OP+ZK, 하이브리드 롤업이 이더리움 확장의 궁극적인 미래가 될까요?
원저자:@kelvinfichter
원본 편집:Jaleel，BlockBeats
원저자:원본 편집:저는 최근 이더리움 롤업의 미래가 실제로 두 가지 주요 접근 방식인 ZK와 낙관적 접근 방식의 하이브리드라고 꽤 확신하게 되었습니다. 이 게시물에서 저는 이 아키텍처가 무엇인지 상상하는 기본 사항과 이것이 우리가 가야 할 방향이라고 믿는 이유를 설명하려고 합니다. 저는 대부분의 시간을 낙관적 롤업(Optimistic Rollup) 작업에 소비하지만 ZK 전문가는 아닙니다. ZK에 대해 이야기하면서 실수가 있었다면 언제든지 말씀해주세요.
지적해 주시면 수정하겠습니다.
이 글에서는 ZK와 Optimistic Rollup의 동작 원리를 자세히 설명할 생각은 없고, Rollups의 본질을 설명하는데 시간을 할애한다면 글이 너무 길어질 것입니다. 따라서 이 글은 여러분이 이미 이러한 기술에 대해 어느 정도 이해하고 있다는 사실을 바탕으로 하고 있습니다.물론 전문가가 될 필요는 없지만 적어도 ZK와 Optimistic Rollup이 무엇인지, 그리고 이들의 일반적인 작동 메커니즘은 알아야 합니다. 어쨌든 이 글을 재미있게 읽어보시기 바랍니다.
첫 번째 수준 제목낙관적 롤업부터 시작해 보겠습니다.ZK와 Optimistic Rollup을 혼합한 시스템은 원래 Optimism을 기반으로 했습니다.기반암 아키텍처낙관적 롤업을 기반으로 합니다. Bedrock은 Ethereum(
EVM 동등") 이는 Ethereum 클라이언트와 거의 동일한 실행 클라이언트를 실행하여 달성됩니다. Bedrock은 Ethereum의 곧 출시될 합의/실행 클라이언트 분할 모델을 활용하여 EVM의 차이를 크게 줄입니다(물론 도중에 항상 몇 가지 변경 사항이 있지만 처리할 수 있습니다)."모든 좋은 롤업과 마찬가지로 Optimism은 Ethereum에서 블록/트랜잭션 데이터를 추출한 다음 합의 클라이언트에서 결정론적인 방식으로 이 데이터를 정렬하고 실행을 위해 이 데이터를 L2 실행 클라이언트에 공급합니다. 이 아키텍처는 다음과 같은 문제를 해결합니다.
이상적인 롤업퍼즐의 전반부는 EVM과 동등한 L2를 제공합니다.물론, 우리가 지금 해결해야 할 문제는 Optimism 내부에서 일어난 일을 검증 가능한 방식으로 이더리움에 알려주는 것입니다. 이 문제가 해결되지 않으면 스마트 계약은 낙관주의 상태에 따라 결정을 내릴 수 없습니다. 이는 사용자가 Optimism에 입금할 수는 있지만 자산을 출금할 수는 없음을 의미합니다.
어떤 경우에는 단방향 롤업이 가능하지만
, 그러나 대부분의 경우 양방향 롤업이 더 효과적입니다.MIPS이 상태에 대한 일종의 약속과 이 약속이 정확하다는 증거를 제공함으로써 우리는 모든 롤업의 상태를 이더리움에 전달할 수 있습니다. 즉, 롤업 프로그램이 올바르게 실행되었음을 증명하고 있는 것입니다. ZK와 낙관적 롤업의 유일한 실질적인 차이점은 이 증명의 형식입니다. ZK 롤업에서는 프로그램의 올바른 실행을 증명하기 위해 명시적인 영지식 증명을 제공해야 합니다. Optimistic Rollup에서는 명확한 증거를 제공하지 않고도 약속에 대한 진술을 할 수 있습니다. 귀하의 진술에 도전하고 의문을 제기함으로써 다른 사용자는 궁극적으로 누가 Yes인지 결정하기 위해 앞뒤로 숙고하고 도전하는 게임에 참여하도록 강요할 수 있습니다.
