모듈형 블록체인: Web3 퍼즐의 마지막 조각

特邀专栏作者

2024-05-12 04:00

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모듈형 블록체인의 추세는 기술적 변화일 뿐만 아니라 전체 블록체인 생태계를 촉진하여 미래의 과제를 해결하기 위한 중요한 전략이기도 합니다.

I. 소개

모듈형 블록체인은 전문화와 노동 분업을 통해 시스템의 효율성과 확장성을 향상시키는 것을 목표로 하는 혁신적인 블록체인 설계 패러다임입니다. 모듈형 블록체인이 탄생하기 전에는 실행 계층, 데이터 가용성 계층, 합의 계층, 결제 계층을 포함한 모든 작업을 단일(모놀리식) 체인이 처리해야 했습니다. 모듈형 블록체인은 이러한 노력을 각각 특정 기능에 초점을 맞춘 자유롭게 결합 가능한 모듈로 처리하여 이러한 문제를 해결합니다.

실행 계층 : 모든 트랜잭션을 처리 및 확인하고 블록체인 상태 변경을 관리하는 역할을 담당합니다.

합의 레이어 : 거래 순서에 동의합니다.

정산 레이어 : 거래를 완료하고, 증명을 확인하고, 다양한 실행 레이어 간의 브리지를 구축하는 데 사용됩니다.

데이터 가용성 계층 : 네트워크 참가자가 검증을 위해 필요한 모든 데이터를 사용할 수 있도록 보장하는 역할을 담당합니다.

모듈형 블록체인의 추세는 기술적 변화일 뿐만 아니라 전체 블록체인 생태계를 촉진하여 미래의 과제를 해결하기 위한 중요한 전략이기도 합니다. GeekCartel은 모듈형 블록체인 지식에 대한 포괄적이고 실용적인 해석을 제공하고 독자가 모듈형 블록체인을 더 잘 이해할 수 있도록 돕고 향후 개발 동향을 기대하는 것을 목표로 모듈형 블록체인 및 관련 프로젝트의 개념을 분석합니다. 참고: 이 기사의 내용은 투자 조언을 구성하지 않습니다.

2. 모듈형 블록체인의 선구자 - Celestia

2018년에 무스타파 알바산(Mustafa Albasan)과 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 블록체인의 확장성 문제를 해결하기 위한 새로운 아이디어를 제공하는 획기적인 기사를 발표했습니다. " 데이터 가용성 샘플링 및 사기 방지 "에서는 네트워크 노드가 추가됨에 따라 블록체인이 자동으로 저장 공간을 확장할 수 있는 방법을 소개합니다. 2019년 무스타파 알바산(Mustafa Albasan)은 데이터 가용성만을 다루는 블록체인 시스템의 개념을 제안하는 " Lazy Ledger "를 깊이 연구하고 집필했습니다.

이러한 개념을 바탕으로 Celestia는 모듈식 구조를 갖춘 최초의 데이터 가용성(DA) 네트워크로 등장했습니다. CometBFT 와 Cosmos SDK를 사용하여 구축된 이 블록체인은 분산화를 유지하면서 확장성을 효과적으로 향상시키는 지분증명(PoS) 블록체인입니다.

DA 레이어는 누구나 거래 원장을 검사하고 확인할 수 있도록 보장하므로 모든 블록체인의 보안에 매우 중요합니다. 모든 데이터를 사용할 수 없는 상황에서 블록 생산자가 블록을 제안하면 해당 블록은 최종성을 달성할 수 있지만 유효하지 않은 트랜잭션을 포함하게 됩니다. 블록이 유효하더라도 완전히 검증할 수 없는 블록 데이터는 사용자와 네트워크 기능에 부정적인 영향을 미칩니다.

Celestia는 DAS( 데이터 가용성 샘플링 )와 NMT (네임스페이스 머클 트리 )라는 두 가지 핵심 기능을 구현합니다. DAS를 사용하면 라이트 노드가 전체 블록을 다운로드하지 않고도 데이터 가용성을 확인할 수 있습니다. NMT를 사용하면 블록 데이터를 다양한 애플리케이션에 대한 별도의 네임스페이스로 나눌 수 있습니다. 즉, 애플리케이션은 관련 데이터만 다운로드하고 처리하면 되기 때문에 데이터 처리 요구 사항이 크게 줄어듭니다. 중요한 점은 DAS를 사용하면 Celestia가 최종 사용자 보안을 손상시키지 않으면서 사용자(라이트 노드) 수가 증가함에 따라 확장할 수 있다는 것입니다.

모듈형 블록체인은 다양한 유형의 모듈형 블록체인이 다양한 목적과 다양한 아키텍처로 함께 작동하여 전례 없는 방식으로 새로운 체인을 구축하는 것을 가능하게 합니다. Celestia는 모듈식 아키텍처 설계에 대한 몇 가지 아이디어와 예를 공식적으로 제안하여 모듈식 블록체인의 유연성과 구성성을 보여주었습니다.

그림 1 레이어 1 및 레이어 2 아키텍처

레이어 1 및 레이어 2 : Celestia가 순진한 모듈화라고 부르는 것은 원래 레이어 1은 실행에 중점을 두고 레이어 1은 다른 주요 기능을 제공하는 단일체로서 Ethereum의 확장성을 위해 구축되었습니다.

