니다. 그러나 이로 인해 데이터 가용성(DA)이라는 새로운 문제가 발생합니다.

악의적인 유효성 검사기가 블록 헤더를 게시하지만 블록의 일부 또는 모든 트랜잭션을 보류하는 경우 누락된 트랜잭션이 유효하지 않거나 이중 지출이 발생할 수 있기 때문에 전체 노드는 블록이 유효한지 여부를 알 수 없습니다. 이 지식이 없으면 전체 노드는 가벼운 노드를 보호하기 위해 유효하지 않은 사기 증거를 생성할 수 없습니다. 요약하면, 우선 보호 메커니즘이 작동하려면 라이트 노드가 유효성 검사기가 모든 트랜잭션의 전체 목록을 제공했는지 확인해야 합니다.

Rollup

DA 문제는 교차 체인 통신과 관련하여 다수의 신뢰 가정을 무시하는 모듈식 설계의 필수적인 부분입니다. L2에서 롤업은 이 문제를 피하고 싶지 않기 때문에 특별합니다.

롤업 환경에서 우리는 메인 체인(이더리움)을 롤업(아비트럼)의 라이트 노드로 간주할 수 있으며, 롤업은 모든 트랜잭션 데이터를 L1에 게시하여 자원을 모으려는 모든 L1 노드가 이를 실행할 수 있도록 합니다. 처음부터 롤업 상태를 구축합니다. 완전한 상태를 사용하면 누구나 롤업을 새 상태로 전환하고 유효성 또는 사기 증명을 발행하여 전환의 유효성을 증명할 수 있습니다. 메인 체인에서 데이터를 사용할 수 있으면 롤업이 정직한 다수가 아닌 무시할 수 있는 단일 정직한 노드라는 가정하에 작동할 수 있습니다.

• 롤업이 이 디자인으로 더 나은 확장성을 달성하는 방법을 이해하려면 다음을 고려하십시오.

• 현재 롤업 상태를 가진 단일 노드는 해당 상태가 없는 다른 모든 노드를 보호할 수 있으므로 롤업 노드의 중앙화 위험이 적으므로 롤업 블록을 합리적으로 더 크게 만들 수 있습니다.

• 모든 L1 노드가 트랜잭션과 관련된 롤업 데이터를 다운로드하더라도 소수의 노드만 이 tx를 실행하고 롤업 상태를 구축하므로 전체 리소스 소비가 줄어듭니다.

• 롤업 데이터는 L1에 공개되기 전에 영리한 기술을 사용하여 압축됩니다.

Appchain과 마찬가지로 롤업은 특정 사용 사례에 맞게 VM을 조정할 수 있으므로 리소스를 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다.

현재 우리 모두는 롤업의 두 가지 주요 유형이 있다는 것을 알고 있습니다: 낙관적 롤업과 ZK-롤업 확장성의 관점에서 볼 때 ZK-롤업은 더 효율적인 방식으로 데이터를 압축하므로 A 일부 사용 사례에서는 더 낮은 L1 풋프린트가 달성됩니다. 이 뉘앙스는 이미 실제로 관찰 가능합니다. Optimism은 각 tx를 반영하기 위해 L1에 데이터를 게시하고 dYdX는 각 계정 잔액을 반영하기 위해 데이터를 게시합니다. 따라서 dYdX의 L1 풋프린트는 옵티미즘의 1/5이며 추정 처리량은 10배 정도 차이가 난다. 이러한 이점은 자연스럽게 ZK-롤업 레이어 2 네트워크에 대한 낮은 수수료로 전환됩니다.

낙관적 롤업의 사기 증명과 달리 ZK-롤업의 유효성 증명은 volition이라는 새로운 확장성 솔루션도 지원합니다. Volitions의 완전한 영향은 아직 확인되지 않았지만 사용자가 데이터를 온체인 또는 오프체인에 게시할지 여부를 자유롭게 결정할 수 있기 때문에 매우 유망해 보입니다. 이를 통해 사용자는 거래 유형에 따라 보안 수준을 결정할 수 있습니다. zkSync와 Starkware는 모두 앞으로 몇 주/몇 달 안에 volition 솔루션을 출시할 예정입니다.