. 우리는 온체인에 프로그램 해석기를 구축해야 하고 EVM 해석기보다 MIPS 해석기를 구축하는 것이 훨씬 쉽기 때문에 이렇게 합니다. EVM은 또한 움직이는 목표이며(우리는 정기적인 업그레이드 포크를 가지고 있습니다) 우리가 증명하려는 프로그램을 완전히 포함하지 않습니다(EVM이 아닌 것들도 있습니다).
간단한 머신 아키텍처를 위한 온체인 인터프리터를 구축하고 일부 오프라인 도구를 만든 후에는 완전한 기능을 갖춘 낙관적 롤업을 갖게 됩니다.
첫 번째 수준 제목
ZK 롤업으로 전환
전반적으로 저는 낙관적 롤업이 향후 몇 년 동안 지배할 것이라고 굳게 믿습니다. 어떤 사람들은 ZK 롤업이 결국 낙관적 롤업을 능가할 것이라고 생각하지만 저는 이 견해에 동의하지 않습니다. 현재 낙관적 롤업의 상대적 단순성과 유연성은 점차적으로 ZK 롤업으로 변형될 수 있음을 의미한다고 생각합니다. 이러한 전환을 위한 패턴을 찾을 수 있다면 더 유연하지 않고 취약한 ZK 생태계를 구축하려고 시도하는 대신 이미 존재하는 Optimistic Rollup 생태계에 간단히 배포할 수 있습니다.
앞서 설명한 Bedrock 아키텍처부터 시작해 보겠습니다. Bedrock에는 L2 프로그램(EVM을 실행하는 MIPS 프로그램 + 몇 가지 추가 항목)의 특정 실행의 유효성을 확인하기 위한 챌린지 게임이 있다는 것을 (간략하게) 설명했습니다. 이 접근 방식의 주요 단점은 사용자가 잘못된 프로그램 결과 제안을 감지하고 성공적으로 이의를 제기할 수 있는 시간을 허용해야 한다는 것입니다. 이로 인해 자산 출금 프로세스에 상당한 시간이 추가됩니다(현재 Optimism 메인넷에서는 7일).
그러나 우리의 L2는 MIPS와 같은 간단한 기계에서 실행되는 프로그램에 지나지 않습니다. 이러한 간단한 메커니즘을 위해 ZK 회로를 구축하는 것은 전적으로 가능합니다. 그런 다음 이 회로를 사용하여 L2 프로그램의 올바른 실행을 명확하게 증명할 수 있습니다. 현재 Bedrock 코드베이스를 변경하지 않고도 Optimism에 대한 유효성 증명 게시를 시작할 수 있습니다. 실제로는 그렇게 간단합니다.
첫 번째 수준 제목"zkMIPS"간단히 설명하자면, 이 섹션에서는
, 그러나 실제로는 이를 모든 일반 및 단순화된 영지식 증명 가상 머신(zkVM)을 가리키는 용어로 받아들입니다.
zkMIPS는 zkEVM보다 쉽습니다.
zkMIPS(또는 다른 종류의 zk 가상 머신) 구축은 zkEVM에 비해 한 가지 주요 이점이 있습니다. 대상 머신의 아키텍처는 간단하고 정적입니다. EVM은 자주 변경되고, 가스 가격이 조정되고, opcode가 변경되고, 요소가 추가되거나 제거됩니다. 그리고 MIPS-V는 1996년 이후로 변경되지 않았습니다. zkMIPS에 집중하면 고정된 문제 공간을 다루고 있습니다. EVM이 업데이트될 때마다 회로를 변경하거나 다시 감사할 필요가 없습니다.
zkMIPS는 zkEVM보다 더 유연합니다.