Celestia는 Arbitrum Orbit , Optimism Stack 및 Polygon CDK (곧 지원 예정) 기술 스택을 기반으로 구축된 체인을 지원하여 Celestia를 DA 계층으로 사용합니다. 기존 레이어 2는 롤업 기술을 사용하여 데이터 게시에서 Ethereum 게시로 전환할 수 있습니다. . 블록에 대한 약속은 단일 체인에 데이터를 게시하는 기존 접근 방식보다 확장성이 뛰어난 Celestia에 게시됩니다.
Celestia는 Dymension 기술 구성요소를 기반으로 구축된 RollApp(애플리케이션 전용 체인)을 실행 레이어로 지원합니다. 이는 Ethereum의 레이어 1 및 레이어 2 개념과 유사합니다. RollApps의 결제 레이어는 Dymension Hub에 의존합니다(나중에 설명함). ), DA 레이어는 Celestia를 사용하고 체인은 IBC 프로토콜을 통해 상호 작용합니다. (IBC는 블록체인이 서로 통신할 수 있도록 하는 프로토콜인 Cosmos SDK를 기반으로 합니다. IBC를 사용하는 체인은 어떤 유형의 데이터라도 공유할 수 있습니다. 바이트 단위로 인코딩됩니다.)

그림 2: 실행, 결산 및 DA 계층 아키텍처

실행, 결제 및 데이터 가용성: 실행, 결제 및 데이터 가용성 레이어와 같은 최적화된 모듈형 블록체인은 특수 모듈형 블록체인 간에 분리될 수 있습니다.

그림 3: 실행 및 DA 계층 아키텍처

실행 및 DA: 모듈형 블록체인을 구현하는 목적은 유연하기 때문에 실행 계층은 해당 블록을 결제 계층에 게시하는 데 국한되지 않습니다. 예를 들어, 결제 계층을 포함하지 않고 합의 계층과 데이터 가용성 계층 위에 실행 계층만 포함하는 모듈식 스택을 생성할 수 있습니다.

이 모듈형 스택에서 실행 계층은 주권을 가지며 일반적으로 주문 및 데이터 가용성을 위해 거래를 다른 블록체인에 게시하지만 자체 결제를 처리합니다. 모듈식 스택의 맥락에서 소버린 롤업은 실행 및 결산을 담당하고 DA 레이어는 합의 및 데이터 가용성을 처리합니다.

소버린 롤업과 스마트 계약 롤업의 차이점은 다음과 같습니다.

스마트 계약 롤업 거래는 결제 계층의 스마트 계약을 통해 검증됩니다. 소버린 롤업 거래는 소버린 롤업 노드에 의해 검증됩니다.
스마트 계약 Rollup과 비교하여, 주권자 Rollu의 노드는 자율성을 갖습니다. 독립 롤업에서는 거래의 순서와 유효성이 별도의 결제 계층에 의존하지 않고 롤업 자체 네트워크에서 관리됩니다.

현재 Rollkit 과 Sovereign SDK는 Celestia에 소버린 롤업 테스트넷을 배포하기 위한 프레임워크를 제공합니다.

3. 블록체인 생태계의 모듈식 솔루션 살펴보기

1. 실행 계층 모듈화

실행 계층 모듈화를 소개하기 전에 롤업 기술이 무엇인지 이해해야 합니다.

현재 실행 계층 모듈화 기술은 Layer 1 체인 외부에서 작동하는 확장 솔루션인 Rollup에 주로 의존하고 있습니다. 이 솔루션은 오프체인 트랜잭션을 수행합니다. 즉, 블록 공간을 덜 차지하며 이더리움의 중요한 확장 솔루션 중 하나이기도 합니다. 거래를 실행한 후 일련의 거래 데이터 또는 실행 증명을 레이어 1로 보내고 결제는 레이어 1에서 수행됩니다. 롤업 기술은 분산화 및 보안을 유지하면서 레이어 1 네트워크에 대한 확장성 솔루션을 제공합니다.

그림 4: 롤업 기술 아키텍처

Ethereum을 예로 들면 Rollup 기술은 ZK-Rollup 또는 Optimistic Rollup을 사용하여 성능과 개인 정보 보호를 더욱 향상시킬 수 있습니다.

ZK-Rollup은 영지식 증명을 사용하여 패키지 거래의 정확성을 확인함으로써 거래의 보안과 개인 정보 보호를 보장합니다.
Optimistic Rollup은 먼저 이더리움 메인 체인에 거래 상태를 제출하기 전에 이러한 거래가 유효하다고 가정합니다. 챌린지 기간 동안 누구나 사기 증명을 계산하여 거래를 확인할 수 있습니다.

1.1 이더리움 레이어 2: 미래 확장 솔루션 구축

Ethereum은 처음에 확장을 위해 사이드체인 및 샤딩 기술을 채택했지만 높은 처리량을 달성하기 위해 사이드체인은 일부 분산화 및 보안을 희생했습니다. 레이어 2 롤업은 예상보다 훨씬 빠르게 개발되었으며 많은 확장 기능을 제공했으며 Proto-Danksharding 이후 더 많은 기능이 제공될 예정입니다. 구현되었습니다. 이는 "샤드 체인"이 더 이상 필요하지 않으며 이제 이더리움 로드맵에서 제거되었음을 의미합니다.

