교황 비탈링크 1세가 L2를 재정의하다
원저자 -Vitalik.eth
컴파일 - Odaily 0xAyA
Ethereum Layer 2 생태계는 지난 한 해 동안 빠르게 확장되었습니다. Starknet, Arbitrum, Optimism 및 Scroll로 대표되는 ZK-EVM Rollup 생태계는 보안 향상에 큰 진전을 이루었습니다.L2beat이 페이지는 각 프로젝트의 상태에 대한 좋은 요약을 제공합니다. 또한, 사이드체인을 구축하는 일부 팀이 Rollup(Polygon)을 구축하기 시작하고, 일부 레이어 1 프로젝트가 Validium(Celo)으로 마이그레이션을 시도하고 새로운 노력(Linea, Zeth 등)을 시도하는 것도 보았습니다.
결과적으로 레이어 2 프로젝트는 더욱 이질적인 경향이 있습니다. 저는 이러한 추세가 계속될 것으로 예상하며 그 이유는 다음과 같습니다.
현재 독립된 일부 레이어 1 프로젝트는 이더리움 생태계에 더 가까워지려고 합니다.，그리고 레이어 2가 될 수도 있습니다.이러한 프로젝트에는 점진적인 전환이 필요할 수 있습니다. 지금 전환하면 기술이 모든 것을 롤업에 적용할 준비가 되어 있지 않기 때문에 유용성이 감소하지만 너무 늦게 전환하면 추진력이 희생되고 너무 늦어서 의미가 없을 수 있습니다.
일부 중앙 집중식 프로젝트는 사용자에게 더 많은 보안을 보장하기를 원하며 블록체인 기반 접근 방식을 모색하고 있습니다.많은 경우 이러한 프로젝트는 이전에 허가된 컨소시엄 체인을 탐색했을 수 있습니다. 실제로 중간 계층 수준의 분산화가 필요할 수도 있습니다. 또한 일반적으로 처리량이 매우 높기 때문에 적어도 단기적으로는 롤업에 적합하지 않습니다.
게임이나 소셜 미디어와 같은 비금융 애플리케이션은 분산화를 원하지만 보안의 중간 계층만 필요합니다.예를 들어 소셜 미디어는 실제로 애플리케이션의 다양한 부분을 다르게 처리하는 것과 관련됩니다. 즉, 롤업에서 수행되어야 하는 사용자 이름 등록 및 계정 복구와 같은 빈도가 낮고 가치가 높은 활동, 게시 및 투표와 같은 빈도가 낮고 가치가 높은 활동입니다. . 활동에는 더 낮은 보안이 필요합니다. 체인 장애로 인해 게시물이 사라진다면 이는 허용 가능한 가격이지만, 체인 장애로 인해 계정을 잃게 되는 경우에는 큰 문제입니다.
중요한 질문은 더 작지만 여전히 눈에 띄는 롤업 수수료를 지불하는 것이 현재 Ethereum Layer 1 애플리케이션 및 사용자에게는 단기적으로 허용될 수 있지만 블록체인 세계 외부의 사용자에게는 허용되지 않는다는 것입니다.수락: 이전 수수료가 $1라면 $0.10를 지불하는 것은 더 수용 가능하지만 이전 수수료가 0달러였다면 0.10달러를 지불하는 것은 덜 수용 가능합니다. 이는 현재의 중앙 집중식 애플리케이션과 소규모 레이어 1 프로젝트 모두에 적용되며, 소규모 레이어 1 프로젝트는 소규모 사용자 기반을 고려할 때 실제로 수수료가 매우 낮은 경우가 많습니다.
발생하는 질문은 다음과 같습니다. Rollup, Validium 및 기타 시스템 간의 복잡한 절충안 중 어느 것이 특정 애플리케이션에 합리적입니까?
Rollups、Validiums、Disconnected
우리가 탐구할 보안과 규모의 첫 번째 차원은 다음과 같이 설명할 수 있습니다.레이어 1에서 발행된 자산을 소유하고 레이어 2에 입금한 다음 계정으로 이체하는 경우 해당 자산을 레이어 1로 다시 가져올 수 있습니까?
비슷한 질문도 있습니다:이러한 보장으로 이어지는 기술 선택은 무엇이며, 이 기술 선택 뒤에는 어떤 장단점이 있습니까?
간단히 표를 사용하여 이 문제를 설명할 수 있습니다.