또 다른 주요 통찰력은 zkMIPS가 zkEVM보다 더 유연하다는 것입니다. zkMIPS를 사용하면 클라이언트 코드를 마음대로 변경하고, 다양한 최적화를 수행하거나, 해당 회로 업데이트 없이 사용자 경험을 개선할 수 있습니다. Ethereum뿐만 아니라 모든 블록체인을 ZK 롤업으로 바꾸는 핵심 구성 요소를 만들 수도 있습니다.
보조 제목
당신의 임무는 증명의 시간으로 변합니다
영지식 증명 시간은 제약 조건 수와 회로 크기라는 두 축을 따라 확장됩니다. (EVM과 같은 복잡한 기계가 아닌) MIPS와 같은 간단한 기계의 회로에 집중함으로써 우리는 회로의 크기와 복잡성을 크게 줄일 수 있었습니다. 그러나 제약 조건의 수는 실행되는 기계 명령어의 수에 따라 달라집니다. 각 EVM opcode는 여러 MIPS opcode로 분류됩니다. 즉, 제약 조건 수가 크게 늘어나고 전체 증명 시간도 늘어납니다.그러나 증명 시간을 줄이는 것도 Web2 도메인에 깊이 뿌리박힌 문제입니다. MIPS 머신 아키텍처가 조만간 변경될 가능성이 낮다는 점을 감안할 때 향후 EVM 변경에 관계없이 회로와 증명자를 고도로 최적화할 수 있습니다. 나는 잘 정의된 문제를 최적화하기 위해 수석 하드웨어 엔지니어를 고용하는 데 꽤 자신감을 갖고 있습니다. 아마도 끊임없이 변화하는 zkEVM 목표를 구축하고 검토하는 엔지니어 수의 10배 또는 100배일 것입니다. Netflix와 같은 회사에는 아마도 트랜스코딩 칩을 최적화하는 수많은 하드웨어 엔지니어가 있을 것이며 그들은 이 흥미로운 ZK 과제를 수행하기 위해 많은 벤처 캐피탈 자금을 기꺼이 지출할 것입니다.이와 같은 회로의 초기 증명 시간은 7일의 낙관적 롤업 철회 기간을 초과할 수 있습니다. 이 증명 시간은 시간이 지남에 따라 감소합니다. ASIC 및 FPGA를 도입함으로써 증명 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 하나
, 보다 최적화된 증명자를 구축할 수 있습니다.
결국 이 회로에 대한 증명 시간은 현재 7일 Optimism 철회 기간보다 낮아질 것이며 Optimism 제거를 고려하는 챌린지 프로세스를 시작할 수 있습니다. 7일 동안 증명자를 실행하는 것은 여전히 비용이 너무 많이 들기 때문에 조금 더 기다려야 할 수도 있지만 요점은 유지될 수 있습니다. 두 증명 시스템을 동시에 실행할 수도 있으므로 가능한 한 빨리 ZK 증명을 사용하기 시작하고 어떤 이유로든 증명이 실패하면 낙관주의 증명으로 돌아갈 수 있습니다. 준비가 되면 낙관론 증명은 애플리케이션에 완전히 투명한 방식으로 제거될 수 있으므로 낙관론적 롤업은 ZK 롤업이 됩니다.
보조 제목
영지식 회로의 작업을 이미 실행 중인 체인에 직접 적용할 수 있기 때문에 핵심 플랫폼 구축과 증명 소프트웨어 개발을 동시에 할 수 있습니다. 회로를 변경하지 않고도 클라이언트를 수정할 수 있으므로 클라이언트와 증명 팀을 분리할 수 있습니다. 이러한 방식의 낙관적 롤업은 실제 온체인 활동 측면에서 지식이 없는 경쟁업체보다 몇 년 앞서 있을 수 있습니다.
결론적으로
결론적으로
