Rollup의 탈중앙화 과정에 대한 해석: 공유 정렬과 이더리움 기반의 딜레마

원저자: Taiko Labs

원본 편집: Deep Chao TechFlow

요점 요약

롤업 중심 로드맵으로 인해 블록체인이 단편화되고 고립되었습니다. 이러한 조각화로 인해 롤업 간의 가치 전송이 부족해집니다. 이 문제를 해결하기 위해 Espresso, Astria 및 Radius와 같은 공유 정렬 메커니즘이 등장했습니다. 그러나 이 솔루션에는 본질적으로 새로운 신뢰 가정이 필요합니다. 왜냐하면 그러한 계층에는 자체 보안 세트가 있어야 하기 때문입니다.

Rollup을 위한 공유 주문 계층을 구축하려는 경우 Ethereum은 우리가 구축하거나 사용할 수 있는 가장 신뢰할 수 있는 중립 계층입니다. Ethereum 기반 롤업(즉, 기반 롤업)은 본질적으로 Ethereum 및 기타 기반 롤업과 완전히 결합될 수 있습니다. 그러나 기반 롤업 솔루션도 몇 가지 과제에 직면해 있습니다. 가장 중요한 과제는 블록 시간이 12초로 제한되는 이더리움과 동일하다는 것입니다. 해결책은 중앙 집중식 시퀀서와 같은 빠른 확인 메커니즘을 제공하거나 이더리움의 블록 시간을 단축하는 것입니다. 테스트넷에서는 사전 확인을 기반으로 한 속도가 현재의 중앙 집중식 시퀀서보다 빠릅니다.

교차로

글의 시작 부분을 되돌아보면 이더리움이 선택하는 방향은 매우 중요합니다. 이더리움은 첫날부터 분산화를 최우선 과제로 삼았습니다. 이 우선순위는 사용자 경험에 몇 가지 제한을 가져옵니다. 이러한 제한은 분산 분산 시스템을 설계할 때 발생하는 문제(예: 전역 상태 처리, 순차 실행 등)에서 비롯됩니다. 이것이 이더리움이 다른 L1과 다른 점입니다. 그들은 다른 길을 선택했습니다. 다른 L1은 일부 분산화를 희생하여 빠르고 저렴한 방법을 선택합니다. 입증된 역사, 더 큰 블록 크기 및 병렬 처리로 인해 빠르고 저렴합니다. 이러한 개념은 빠르고 저렴한 거래를 허용하지만 검증자의 부담도 증가시킵니다. 이것이 다른 L1 검증자가 Ethereum보다 하드웨어 요구 사항이 더 높은 이유입니다.

이더리움 자체가 기록 만료, 무상태, Verkle 트리 등과 같은 업그레이드를 통해 확장될 때까지 작업은 Rollup에 맡깁니다.

4년 전 이더리움은 롤업 중심 로드맵을 채택하여 개선이 이루어질 때까지 보다 사용자 친화적인 환경을 만들기 위해 실행을 아웃소싱했습니다. 덕분에 우리는 전체 이더리움에서 일일 평균 250TPS를 달성했습니다.

롤업.wtf

위에서 언급했듯이 이더리움이 롤업 중심 로드맵을 채택하기로 결정한 지 4년이 지났습니다. 이 기간 동안 L2에서는 이더리움 자체가 어떠해야 하는지에 대한 많은 실험이 진행되었습니다. AltVM(Fuel, Fluent), zkVM(Aztec, Starknet), zkEVM(Scroll, Linea, zkSync), 병렬 EVM(MegaETH) 등 이는 Ethereum의 미래에 대한 아이디어를 제공합니다. 그러나 그들은 또한 서로 아무런 연결도 없는 많은 독립적인 블록체인을 만듭니다. 이것이 조각화 문제를 해결하기 위해 공유 주문 계층이 등장한 이유입니다.

공유 정렬 레이어

현재 Rollup에는 중앙 집중식 시퀀서가 있습니다. 이로 인해 상당한 검열, 활성 및 MEV 추출 위험이 발생합니다. Rollup을 분산화하려는 경우 주문자를 공유하도록 선택할 수 있습니다. 공유 주문자를 사용함으로써 Rollup은 완결성, 분산화, 빠른 트랜잭션 및 크로스체인 원자성을 활용할 수 있습니다. Vitalik이 말했듯이 "분산형 롤업에는 새로운 L1을 개발하는 데 필요한 노력의 90%가 필요합니다." 따라서 공유 시퀀서를 선택하면 분산형 엔지니어링 노력이 필요하지 않습니다.

공유 순위 계층은 기본적으로 롤업에 참여하는 순위 권한을 단일 시퀀서 네트워크에 연결하는 계층이다. 이 레이어는 누구나 참여할 수 있는(합의 프로토콜의 설계 제한 내에서) BFT와 같은 합의 프로토콜을 실행합니다. 따라서 여러 롤업에는 트랜잭션 순서를 결정하는 공통 메커니즘이 있습니다. 이 메커니즘은 또한 참여하는 모든 롤업 간에 빠른 L2 최종성과 구성성을 제공합니다.