언급할 가치가 있는 것은,이는 단순화된 아키텍처이며 많은 중간 옵션이 있습니다.. 예를 들어:
Rollup과 Validium 사이: Validium을 사용하면 누구나 거래 수수료를 충당하기 위해 온체인 결제를 할 수 있습니다. 이 경우 운영자는 일부 데이터를 체인에 제공해야 하며 그렇지 않으면 보증금을 잃게 됩니다.
Plasma와 Validium 사이: Plasma 시스템은 Rollup과 유사한 보안 보장 및 오프체인 데이터 가용성(DA)을 제공하지만 제한된 수의 애플리케이션만 지원합니다. 시스템은 완전한 EVM을 제공하고 더 복잡한 애플리케이션을 사용하지 않는 사용자에게 플라즈마 수준의 보증을 제공하며 해당 애플리케이션을 사용하는 사용자에게 Validium 수준의 보증을 제공할 수 있습니다.
이러한 중간 옵션은 Rollup과 Validium 사이의 기술 스펙트럼으로 볼 수 있습니다. 하지만 앱이 스펙트럼의 맨 왼쪽이나 맨 오른쪽이 아닌 특정 지점을 선택하도록 동기를 부여하는 것은 무엇일까요? 여기에는 두 가지 주요 요소가 있습니다.
이더리움 자체 데이터 가용성 비용은 기술이 향상됨에 따라 점차 감소할 것입니다.. 이더리움의 다음 하드포크인 Dencun은 EIP-4844를 도입했습니다."proto-danksharding"), 약 32kB/초의 온체인 DA를 제공합니다. 향후 몇 년 동안 전체 danksharding이 출시됨에 따라 이 숫자는 점차 증가하여 궁극적으로 약 1.3MB/초의 DA 목표에 도달할 것으로 예상됩니다. 동시에 데이터 압축이 향상되면 동일한 양의 데이터로 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다.
애플리케이션 자체의 요구 사항: 애플리케이션 문제와 관련하여 높은 수수료로 인해 사용자가 얼마나 손해를 보는가?금융 애플리케이션은 애플리케이션 오류로 인해 더 많은 손실을 입을 수 있습니다. 게임과 소셜 미디어는 사용자당 많은 활동을 포함하고 활동의 가치가 상대적으로 낮기 때문에 보안 상충관계가 서로 다릅니다.
트레이드 오프는 대략 다음과 같습니다.
언급할 만한 또 다른 부분 보증은 다음과 같습니다.사전 확인. 사전 확인은 Rollup 또는 Validium의 일부 참가자가 서명한 메시지로 우리는 이러한 트랜잭션이 이 주문에 포함되어 있고 사후 상태 루트가 이것이다는 것을 증명합니다라고 말합니다. 이들 참가자는 나중에 실제로 일어나는 일과 일치하지 않는 사전 확인에 서명할 수도 있지만 그렇게 하면 보증금을 소각하게 됩니다. 이는 소비자 결제와 같은 낮은 가치의 애플리케이션에 유용한 반면, 수백만 달러의 금융 이체와 같은 높은 가치의 애플리케이션은 시스템의 완전한 보안이 뒷받침되는 정기적인 확인을 기다릴 수 있습니다.
사전 확인은 위에서 언급한 Plasma/Validium 하이브리드 시스템과 유사한 하이브리드 시스템의 또 다른 예라고 볼 수 있지만 이번에는 보안이 완벽하지만 대기 시간이 더 긴 Rollup(또는 Validium)과 시스템 간 혼합이 더 높습니다. 보안 수준은 낮지만 대기 시간은 낮습니다. 더 짧은 대기 시간이 필요한 애플리케이션은 낮은 보안을 받지만 최대 보안을 위해 더 높은 대기 시간이 필요한 애플리케이션과 동일한 생태계에서 공존할 수 있습니다.
허가 없이 이더리움 읽기
덜 고려되지만 여전히 매우 중요한 연결 형태는 다음과 같습니다.Ethereum 블록체인을 읽는 시스템의 기능과 관련됩니다.특히 여기에는 필요한 경우 Ethereum을 롤백할 수 있는 기능이 포함됩니다. 이것이 왜 중요한지 이해하려면 다음 시나리오를 고려하십시오.
그림과 같이 이더리움 체인이 롤백된다고 가정해 보겠습니다. 이는 한 시대 내의 일시적인 실패로 인해 체인이 마무리되지 않았을 수도 있고, 네트워크 검증이 비활성화되어 너무 많은 검증자가 오프라인 상태여서 체인이 오랫동안 마무리되지 않았을 수도 있습니다.
