V God의 새 기사: Ethereum L2와 실행 레이어 샤딩의 차이점은 무엇입니까?

원본 텍스트: 레이어 2는 실제로 실행 샤딩과 어떻게 다릅니까?

편집자: Odaily Planet Daily Asher

2년 반 전 " End Game " 기사에서 제가 언급한 요점 중 하나는 적어도 기술적으로는 블록체인의 미래를 위한 다양한 개발 경로가 놀라울 정도로 유사해 보인다는 것입니다.

두 경우 모두 체인에 많은 수의 트랜잭션이 있으며 이러한 트랜잭션을 처리하려면 (i) 많은 계산 (ii) 많은 데이터 대역폭이 필요합니다. 이 글을 작성하는 데 사용된 노트북에서 실행되는 2TB reth archive 노드 와 같은 일반적인 이더리움 노드는 뛰어난 소프트웨어 엔지니어링 작업과 Verkle tree를 사용하더라도 이러한 엄청난 양의 데이터와 계산을 직접 검증하기에는 충분하지 않습니다. 대조적으로, "L1 샤딩" 및 롤업 중심 세계에서는 ZK-SNARK가 계산을 확인하는 데 사용되고 DAS는 데이터 가용성을 확인하는 데 사용됩니다. DAS는 두 경우 모두 동일하며 ZK-SNARK는 동일한 기술입니다. 단지 한 경우에는 스마트 계약 코드이고 다른 경우에는 프로토콜의 신성한 기능이라는 점뿐입니다. 실제 기술적인 의미에서 Ethereum은 샤딩을 수행하고 롤업은 샤딩을 수행합니다.

이는 자연스럽게 다음과 같은 질문을 제기합니다. 이 두 세계의 차이점은 무엇입니까? 한 가지 대답은 코딩 오류의 결과가 다르다는 것입니다. 즉, 롤업 세계에서는 코인이 손실되는 반면, 샤딩 세계에서는 합의 실패가 발생합니다.

그러나 프로토콜이 견고해지고 형식적 검증 기술이 향상되면 오류의 중요성은 줄어들 것으로 예상됩니다. 그렇다면 이 두 가지 비전의 차이점은 무엇이며, 장기적으로 유지될 것으로 기대할 수 있습니까?

실행 환경의 다양성

2019년 이더리움에서 간략하게 논의된 아이디어 중 하나는 실행 환경 이었습니다. 기본적으로 이더리움에는 계정 작동 방식(UTXO와 같이 완전히 다른 방법 포함), 가상 머신 작동 방식 및 기타 기능에 대해 서로 다른 규칙을 가질 수 있는 다양한 "영역"이 있습니다.

이를 통해 스택의 다양한 부분에서 다양한 방법이 가능해지며, 이는 이더리움이 모든 것을 자체적으로 수행하려고 한다면 달성하기 어려울 것입니다.

결국 더 야심 찬 계획 중 일부는 포기되고 EVM만 남았습니다. 하지만 이더리움 L2(롤업, 발듐, 플라즈마 포함)는 궁극적으로 실행 환경으로 기능한다고 할 수 있습니다.

오늘날 EVM과 동등한 L2에 초점을 맞추는 것이 일반적이지만 이는 많은 대안의 다양성을 무시합니다.

• Arbitrum Stylus : EVM 기반의 두 번째 WASM 기반 가상 머신을 추가합니다.

• 연료 : 비트코인과 유사하지만 더 포괄적인 UTXO 기반 아키텍처를 사용합니다.

• Aztec : ZK-SNARK를 기반으로 개인 정보 보호 스마트 계약을 중심으로 설계된 새로운 언어 및 프로그래밍 패러다임을 소개합니다.
  

UTXO 기반 아키텍처 출처: Fuel 문서

가능한 모든 패러다임을 포괄하는 슈퍼 가상 머신에 EVM을 구축하려고 하면 각 개념의 구현이 손상될 수 있으므로 이러한 플랫폼을 전문화하는 것이 더 좋습니다.

보안 장단점: 규모와 속도

Ethereum L1은 진정으로 강력한 보안을 제공합니다. 일부 데이터가 L1에서 확정된 블록 내에 있는 경우 전체 합의(극단적인 경우 사회적 합의 포함)는 이 데이터를 편집할 수 없도록 열심히 노력하여 이 데이터를 블록 내에 배치한 애플리케이션을 위반합니다. 이 데이터에 의해 트리거된 모든 실행이 취소되지 않고 이 데이터에 계속 액세스할 수 있는지 확인하세요.