공유 분류 계층은 분류기의 시장입니다. 이 시장에서 Rollup은 슬롯별로 블록 공간(및 제안 권한)을 더 높은 입찰자에게 판매할 수 있습니다. 이는 또한 참여하는 모든 롤업 간에 MEV를 재배포하는 레이어를 생성합니다.

집중하다

공유 순서 계층에는 참여하는 모든 롤업 간에 원자적 구성 가능성과 공유 MEV를 생성하는 네트워크 효과가 있습니다. 롤업은 네트워크에 참여하여 블록의 가치를 높입니다(주문자를 분산시키는 동시에).

단, 공유 시퀀서의 시스템 설계에 따라 참여하는 롤업 수가 최대한 많아야 합니다. 참여하는 Rollup X가 체인을 떠나면 이 MEV 배포가 중단되어 네트워크 효과에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 공유 정렬은 참가자가 항상 게임에 머물러야 하는 끝없는 게임입니다. Rushi가 말했듯 이 이것은 순수한 B2B 모델입니다.

공유 주문 계층은 공유 주문자 시장과 함께 BFT와 같은 프로토콜을 실행하여 빠른 L2 최종성을 달성하고 정직성 가정을 도입합니다. 검증인의 절반이 정직하다고 가정합니다. 어떤 이유로 유효성 검사기의 절반이 오프라인 상태가 되거나 부정직한 경우 체인의 활동이 손실될 수 있습니다(블록체인 기반 대체 체계를 사용할 수 있음). BFT 프로토콜이 활동을 잃으면 참여하는 롤업은 BFT 프로토콜에서 최종성 인증을 받아야 하기 때문에 빠른 최종성을 활용할 수 없습니다. 이 계층의 인출도 일시 중지됩니다. 그러나 BFT 프로토콜이 충돌하더라도 MEV 재할당은 계속됩니다. 예를 들어 Espresso에서는 MEV 재할당이 BFT 프로토콜과 별개이기 때문입니다. 이에 비해 이더리움은 암호화폐 경제 보안 및 활동 측면에서 항상 가장 강력한 BFT 프로토콜이었습니다.

또한, 과도한 담보를 사용하는 경우에는 과도한 담보의 위험도 있습니다. 검증인의 하드웨어 요구 사항이 높으면 독점이 발생합니다. 재스테이킹 서비스가 잘못되면 대규모 슬래싱이 발생할 수도 있습니다. 자세한 내용은 Eigenlayer의 위험 FAQ를 참조하세요. 공유 시퀀서의 재담보화 접근 방식에 대해서는 Nethermind와 Fourpillar의 공동 연구를 참조하세요 .

공유 시퀀서가 사전 승인을 사용한다는 점을 고려하면 이 프로세스는 L1에서(즉, 사전 승인을 기반으로) 수행될 수 있으므로 새 계층이 필요하지 않다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 공유 시퀀서는 여전히 L1 파이프를 통과해야 합니다. 따라서 "빠른 최종성"은 여기서 의미가 없습니다.

결론적으로 우리는 공유 주문자 레이어가 분산되지 않고 강력하지 않으면 단일 실패 지점이 된다고 믿습니다. 이는 선택하는 모든 롤업에서 가장 약한 링크가 됩니다.

중립적 구성성은 더 이상 농담이 아닙니다. 기반이어야 합니다.

앞서 언급했듯이 이더리움은 다양한 애플리케이션을 구축하는 데 가장 신뢰할 수 있는 중립 계층입니다. Rollup은 배치와 증명을 Ethereum으로 전송하고 이를 데이터 가용성 계층으로 활용하여 이를 달성합니다. 현재 대부분의 롤업은 중앙 집중식 시퀀서에 의해 관리되며 모든 트랜잭션은 롤업 팀에 의해 시퀀싱됩니다. 이들 팀 중 일부는 여전히 Aztec의 Fernet 과 같이 네트워크를 분산시키는 방법을 설계하기 위해 노력하고 있습니다. 많은 엔지니어링 자원을 소비하지 않고 네트워크를 분산시키는 또 다른 방법이 있습니다. 바로 순위 기반 접근 방식입니다.

Taiko는 Ethereum을 주문 계층으로 사용하는 최초의 기반 롤업입니다. 블록 구축은 전적으로 이더리움에 의존합니다. 누구나 블록을 제안할 수 있으며 프로세스는 전혀 허가가 없습니다. 각 롤업은 새 레이어를 추가하는 대신 Ethereum을 기반으로 구성 가능합니다. Ethereum과 Based Rollup의 슬롯은 동기적으로 이동하기 때문에 서로 완벽하게 호환됩니다. 이는 L1에서 플래시 대출을 수행하고 동일한 슬롯에서 기반 롤업에 대한 일부 활동이 가능함을 의미합니다(BBR 설계 덕분에 자세한 내용은 여기 참조 ). 그러나 Ethereum 기반 접근 방식에는 약간의 비용이 발생합니다.