이더리움은 롤업 기술을 기반으로 실행 레이어를 레이어 2에 아웃소싱하여 메인 체인의 부담을 줄입니다. EVM은 롤업 레이어에서 실행되는 스마트 계약에 대해 표준화되고 안전한 실행 환경을 제공합니다. 일부 롤업 솔루션은 EVM과의 호환성을 염두에 두고 설계되므로 롤업 계층에서 실행되는 스마트 계약은 OP Mainnet , Arbitrum One 및 Polygon zkEVM 등과 같은 EVM 기능을 계속 활용할 수 있습니다.

그림 5: Ethereum의 레이어 2 확장 솔루션

이러한 레이어 2는 스마트 계약을 실행하고 트랜잭션을 처리하지만 여전히 Ethereum을 사용하여 다음을 수행합니다.

정산: 모든 롤업 거래는 이더리움 메인넷에서 완료됩니다. 낙관적 롤업 사용자는 챌린지 기간이 경과하거나 사기 방지 계산 후 거래가 유효한 것으로 간주될 때까지 기다려야 합니다. ZK 롤업 사용자는 유효성이 입증될 때까지 기다려야 합니다.

합의 및 데이터 가용성: 롤업은 트랜잭션 데이터를 CallData 형식으로 이더리움 메인넷에 게시하여 누구나 롤업 트랜잭션을 실행하고 필요한 경우 상태를 재구성할 수 있도록 합니다. 낙관적 롤업은 이더리움 메인 체인에서 확인되기 전에 많은 양의 블록 공간과 7일의 도전 기간이 필요합니다. ZK 롤업은 즉각적인 최종성을 제공하고 30일 동안 검증할 수 있는 데이터를 저장하지만 증거를 생성하려면 상당한 컴퓨팅 성능이 필요합니다.

1.2 B² 네트워크: 비트코인 ZK-롤업 생성

B² 네트워크 는 비트코인 최초의 ZK 롤업으로, 보안을 희생하지 않고 거래 속도를 높입니다. 롤업 기술을 활용하여 B² 네트워크는 오프체인 트랜잭션을 위한 Turing-complete 스마트 계약을 실행할 수 있는 플랫폼을 제공하여 트랜잭션 효율성을 향상시키고 비용을 최소화합니다.

그림 6: B² 네트워크 아키텍처

그림에서 볼 수 있듯이 B² Network의 ZK-Rollup Layer는 zkEVM 솔루션을 사용하며 Layer 2 네트워크 내 사용자 트랜잭션 실행 및 관련 인증서 출력을 담당합니다.

다른 롤업과 달리 B² Network ZK-Rollup은 계정 추상화 모듈, RPC 서비스, Mempool, Sequencers, zkEVM, Aggregators, Synchronizers 및 Prover를 포함한 여러 구성 요소로 구성됩니다. 계정 추상화 모듈은 기본 계정 추상화를 구현하여 사용자가 자신의 계정에 더 높은 보안과 더 나은 사용자 경험을 유연하게 프로그래밍할 수 있도록 합니다. zkEVM은 EVM과 호환되며 개발자가 DApp을 다른 EVM 호환 체인에서 B² Network로 마이그레이션하는 데 도움이 될 수도 있습니다.

동기화 장치는 시퀀스 정보, 비트코인 거래 데이터 및 기타 세부 정보를 포함하여 B² 노드에서 롤업 계층으로 정보가 동기화되도록 합니다. B² 노드는 오프체인 검증자 역할을 하며 B² 네트워크에서 여러 고유 기능의 실행자입니다. B² 노드의 비트코인 커미터 모듈은 B² 롤업 데이터를 기록하기 위한 데이터 구조를 구축하고 "B² 비문"이라는 Tapscript를 생성합니다. 그런 다음 비트코인 커미터는 사토시 1개 단위의 UTXO를 $B^{ 2 }$ 비문이 포함된 Taproot 주소로 보내고 롤업 데이터가 비트코인에 기록됩니다.

또한 비트코인 커미터는 시간 제한이 있는 챌린지를 설정하여 도전자가 zk 증명 검증에 대한 약속에 의문을 제기할 수 있도록 합니다. 시간 잠금 기간 동안 도전자가 없거나 도전이 실패하면 비트코인에서 롤업이 최종적으로 확인됩니다. 도전이 성공하면 롤업이 롤백됩니다.

Ethereum이든 Bitcoin이든 레이어 1은 기본적으로 레이어 2에서 확장된 데이터를 수신하는 단일 체인입니다. 대부분의 경우 레이어 2 용량은 레이어 1 용량에 따라 달라집니다. 따라서 레이어 1 및 레이어 2 스택의 구현은 확장성에 적합하지 않습니다. 레이어 1이 처리량 제한에 도달하면 레이어 2도 영향을 받게 되며, 이로 인해 거래 수수료가 증가하고 확인 시간이 길어져 전체 시스템의 효율성과 사용자 경험에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. DA 레이어 모듈화

Layer 2에서 선호하는 Celestia의 DA 솔루션 외에도 DA에 초점을 맞춘 다른 혁신적인 솔루션이 속속 등장하여 전체 블록체인 생태계에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

2.1 EigenDA: 롤업 기술 강화

EigenDA는 Danksharding 에서 영감을 받아 디자인된 안전하고 처리량이 높은 분산형 DA 서비스입니다 . Rollup을 사용하면 EigenDA에 데이터를 게시하여 트랜잭션 비용을 낮추고 트랜잭션 처리량을 높이며 EigenLayer 생태계 전반에 걸쳐 결합성을 확보할 수 있습니다.