이로 인해 발생할 수 있는 최악의 시나리오는 다음과 같습니다. 최상위 체인의 첫 번째 블록이 이더리움 체인의 가장 왼쪽 블록에서 일부 데이터를 읽는다고 가정합니다. 예를 들어, Ethereum의 누군가가 100 ETH를 최상위 체인에 입금합니다. 그런 다음 Ethereum이 롤백되었습니다. 그러나 최상위 체인은 롤백되지 않습니다. 결과적으로 상위 체인의 향후 블록은 올바른 새 이더리움 체인의 새 블록을 정확하게 따르지만, 이제 잘못된 이전 체인의 결과(예: 100 ETH 예금)가 여전히 상위 체인에 존재합니다. 이러한 취약점으로 인해 통화가 생성되어 최상위 체인에 연결된 ETH가 부분 준비금으로 전환될 수 있습니다.
이 문제를 해결하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
최상위 체인은 확정된 이더리움 블록만 읽을 수 있으므로 롤백 작업을 수행할 필요가 없습니다.
이더리움이 롤백되면 최상위 체인도 롤백될 수 있습니다.
둘 다 이 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 전자는 구현하기가 더 쉽지만 이더리움이 비활성 기간에 들어가면 기능이 장기간 손실될 수 있습니다. 후자는 달성하기가 더 어렵지만 항상 최적의 기능을 보장합니다.
첫 번째 방법(1)에는 특별한 경우가 있다는 점에 유의해야 한다. 51% 공격이 이더리움에서 두 개의 호환되지 않는 블록을 생성하고 두 블록이 동시에 완료되면 상위 체인이 잘못된 블록(즉, 이더리움 커뮤니티 합의에서 궁극적으로 지원하지 않는 블록)을 선택할 수 있으며 올바른 블록으로 전환하려면 롤백을 수행해야 합니다. 이 상황을 미리 처리하기 위해 코드를 작성할 필요는 없으며, 상위 체인을 하드 포크하여 처리할 수 있습니다.
허가 없이 이더리움의 데이터를 읽을 수 있는 체인의 기능은 다음과 같은 이유로 매우 중요합니다.
이더리움(또는 다른 레이어 2)에서 발행된 토큰을 체인 전체에서 해당 체인으로 이동할 때 관련된 보안 문제를 줄입니다.
계정 추상화 지갑은 공유 키 저장 구조를 사용하여 체인의 자산을 안전하게 보관할 수 있습니다.
이 중요성이 널리 인식될지라도 첫 번째 이유가 중요하지만, 두 번째 이유도 키를 쉽게 변경하고 이를 다양한 체인에서 유지할 수 있는 지갑을 가질 수 있다는 의미이므로 똑같이 중요합니다.
브리지가 있으면 체인 Validium이 될까요?
최상위 체인이 별도의 체인으로 시작된 후 누군가 이더리움에 크로스체인 계약을 체결했다고 가정해 보겠습니다. 크로스체인 계약은 단순히 상위 체인의 블록 헤더를 수락하고 제출된 모든 헤더가 상위 체인의 합의에 의해 승인되었음을 나타내는 유효한 인증서와 함께 제공되는지 확인하고 해당 헤더를 목록에 추가하는 계약입니다. . 이 위에 애플리케이션을 구축하여 코인 입출금 등의 기능을 활성화할 수 있습니다. 이러한 브리지가 설치되면 앞서 언급한 자산 보안이 제공됩니까?
지금까지는 아직은 아닙니다! 두 가지 이유가 있습니다:
차단 여부를 확인 중입니다.서명됨, 그러나 확인되지 않은 상태 전환은맞든 아니든. 따라서 이더리움에서 발행된 자산이 최상위 체인에 예치되어 있고 최상위 체인의 검증인이 악의적인 경우 유효하지 않은 상태 전환에 서명하고 해당 자산을 훔칠 수 있습니다.
최상위 체인은 아직 이더리움 데이터를 읽을 수 있는 방법이 없습니다. 따라서 다른(아마도 안전하지 않은) 제3자 브리지에 의존하지 않고서는 이더리움 기반 자산을 최상위 체인에 입금할 수도 없습니다.
이제 이 브리지를 검증 브리지로 만들어 보겠습니다. 이는 합의를 확인할 뿐만 아니라 ZK-SNARK도 확인하여 새 블록의 상태가 올바르게 계산되었음을 증명합니다.