이러한 보장을 달성하기 위해 Ethereum L1은 높은 비용을 기꺼이 수용합니다. 이 글을 쓰는 시점에서 거래 수수료는 상대적으로 낮습니다. L2의 비용은 거래당 1센트 미만 이며, L1의 경우에도 기본 ETH 전송 비용은 1달러 미만입니다. 기술이 충분히 빠르게 발전하고 사용 가능한 블록 공간의 증가가 수요를 따라잡는다면 이러한 수수료는 앞으로도 낮게 유지될 수 있지만 그렇지 않을 수도 있습니다.

그리고 많은 비금융 애플리케이션(예: 소셜 미디어, 게임)의 경우 거래당 0.01달러라도 너무 높습니다. 그러나 소셜 미디어와 게임에는 L1과 동일한 보안 모델이 필요하지 않습니다. 백만 달러를 들여 누군가가 체스 게임에서 패배한 기록을 복원할 수 있거나, 귀하의 트윗 중 하나가 실제로 게시된 지 3일 후에 게시된 것처럼 보이게 할 수 있는지는 중요하지 않습니다.

따라서 이러한 앱은 동일한 보안 비용을 지불해서는 안 됩니다. L2 중심 접근 방식은 롤업 부터 플라즈마 , 유효성 검사 까지 다양한 데이터 가용성 방법을 지원함으로써 이를 가능하게 합니다.

다양한 L2 유형은 다양한 사용 사례에 적합합니다( 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하십시오 ).

L2에서 L2로의 자산 전달 문제 와 관련하여 또 다른 보안 상충관계가 발생합니다. 향후(5~10년)에는 모든 롤업이 ZK 롤업이 될 것으로 예상되며, 증명 집계 계층과 결합된 Binius 및 Circle STARK 와 같은 조회 기능을 갖춘 매우 효율적인 증명 시스템을 통해 L2는 모든 롤업을 제공할 수 있습니다. 시간 슬롯 최종 상태 루트가 가능해집니다. 그러나 현재는 다양한 증명 시간 창에서 낙관적 롤업과 ZK 롤업만 복잡하게 혼합될 수 있습니다.

2021년에 실행 계층 샤딩이 구현되면 샤드를 정직하게 유지하기 위한 보안 모델은 ZK가 아닌 낙관적 롤업이 될 것입니다. 따라서 L1은 온체인과 샤드에서 체계적으로 복잡한 사기 방지 논리를 관리해야 합니다. 자산을 이동합니다. 그러나 코딩 오류와 마찬가지로 이 문제도 궁극적으로 일시적입니다.

트랜잭션 속도는 보안 절충의 세 번째이자 보다 지속적인 측면입니다. 이더리움은 12초마다 블록을 갖고 있으며 네트워크를 과도하게 중앙 집중화하기 때문에 더 빨리 진행되길 꺼려합니다. 그러나 많은 L2는 수백 밀리초의 블록 시간을 탐색하고 있습니다.

12초도 나쁘지 않습니다. 평균적으로 트랜잭션을 제출하는 사용자는 블록에 포함되기까지 약 6~7초를 기다려야 합니다(다음 블록에는 해당 사용자가 포함되지 않을 수 있으므로 6초만 기다려야 하는 것은 아닙니다). 이는 신용카드 결제 시 대기 시간과 동일합니다. 그러나 많은 애플리케이션에는 더 빠른 속도가 필요하며 L2는 이를 제공할 수 있습니다.

이러한 향상된 속도를 제공하기 위해 L2는 사전 확인 메커니즘을 사용합니다. L2의 자체 유효성 검사기는 특정 시간에 트랜잭션을 포함하기로 디지털 방식으로 약속하고 트랜잭션이 포함되지 않으면 처벌을 받습니다. StakeSure 라는 메커니즘이 이를 더욱 발전시킵니다.

L2 사전 확인

이제 L1에서 이러한 모든 기능을 구현해 볼 수 있습니다. L1에는 "빠른 사전 승인" 및 "느린 최종 승인" 시스템이 포함될 수 있습니다. 여기에는 보안 수준이 다른 여러 샤드가 포함될 수 있습니다. 그러나 이는 프로토콜의 복잡성을 증가시킵니다. 또한 L1에서 모든 작업을 수행하면 합의에 과부하가 걸릴 위험이 있습니다 . 더 큰 규모나 더 빠른 처리량에 대한 많은 접근 방식은 중앙 집중화의 위험이 더 높거나 L1에서 수행할 경우 더 강력한 형태의 "거버넌스"가 필요하기 때문입니다. 계약의 다른 부분에도 영향을 미칠 것입니다. 레이어 2를 통해 이러한 절충안을 제공함으로써 Ethereum은 이러한 위험으로부터 크게 면역됩니다.

이더리움의 L2 중심 생태계는 어떤 과제에 직면해 있나요?