Ethereum Rollup에 분산형 임시 데이터 저장소를 구축할 때 데이터 저장소는 EigenDA 운영자가 직접 처리할 수 있습니다. 운영자란 네트워크 운영에 참여하여 데이터의 처리, 검증, 저장을 담당하는 자를 의미하며, EigenDA는 담보 및 운영자의 양이 증가함에 따라 수평적으로 확장될 수 있습니다.

EigenDA는 Rollup 기술을 결합하고 DA 부분을 오프체인 처리로 전송하여 확장성을 달성합니다. 따라서 실제 거래 데이터를 더 이상 각 노드에 복사하고 저장할 필요가 없으므로 대역폭과 스토리지 요구 사항이 줄어듭니다. 온체인은 데이터 가용성과 관련된 메타데이터 및 책임 메커니즘만 처리합니다(책임을 통해 데이터를 오프체인에 저장할 수 있으며 필요한 경우 해당 무결성과 신뢰성을 확인할 수 있습니다).

그림 7: EigenDA의 기본 데이터 흐름

그림에 표시된 것처럼 Rollup은 사기 증명을 사용하여 악성 데이터를 탐지하는 시스템과 달리 트랜잭션 배치를 DA 계층에 기록합니다. EigenDA는 데이터를 청크로 분할하고 KZG 약속을 생성하며 EigenDA에서는 노드가 작은 데이터만 다운로드하면 됩니다. 전체 blob을 다운로드하는 대신 데이터 양 [O(1/n)]. Rollup의 사기 중재 프로토콜은 Blob 데이터가 EigenDA 증명에 제공된 KZG 약속과 일치하는지 확인할 수도 있습니다. 이 검증을 수행할 때 레이어 2 체인은 롤업 상태 루트의 트랜잭션 데이터가 시퀀서/제안자에 의해 조작될 수 없도록 보장합니다.

2.2 Nubit: 비트코인 최초의 모듈형 DA 솔루션

Nubit 은 확장 가능한 비트코인 기반 DA 레이어입니다. Nubit은 증가하는 생태계 요구 사항을 충족하기 위해 데이터 처리량 및 가용성 서비스를 늘리도록 설계된 비트코인 기반 미래를 개척하고 있습니다. 그들의 비전은 대규모 개발자 커뮤니티를 비트코인 생태계로 가져와 확장 가능하고 안전하며 분산된 도구를 제공하는 것입니다.

Nubit의 팀원은 UCSB(University of California, Santa Barbara)의 교수 및 박사과정 학생으로 구성되어 있으며 뛰어난 학문적 평판과 글로벌 영향력을 누리고 있습니다. 그들은 학문적 연구에 능숙할 뿐만 아니라 블록체인 엔지니어링 구현에 대한 광범위한 경험을 가지고 있습니다. 팀은 domo( BRC 20 창시자)와 함께 모듈형 인덱서에 대한 논문을 작성했고, 비트코인 메타 프로토콜의 인덱서 구조에 DA 레이어의 디자인을 추가했으며, 산업 표준 제정 및 공식화에 참여했습니다.

Nubit의 핵심 혁신: 합의 메커니즘, 무신뢰 브리징 및 데이터 가용성은 혁신적인 합의 알고리즘과 라이트닝 네트워크를 사용하여 비트코인의 완전한 검열 저항 특성을 상속하고 DAS를 사용하여 효율성을 향상시킵니다.

합의 메커니즘: Nubit은 서명 집계를 위해 SNARK가 제공하는 PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance)를 기반으로 효율적인 합의를 탐색합니다. zkSNARK 기술과 결합된 PBFT 방식은 서명을 확인하기 위한 검증자 간의 통신 복잡성을 크게 줄이고 전체 데이터 세트에 액세스하지 않고도 거래의 정확성을 확인합니다.
DAS: Nubit의 DAS는 블록 데이터의 작은 부분을 여러 차례 무작위로 샘플링하여 구현됩니다. 성공적인 샘플링 라운드마다 데이터를 완전히 사용할 수 있는 가능성이 높아집니다. 미리 결정된 신뢰 수준에 도달하면 블록 데이터에 액세스할 수 있는 것으로 간주됩니다.
무신뢰 브리지: Nubit은 라이트닝 네트워크 의 결제 채널을 활용하는 무신뢰 브리지를 사용합니다. 이 접근 방식은 추가적인 신뢰 요구 사항을 추가하지 않고도 기본 비트코인 결제 방법과 일치합니다. 기존 브리징 솔루션과 비교하여 사용자에게 더 낮은 위험을 제공합니다.

그림 8: Nubit의 기본 구성 요소

특정 사용 사례를 사용하여 그림 8에 표시된 전체 시스템 수명 주기를 추가로 검토합니다. Alice가 거래를 완료하기 위해 Nubit의 DA 서비스를 사용하기를 원한다고 가정합니다(Nubit은 비문, 롤업 데이터 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 데이터 유형을 지원합니다).