완료되면 상위 체인의 검증인은 더 이상 귀하의 자금을 훔칠 수 없습니다. 그들은 사용할 수 없는 데이터가 포함된 블록을 게시하여 모든 사람이 종료하는 것을 방지할 수 있지만, 도용할 수는 없습니다(사용자가 종료할 수 있도록 데이터를 유출하는 대가로 사용자를 위해 몸값을 추출하려고 시도하는 것 제외). 이는 Validium과 동일한 보안 모델입니다.
그러나 우리는 여전히 두 번째 문제를 해결하지 못했습니다. 상위 체인은 이더리움을 읽을 수 없습니다.
이렇게 하려면 다음 두 가지 중 하나를 수행해야 합니다.
최종 이더리움 블록을 검증하는 크로스체인 계약을 최상위 체인 내에 배치합니다.
최상위 체인의 모든 블록에 가장 최근 이더리움 블록의 해시가 포함되도록 하고 해시 체인을 시행하는 포크 선택 규칙을 갖습니다. 즉, 캐노니컬 체인에 속하지 않는 이더리움 블록과 연결되는 톱체인 블록은 그 자체로 비캐노니컬이며, 만약 톱체인 블록이 원래 캐노니컬이었으나 나중에 비캐노니컬이 된 이더리움 블록과 연결된다면, -표준이면 최상위 체인 블록도 비표준이 되어야 합니다.
사진 속 보라색 링크는 해시링크일 수도 있고, 이더리움 합의를 검증하는 브릿지 컨트랙트일 수도 있습니다.
이것이 충분하나요? 몇 가지 작은 특수한 경우가 있기 때문에 그것만으로는 충분하지 않습니다.
이더리움이 51% 공격을 받으면 어떻게 될까요?
이더리움 하드포크 업그레이드를 어떻게 처리하나요?
톱체인의 하드포크 업그레이드는 어떻게 처리하나요?
이더리움에 대한 51% 공격은 최상위 체인에 대한 51% 공격과 비슷한 결과를 가져오지만 방향은 반대입니다. Ethereum의 하드 포크로 인해 상위 체인 내의 Ethereum 브리지가 더 이상 유효하지 않게 될 수 있습니다. 이 문제에 대한 가장 깔끔한 해결책은 이더리움이 최종 블록을 롤백하면 상위 체인도 롤백하고, 이더리움이 하드 포크를 거치면 상위 체인도 하드 포크를 겪게 될 것이라고 약속하는 것입니다. 그러한 약속은 실제로 시행될 필요가 없을 수도 있습니다. 공격이나 하드 포크 가능성이 있는 증거가 발견되면 톱 체인에서 거버넌스 메커니즘을 활성화할 수 있고, 거버넌스 메커니즘이 실패하는 경우 톱 체인만 하드 포크할 수 있습니다.
질문 (3)에 대한 유일하게 실현 가능한 대답은 이더리움의 브릿지 계약이 상위 체인에 대한 하드 포크 업그레이드를 인식하도록 하는 일종의 거버넌스 메커니즘을 이더리움에 두는 것입니다.
요약: 양방향 검증 브리징은 체인 Validium을 만드는 데 거의 충분합니다. 남은 주요 문제는 이더리움에 브리지 작동을 방해하는 비정상적인 일이 발생하는 경우 다른 체인이 하드포크할 것이라는 사회적 약속입니다.
결론적으로
이더리움 연결에는 두 가지 주요 차원이 있습니다.
이더리움 출금의 보안
Ethereum 데이터 읽기 보안
두 차원 모두 중요하며 고려 사항도 다릅니다. 두 경우 모두 계보가 존재합니다.
각 차원은 두 가지 다른 방식으로 측정됩니다(실제로는 네 가지 차원이 있습니까?). (i) 보안 수준 및 (ii) 가장 높은 보안 수준의 혜택을 받는 사용자 또는 사용 사례별로 보안을 추출합니다. 읽기 보안은 다음과 같이 측정될 수 있습니다. 이더리움 블록의 비율과 읽기 보안은 (i) 이더리움 블록, 특히 확정된 블록을 빠르게 읽는 링크의 능력과 (ii) 링크의 처리 능력으로 측정할 수 있습니다. 51% 공격 및 하드포크.
이 디자인 공간에는 가치 있는 항목이 많이 있습니다. 일부 애플리케이션의 경우 높은 보안과 긴밀한 연결이 중요합니다. 다른 애플리케이션의 경우 확장성을 높이기 위해 일부 느슨한 연결이 허용될 수 있습니다. 많은 경우, 오늘은 좀 더 느슨한 접근 방식으로 시작하여 향후 10년 동안 기술이 향상됨에 따라 점점 더 긴밀한 연결로 전환하는 것이 최선의 선택일 수 있습니다.