롤업이 데이터를 압축하기 위해 영리한 기술을 적용하더라도 모든 데이터는 여전히 모든 L1 노드에 게시되어야 합니다. 결과적으로 롤업은 선형적 스케일링의 이점만 제공할 수 있고 수수료 절감에 한계가 있으며 이더리움 가스 가격 변동에 매우 취약합니다. 지속 가능한 확장을 위해 이더리움은 데이터 용량을 확장해야 하며, 이는 이더리움 샤딩의 필요성을 설명합니다.

샤딩 및 데이터 가용성(DA) 증명

샤딩은 모든 메인 체인 노드가 모든 데이터를 다운로드해야 하는 요구 사항을 더욱 완화하고 대신 DA 증명이라는 새로운 프리미티브를 활용하여 더 높은 확장성을 달성합니다. DA 증명을 사용하면 각 노드는 샤드 체인 데이터의 작은 부분만 다운로드하면 되며, 그 작은 부분을 알면 모든 샤드 체인 블록을 공동으로 재구성할 수 있습니다. 이를 통해 단일 샤드 체인 노드가 분쟁을 제기할 수 있고 요청 시 모든 노드에서 해결되도록 보장하므로 샤드 전체에서 보안을 공유할 수 있습니다. Polkadot과 Near는 ETH 2.0에서도 채택될 샤딩 설계에 DA 증명을 구현했습니다.

이 시점에서 ETH 2.0 샤딩 로드맵이 다른 로드맵과 어떻게 다른지 언급할 가치가 있습니다. Ethereum의 초기 로드맵은 Polkadot과 같았지만 최근에는 샤딩 전용 데이터로 이동한 것으로 보입니다. 즉, 이더리움의 샤드는 롤업의 DA 레이어 역할을 합니다. 이것은 이더리움이 오늘날처럼 계속 단일 상태가 될 것임을 의미합니다. 대조적으로 Polkadot은 샤드마다 다른 상태로 기본 계층에서 모든 실행을 수행합니다.

샤드를 순수 데이터 계층으로 갖는 주요 이점은 롤업이 완전히 구성 가능한 상태를 유지하면서 여러 샤드에 데이터를 덤프할 수 있는 유연성이 있다는 것입니다. 따라서 롤업의 처리량과 비용은 단일 샤드의 데이터 용량에 의해 제한되지 않습니다. 샤드가 64개인 경우 롤업의 최대 총 처리량은 5K TPS에서 100K TPS로 증가할 것으로 예상됩니다. 대조적으로 수수료는 Polkadot이 전체적으로 얼마나 많은 처리량을 생성하는지에 관계없이 단일 파라체인의 제한된 처리량(1000-1500 TPS)에 의해 제한됩니다.

전용 DA 레이어

전용 DA 레이어는 모듈식 블록체인 설계의 최신 형태입니다. 그들은 ETH 2.0 DA 레이어의 기본 아이디어를 사용하지만 다른 방향으로 조종합니다. 이와 관련하여 선구적인 프로젝트는 Celestia이지만 Polygon Avail과 같은 최신 솔루션도 이 방향으로 나아가고 있습니다.

• ETH 2.0의 DA 샤드와 유사하게 Celestia는 다른 체인(롤업)이 연결되어 보안을 상속할 수 있는 기본 레이어 역할을 합니다. Celestia의 솔루션은 두 가지 근본적인 면에서 Ethereum과 다릅니다.

• 기본 계층에서 의미 있는 상태 시행을 수행하지 않습니다(ETH 2.0은 수행함). 이는 상태 저장 환경에서 토큰 판매, NFT 에어드롭 또는 고수익 파밍 기회가 발생할 때 급증할 수 있는 매우 신뢰할 수 없는 기본 계층 수수료로부터 롤업을 격리합니다. 롤업은 보안을 위해서만 동일한 리소스(즉, 기본 계층의 바이트)를 사용합니다. 이러한 효율성을 통해 롤업 요금이 기본 레이어 사용이 아닌 특정 롤업과 주로 연관될 수 있습니다.

모든 디자인과 마찬가지로 전용 DA 레이어에는 몇 가지 단점이 있습니다. 즉각적인 단점은 기본 결제 레이어가 없다는 것입니다. 따라서 자산을 서로 공유하려면 롤업이 서로의 사기 증거를 설명하는 방법을 구현해야 합니다.

요약하다

요약하다