1.1 단계: Alice는 서비스를 계속하기 위해 먼저 Nubit의 무신뢰 브리지를 통해 가스 요금을 지불해야 합니다. 특히, Alice는 높이 블록 해시 값으로 표시되는 무신뢰 브리지로부터 공개 챌린지를 얻어야 합니다.
1.2단계 및 2단계: Alice는 현재 라운드와 관련된 VDF의 평가 결과 R을 획득하고 R을 제출한 후 메모리 풀에 병합하기 위해 자신의 데이터 및 트랜잭션 메타데이터(예: 주소 및 nonce)를 검증자에게 보내야 합니다. .
3단계: 검증인이 합의에 도달한 후 블록과 해당 헤더를 제안하는 프로세스입니다. 블록 헤더에는 데이터에 대한 약속 및 관련 RS 코드(Reed-Solomon Coding)가 포함되어 있으며, 블록 자체에는 원시 데이터, 해당 RS 코드 및 기본 거래 세부 정보가 포함되어 있습니다.
4단계: 수명주기는 Alice의 데이터 검색으로 끝납니다. 라이트 클라이언트는 블록 헤더를 다운로드하고, 전체 노드는 블록과 해당 헤더를 얻습니다.

라이트 클라이언트는 데이터 가용성을 확인하기 위해 DAS 프로세스를 수행합니다. 또한, 일정 개수의 블록이 제안된 후 이 기록의 체크포인트가 비트코인 타임스탬프를 통해 비트코인 블록체인에 기록됩니다. 이를 통해 유효성 검사기 세트는 잠재적인 원격 공격을 차단하고 빠른 바인딩 해제를 지원합니다.

3. 기타 솔루션

특정 계층을 모듈화하는 데 중점을 둔 체인 외에도 분산형 스토리지 서비스는 DA 계층에 대한 장기적인 지원을 제공할 수 있습니다. 또한 사용자가 코드를 작성하지 않고도 자신의 체인을 쉽게 구축할 수 있도록 하는 맞춤형 풀스택 솔루션을 개발자에게 제공하는 일부 프로토콜과 체인도 있습니다.

3.1 EthStorage - 동적 분산형 스토리지

EthStorage 는 동적 분산형 스토리지를 구현하는 최초의 모듈식 레이어 2로, DA로 구동되는 프로그래밍 가능한 키-값(KV) 스토리지를 제공하고, 1/100~1/1000TB 또는 심지어 PB의 비용으로 프로그래밍 가능한 스토리지를 수백 개로 확장합니다 . 롤업을 위한 장기적인 DA 솔루션을 제공하고 게임, 소셜 네트워크 및 AI와 같은 완전한 온체인 애플리케이션에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다.

그림 9: EthStorage의 적용 시나리오

EthStorage의 창립자인 Qi Zhou는 2018년부터 Web3 산업에 전념해 왔습니다. 그는 Georgia Institute of Technology에서 박사 학위를 취득했으며 Google, Facebook 등 최고의 기업에서 엔지니어로 근무했습니다. 해당 팀은 Ethereum Foundation의 지원도 받았습니다.

Ethereum Cancun 업그레이드의 핵심 기능 중 하나인 EIP-4844 (Proto-dank 샤딩이라고도 함)는 레이어 2 롤업 스토리지를 위한 임시 데이터 블록(BLOB)을 도입하여 확장성과 안전성을 향상시킵니다. 네트워크는 블록의 모든 트랜잭션을 확인할 필요가 없으며 블록에 연결된 Blob이 올바른 데이터를 전달하는지 확인하기만 하면 되므로 롤업 비용이 크게 절감됩니다. 그러나 Blob 데이터는 일시적으로만 사용할 수 있으므로 몇 주 내에 삭제됩니다. 이는 상당한 영향을 미칩니다. 레이어 2는 레이어 1에서 무조건 최신 상태를 파생할 수 없습니다. 레이어 1에서 데이터 조각을 더 이상 검색할 수 없는 경우 롤업을 통해 체인이 동기화되지 않을 수 있습니다.

EthStorage를 장기 DA 스토리지 솔루션으로 사용하면 레이어 2는 언제든지 DA 레이어에서 완전한 데이터를 얻을 수 있습니다.

기술적 기능들:

EthStorage는 분산형 동적 스토리지를 실현할 수 있습니다. 기존 분산형 스토리지 솔루션은 대량의 데이터 업로드를 지원할 수 있지만 수정 또는 삭제할 수 없으며 새 데이터는 다시 업로드만 가능합니다. EthStorage는 저장된 데이터를 생성, 업데이트, 읽기, 삭제하는 독창적인 키-값 스토리지 패러다임을 통해 CRUD 기능을 구현하여 데이터 관리의 유연성을 크게 향상시킵니다.
DA 레이어 기반의 레이어 2 분산 솔루션: EthStorage는 스토리지 비용을 줄이기 위한 EVM 및 DA가 있는 한 모든 블록체인에서 실행할 수 있습니다(그러나 현재 많은 레이어 1에는 DA 레이어가 없습니다). 레이어 2에.
고도로 통합된 ETH: EthStorage 클라이언트는 Ethereum 클라이언트 Geth의 상위 집합입니다. 이는 EthStorage 노드를 실행할 때 동시에 Ethereum의 모든 프로세스에 정상적으로 참여할 수 있음을 의미합니다. EthStorage의 데이터 노드이기도 합니다.