Ethereum의 L2 중심 접근 방식은 L1 중심 생태계가 거의 직면하지 않는 주요 과제인 조정에 직면해 있습니다. 즉, 이더리움의 포크는 많지만 기본 속성을 유지하는 것이 과제입니다. 즉, 이더리움 전체가 N 독립 체인이 아닌 "이더리움"처럼 느껴지고 이더리움의 네트워크 효과를 가지고 있다는 것입니다. 오늘날 이러한 상황은 여러 면에서 만족스럽지 않습니다.

• 두 번째 계층에서 다른 계층으로 토큰을 전송하려면 일반적으로 중앙 집중식 브리징 플랫폼이 필요하며 이는 일반 사용자에게 매우 복잡합니다. Optimism에 토큰이 있는 경우 다른 사람의 Arbitrum 주소를 지갑에 붙여넣어 자금을 보낼 수 없습니다.

• 크로스체인 스마트 계약 지갑 지원은 개인 스마트 계약 지갑과 조직 지갑(DAO 포함) 모두에 그다지 좋지 않습니다. 한 L2의 키를 변경하면 다른 모든 L2의 키도 변경해야 합니다.

• 분산화된 검증 인프라가 부족한 경우가 많습니다. Ethereum은 마침내 Helios 와 같은 괜찮은 라이트 클라이언트를 확보하기 시작했습니다. 그러나 모든 활동이 L2에서 발생하고 자체 중앙 집중식 RPC가 필요한 경우에는 의미가 없습니다. 원칙적으로 이더리움 헤드 체인이 있으면 L2용 라이트 클라이언트를 만드는 것은 어렵지 않지만 실제로는 이 부분에 대한 관심이 너무 적습니다.
  

세 가지 모두를 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 크로스체인 토큰 교환의 경우 ERC-7683 표준은 기존 "중앙 집중식 브리지"와 달리 고정된 중앙 운영자, 토큰 또는 관리 기관이 없는 새로운 옵션입니다.

크로스체인 계정의 경우 대부분의 지갑에서 취하는 접근 방식은 크로스체인 재생 가능 정보를 사용하고 단기적으로 키를 업데이트하며 장기적으로 키스토어를 업데이트하는 것입니다. Starknet 네트워크용 Beerus 와 같은 L2용 라이트 클라이언트가 나타나기 시작했습니다. 또한 최근 차세대 지갑을 통한 사용자 경험 개선으로 사용자가 더 이상 dapp에 액세스하기 위해 올바른 네트워크로 수동으로 전환할 필요가 없는 등 몇 가지 근본적인 문제가 해결되었습니다.

Rabby는 여러 체인의 자산 잔고에 대한 포괄적인 보기를 표시합니다(얼마 전까지는 지갑에서 사용할 수 없었던 기능).

그러나 L2 중심 생태계가 조정을 시도할 때 어느 정도 흐름에 역행한다는 점을 인식하는 것이 중요합니다.

개별 L2 기관이 조정을 위한 인프라를 구축하는 데에는 자연스러운 경제적 인센티브가 없습니다. 소규모 L2 기관은 기여를 통해 얻을 수 있는 이익의 극히 일부만 얻을 수 있기 때문에 그렇지 않습니다. 자신의 강화 로컬 네트워크 효과로 인해 더 많은 혜택을 얻을 수 있습니다.

이 문제에 대한 마술처럼 완벽한 해결책은 없습니다. 말할 수 있는 것은 교차 L2 인프라가 L1 클라이언트, 개발 도구 및 프로그래밍 언어와 마찬가지로 이더리움 인프라 유형이므로 가치를 인정하고 자금을 지원해야 한다는 점을 생태계가 더 완전히 인식해야 한다는 것입니다. 현재는 프로토콜 길드(Protocol Guild) 와 아마도 기본 인프라 길드(Basic Infrastructure Guild)가 있을 것입니다.

요약

공개 토론에서 "이더리움 L2"와 "실행 계층 샤딩"은 블록체인을 확장하는 방법에 대한 두 가지 상반되는 전략으로 종종 설명됩니다. 그러나 기본 기술을 살펴보면 수수께끼가 나타납니다. 실제 기본 확장 방법은 정확히 동일 하지만 주요 차이점은 해당 구성 요소를 구축하고 업데이트하는 책임은 누구이며, 자율성은 얼마나 됩니까?

이더리움 L2 중심 생태계는 진정한 기술적인 의미에서 샤딩이지만, 샤딩 내에서는 자신만의 규칙에 따라 샤딩을 생성할 수 있습니다. 이 접근 방식은 매우 강력하며 많은 창의성과 독립적인 혁신을 가능하게 합니다. 그러나 이는 특히 조정 측면에서 몇 가지 주요 과제도 제시합니다.

Ethereum과 같은 L2 중심 생태계가 성공하려면 이러한 과제를 이해하고 L1 중심 생태계의 이점을 최대한 많이 얻고 두 세계의 장점에 최대한 가까워져야 합니다.