EthStorage 워크플로:

사용자는 자신의 데이터를 애플리케이션 계약에 업로드한 다음 EthStorage 계약과 상호 작용하여 데이터를 저장합니다.
EthStorage Layer 2 네트워크에서 스토리지 공급자는 저장 대기 중인 데이터에 대한 알림을 받습니다.
스토리지 공급자는 Ethereum Data Availability Network에서 데이터를 다운로드합니다.
스토리지 공급자는 레이어 1에 스토리지 인증서를 제출하여 레이어 2 네트워크에 많은 수의 복제본이 있음을 증명합니다.
EthStorage 계약은 저장 증명을 성공적으로 제출한 저장 제공자에게 보상을 제공합니다.

3.2 AltLayer - 모듈식 사용자 정의 서비스

AltLayer는 코드가 필요 없는 다목적 RaaS( Rollups-as-a-Service ) 서비스를 제공합니다. RaaS 제품은 EVM 및 WASM을 지원하는 다중 체인 및 다중 VM 세계를 위해 설계되었습니다. 또한 OP Stack, Arbitrum Orbit, Polygon zkEVM, ZKSync의 ZKStack 및 Starkware와 같은 다양한 롤업 SDK, 다양한 공유 주문 서비스(예: Espresso 및 Radius ), 다양한 DA 레이어(예: Celestia, EigenLayer) 및 다양한 롤업 스택을 지원합니다. 다른 많은 모듈식 서비스.

다기능 롤업 스택은 AltLayer를 통해 구현할 수 있습니다. 예를 들어 애플리케이션용으로 설계된 롤업은 Arbitrum One을 DA 및 결제 레이어로 사용하면서 Arbitrum Orbit을 사용하여 구축할 수 있고, 범용으로 설계된 다른 롤업은 Celestia를 DA로 사용하여 구축된 ZK 스택을 사용할 수 있습니다. 레이어와 이더리움을 결제 레이어로 사용합니다.

참고 : 이것을 보면 왜 OP와 Arbitrum에서 결제 레이어를 구현할 수 있는지 궁금할 것입니다. 실제로 이러한 레이어 2 롤업 스택은 현재 상호 연결을 달성하기 위해 Cosmos가 제안한 것과 유사한 "인터체인" 작업을 구현하고 있습니다 . OP는 슈퍼체인을 제안하고 OP 스택은 Optimism 기술을 지원하는 표준화된 개발 스택 역할을 하며 다양한 레이어 2 네트워크를 통합합니다. 함께 통합되어 이러한 네트워크 간의 상호 운용성을 촉진합니다. Arbitrum은 애플리케이션 체인이라고도 알려진 Arbitrum Nitro(기술 스택)를 기반으로 하는 Arbitrum 메인넷에서 레이어 3을 생성하고 배포할 수 있는 Orbitchain 전략을 제안했습니다. Orbit Chain은 레이어 2에 직접 정산되거나 Ethereum에 직접 정산될 수 있습니다.

3.3 차원 - 풀 스택 모듈화

Dymension 은 IBC 표준을 사용하여 RollApp 의 보안과 상호 운용성을 보장하도록 설계된 Cosmos SDK 기반의 모듈형 블록체인 네트워크입니다.

Dymension은 블록체인 기능을 여러 계층으로 나눕니다. Dymension Hub는 RollApp에 보안, 상호 운용성 및 유동성을 제공하기 위한 결제 계층 및 합의 계층 역할을 하며, RollApp은 실행 계층 역할을 합니다. 데이터 가용성 계층은 Dymension 프로토콜이 지원하는 DA 공급자입니다. 개발자는 필요에 따라 적절한 데이터 가용성 공급자를 선택할 수 있습니다.

결제 계층(Dymension Hub)은 RollApps 레지스터와 상태, 시퀀서 목록, 현재 활성 시퀀서, 실행 모듈 체크섬 등과 같은 해당 중요 정보를 유지 관리합니다. 롤업 서비스 로직은 결제 계층 내에 고정되어 기본 상호 운용성을 위한 허브를 형성합니다. Dymension Hub는 결제 계층으로서 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다.

결제 계층에서 기본적으로 롤업 서비스 제공: 기본 계층과 동일한 신뢰 및 보안 가정을 제공하지만 더 간단하고 안전하며 효율적인 설계 공간을 제공합니다.
통신 및 거래: Dymension의 RollApp은 내장형 모듈을 통해 결제 계층에서 Inter-RollApp 통신 및 거래를 구현하여 신뢰가 최소화된 브리지를 제공합니다. 또한 RollApp은 허브를 통해 다른 IBC 지원 체인과 통신할 수 있습니다.
RVM(RollApp 가상 머신): Dymension 청구 계층은 사기 분쟁이 발생할 경우 RVM을 시작합니다. 다양한 실행 환경(예: EVM)에서 분쟁을 해결하는 RVM의 능력은 RollApp 실행 범위의 기능과 유연성을 확장합니다.
검열 저항: 시퀀서 검열을 받는 사용자는 결제 계층에 특별한 거래를 게시할 수 있습니다. 이 트랜잭션은 Sequencer로 전달되어 지정된 시간 범위 내에 실행되도록 요청됩니다. 지정된 시간 내에 트랜잭션이 처리되지 않으면 Sequencer가 페널티를 받게 됩니다.
AMM(Automated Market Maker): Dymension은 결제 센터에 내장된 AMM을 도입하여 핵심 금융 허브를 만듭니다. 전체 생태계에 공유 유동성을 제공합니다.

4. 다중 생태학적 모듈형 블록체인 비교

이전 글에서는 모듈형 블록체인 시스템과 다수의 대표적인 프로젝트에 대해 깊이 있게 논의했습니다. 이제 모듈형 블록체인을 객관적이고 종합적으로 이해하는 것을 목표로 다양한 생태계 간의 비교 분석에 중점을 두겠습니다.

5. 요약 및 전망

보시다시피 블록체인 생태계는 모듈화 방향으로 발전하고 있습니다. 과거 블록체인 세계에서는 각 체인이 고립되어 운영되고 서로 경쟁했기 때문에 사용자, 개발자 및 자산이 서로 다른 체인 간에 이동하기 어려워 생태계의 전반적인 발전과 혁신이 제한되었습니다. WEB3 세계에서는 문제 발견과 해결이 공동 프로세스입니다. 처음에는 비트코인과 이더리움이 단일 체인으로 많은 주목을 받았지만, 단일 체인의 문제점이 노출되면서 점차 모듈형 체인이 주목을 받게 되었습니다. 따라서 모듈러 체인의 등장은 우연이 아니라 필연적인 발전이다.

모듈형 블록체인은 개별 구성 요소를 독립적으로 최적화하고 사용자 정의할 수 있도록 하여 체인의 유연성과 효율성을 높입니다. 그러나 이 아키텍처는 통신 지연 및 시스템 상호 작용의 복잡성 증가와 같은 문제에도 직면해 있습니다. 실제로 유지 관리성, 재사용성 및 유연성 향상과 같은 모듈식 아키텍처의 장기적인 이점이 단기적인 성능 저하보다 더 큰 경우가 많습니다. 앞으로는 기술이 발전하면서 이러한 문제는 더 나은 해결책을 찾을 수 있을 것입니다.

GeekCartel은 블록체인 생태계가 체인 간의 직접적이고 원활한 연결을 촉진하기 위해 모듈식 스택 전체에 신뢰할 수 있는 기본 레이어와 공통 도구를 제공할 책임이 있다고 믿습니다. 생태계가 더욱 조화롭고 상호 연결될 수 있다면 사용자는 블록체인을 더 쉽게 사용할 수 있을 것입니다. 기술은 또한 더 많은 신규 사용자를 Web3으로 끌어들일 것입니다.

6. 확장된 자료: 재스테이킹 프로토콜 - 이기종 생태계에 기본 보안 주입

재서약 메커니즘을 통해 분산된 보안 리소스를 효과적으로 통합하고 블록체인 네트워크의 전반적인 보안을 향상시키는 일부 재스테이킹 프로토콜도 있습니다. 이 프로세스는 보안 자원 단편화 문제를 해결할 뿐만 아니라 잠재적인 공격에 대한 네트워크의 방어 능력을 향상시키며 참가자에게 추가적인 인센티브를 제공하고 더 많은 사용자가 네트워크 보안 유지 관리에 참여하도록 장려합니다. 이러한 방식으로 Restake 프로토콜은 네트워크 보안과 효율성을 향상시키는 새로운 방법을 열어 블록체인 생태계의 건전한 발전을 효과적으로 촉진합니다.

1. EigenLayer: 분산형 이더리움 재스테이킹 프로토콜

EigenLayer는 암호경제학적 보안을 위한 새로운 기본 요소인 Restake 메커니즘을 도입하는 Ethereum을 기반으로 구축된 프로토콜입니다. 이 기본 요소를 사용하면 합의 계층에서 ETH를 재사용하고 모든 모듈 간에 ETH 보안을 집계하며 모듈에 의존하는 DApp의 보안을 향상시킬 수 있습니다. 기본적으로 ETH 스테이킹 또는 LST(Liquidity Stakeing Token) 사용 ETH를 스테이킹하는 사용자는 EigenLayer 스마트 계약에 참여하여 ETH 또는 LST를 다시 스테이킹하고 추가 보상을 위해 암호화폐 경제 보안을 네트워크의 다른 애플리케이션으로 확장할 수 있습니다.

Ethereum이 롤업 중심 로드맵으로 전환했을 때 Ethereum을 기반으로 구축할 수 있는 애플리케이션이 크게 확장되었습니다.

그러나 EVM에 배포되거나 입증될 수 없는 모듈은 이더리움의 집단적 신뢰를 흡수할 수 없습니다. 이러한 모듈에는 Ethereum 외부의 입력 처리가 포함되므로 Ethereum 내부 프로토콜 내에서 해당 처리를 확인할 수 없습니다. 이러한 모듈에는 새로운 합의 프로토콜, 데이터 가용성 계층, 새로운 가상 머신, 오라클 네트워크, 브리지 등을 기반으로 하는 사이드체인이 포함됩니다. 일반적으로 이러한 모듈에는 검증을 위해 자체 분산 검증 의미 체계를 갖춘 AVS가 필요합니다 . 일반적으로 이러한 AVS는 자체 기본 토큰으로 보호되거나 본질적으로 권한이 부여됩니다.

현재 AVS 생태계에는 몇 가지 문제가 있습니다.

보안 신뢰 가정. AVS를 개발하는 혁신가는 보안을 위해 새로운 신뢰 네트워크를 탐색해야 합니다.
가치 유출. 각 AVS가 자체 신뢰 풀을 개발함에 따라 사용자는 Ethereum에 대한 거래 수수료 외에도 이러한 풀에 수수료를 지불해야 합니다. 수수료 흐름의 이러한 편차로 인해 이더리움에서 가치가 유출됩니다.
성분 부담. 오늘날 운영되는 대부분의 AVS의 경우 스테이킹 자본 비용은 운영 비용보다 훨씬 높습니다.
DApp은 신뢰 모델이 낮습니다. 현재 AVS 생태계는 문제를 야기했습니다. 일반적으로 DApp의 미들웨어 종속성은 공격의 대상이 될 수 있습니다.

그림 10: 현재 AVS 서비스와 EigenLayer의 비교

EigenLayer의 아키텍처를 기반으로 하는 AVS는 EigenLayer 프로토콜을 기반으로 구축된 서비스로 Ethereum의 공유 보안을 활용합니다. EigenLayer는 이더리움의 보안을 모든 시스템으로 확장하고 기존 엄격한 거버넌스 구조의 비효율성을 제거하는 데 도움이 되는 두 가지 새로운 접근 방식, 즉 스테이킹 및 자유 시장 거버넌스를 통한 중앙 집중식 보안을 도입합니다.

재담보를 통해 집단적 보안을 제공합니다. EigenLayer는 자체 토큰 대신 모듈을 보호하기 위해 ETH를 다시 스테이킹할 수 있도록 하여 새로운 집단 보안 메커니즘을 제공합니다. 특히 이더리움 검증자는 EigenLayer 스마트 계약에 대한 비콘 체인 출금 자격 증명을 설정하고 EigenLayer에 구축된 새 모듈을 선택할 수 있습니다. 유효성 검사기는 이러한 모듈에 필요한 추가 노드 소프트웨어를 다운로드하고 실행합니다. 그런 다음 이러한 모듈은 모듈을 선택한 검증자의 스테이킹된 ETH에 추가 삭감 조건을 부과할 수 있습니다.
오픈마켓은 인센티브를 제공합니다. EigenLayer는 검증자가 제공하는 보안과 AVS 소비 방법을 관리하기 위한 공개 시장 메커니즘을 제공합니다. EigenLayer는 개별 모듈이 검증인에게 ETH를 자체 모듈에 다시 할당할 만큼 충분한 인센티브를 제공해야 하는 환경을 조성하고, 검증인은 이 추가 집단 보안을 할당할 자격이 있는 모듈을 결정하는 데 도움을 줍니다.

이러한 접근 방식을 결합함으로써 EigenLayer는 AVS가 이더리움 검증자가 제공하는 공동 보안을 활용할 수 있는 공개 시장 역할을 하며, 보상 인센티브와 처벌을 통해 검증자를 촉진하여 보안과 성능에서 보다 최적의 균형을 이룰 수 있습니다.

2. 바빌론: 코스모스 및 기타 PoS 체인에 비트코인 보안 제공

바빌론은 스탠포드 대학의 David Tse 교수가 설립한 레이어 1 블록체인입니다. 팀은 스탠포드 연구원과 숙련된 개발자, 비즈니스 컨설턴트로 구성되어 있습니다. Babylon은 프로토콜을 다시 스테이킹할 수 있는 기본 요소를 제공하는 다양한 PoS 합의 알고리즘에 사용하기 위한 모듈식 플러그인으로 설계된 비트코인 스테이킹 프로토콜을 제안했습니다.

비트코인의 세 가지 측면인 타임스탬프 서비스, 블록 공간 및 자산 가치를 기반으로 바빌론은 모든 수많은 PoS 체인(Cosmos, Binance Smart Chain, Polkadot, Polygon 및 이미 강력한 보안을 갖춘 기타 블록체인)에 비트코인의 보안을 제공할 수 있습니다. 상호 운용 가능한 생태계)을 통해 더욱 강력하고 통합된 생태계를 만듭니다.

비트코인 타임스탬프는 PoS 장거리 공격을 해결합니다 .

장거리 공격은 PoS 체인의 검증 노드가 스테이크를 해제한 후 여전히 서약자였던 과거 블록으로 돌아와 포크된 체인을 시작할 가능성을 말합니다. 이 문제는 PoS 시스템에 내재되어 있으며, 이더리움, 코스모스 등 PoS 체인 자체의 합의 메커니즘을 개선하는 것만으로는 완전히 해결할 수 없습니다.

비트코인 타임스탬프가 도입된 후 PoS 체인의 온체인 데이터는 비트코인 타임스탬프 형태로 비트코인 체인에 저장됩니다. 원래 체인보다 늦기 때문에 현재로서는 장거리 공격이 효과적이지 않습니다.

비트코인 서약 계약:

이 프로토콜을 통해 비트코인 보유자는 유휴 비트코인을 스테이킹하여 PoS 체인의 보안을 강화하고 그 과정에서 수익을 얻을 수 있습니다.

비트코인 스테이킹 프로토콜의 핵심 인프라는 아래 그림과 같이 비트코인과 PoS 체인 사이의 제어 평면입니다.