출처: L2 비트

이 문제는 "사전 확인에 따른 롤업 센터 고려 사항" 기사에서 다루었지만 간단히 요약해 보겠습니다. 앞서 말했듯이 기반 롤업의 블록 시간은 이더리움과 동일하며 12초입니다. 이는 기반 롤업이 12초마다 Blob(또는 호출 데이터)을 통해 L1에 데이터를 보내야 함을 의미합니다. L1 수수료를 충당할 만큼 충분한 L2 트랜잭션으로 Blob을 채울 수 없으면 손실이 발생합니다. 이를 사용자들에게 전가하지 않기 위해 처음에는 비용을 직접 부담하고 상당한 비용을 지출했습니다. 요즘 제안자는 수익성을 달성하기 위해 12초(~20초)를 초과하는 블록 시간을 갖습니다.

이것은 Taiko의 예를 통해 기반 롤업이 겪은 어려움의 예입니다. 요약하자면, 주요 문제는 블록 시간과 수익이 중앙 집중식 주문자가 아닌 기본 수수료로 제한된다는 것입니다. 정렬이 완전히 허가되지 않고 MEV가 전적으로 이더리움으로 흐르며 거래에서 어떤 가치도 포착할 수 없기 때문에 수익을 희생합니다( Spire Labs는 기반 롤업을 개선하기 위한 프레임워크를 기반으로 수익 모델을 개발하고 있습니다).

사용자 경험 및 차단 시간 문제를 해결하기 위해 다음 두 가지 옵션이 있습니다.

• 사전 확인을 바탕으로

• L1에서 더 빠른 블록 시간

사전 확인을 바탕으로

일부 L1 유효성 검사기를 사용하여 사전 확인을 기반으로 L2 사용자에게 사전 확인을 제공하면 됩니다. 현재 Helder 테스트넷에서 성공적으로 실행되고 있으며 사전 확인을 기반으로 이제 Taiko(Gattaca 데모에서는 20밀리초, Arbitrum에서는 약 260밀리초 )에서 초고속 트랜잭션이 가능합니다.

Titan을 기반으로 한 사전 확인 데모

사전 확인에서는 이더리움의 모든 생명력과 보안을 상속받지 않습니다. Ethereum 유효성 검사기 집합의 하위 집합만 신뢰합니다. 그러나 여기서 우리는 현재 이더리움 제안자들로부터 신뢰할 수 있는 약속을 받고 있다는 점을 언급할 가치가 있습니다. 등록된 계약에 일정량의 ETH를 스테이킹하면 누구나 사전 확인 공급자가 될 수 있습니다. 사전 확인에 대한 자세한 내용은 이전 블로그 게시물에서 설명했으며, 해당 게시물은 여기에서 확인할 수 있습니다.

사전확인 기반 공간은 아직 초기 단계이자 발전 단계에 있습니다. 이더리움 블록 구축의 중앙화와 같은 몇 가지 위협에 직면해 있지만 새로운 방법과 연구를 통해 보다 합리적인 아키텍처가 설계될 것입니다. 사전 확정된 디자인을 곧 공유하겠습니다.

더 빠른 블록?

누구도 이더리움을 더욱 사용자 친화적으로 만드는 것을 거부할 수 없습니다. 더 빠른 최종 확인, 더 빠른 블록 시간 및 더 빠른 트랜잭션 처리는 기반 롤업에 가장 유리한 시나리오입니다. 앞서 언급했듯이 L1 블록 시간은 기반 롤업이 되는 데 유일한 장애물입니다. L1 블록이 빠를수록 기반 롤업 블록이 더 빨라집니다.

더 빠른 L1의 주요 아이디어는 슬롯 시간을 본질적으로 줄일 수 있는 합의 메커니즘을 채택하는 것입니다. SSF( Single Slot Finality )는 고려 중인 합의 메커니즘, 특히 Orbit SSF로 , 각 슬롯은 몇 초 안에 마무리될 수 있습니다. 현재 Gasper 프로토콜에서 최종 확인 시간은 2사이클, 즉 13분입니다. 그러나 SSF의 단점은 33%의 비활성 누출에 취약하다는 것입니다.

여기서 가장 중요한 질문은 더 빠른 L1이 항상 필요했다면 롤업에 소비한 4년의 엔지니어링 노력이 L1 자체의 속도를 높이는 데 사용되지 않은 이유입니다. 우리는 Rollup에 많은 연구 개발 노력을 쏟았고 다양한 접근 방식을 달성했습니다. 현재 블록 시간이 단축되더라도 개발에는 최대 2~3년이 소요됩니다.

이더리움은 매우 명확한 길을 선택했습니다. 이 경로는 분산화에 대한 타협이 없으며 "개별 홈 스테이커"가 건드리지 않음을 의미합니다. 분명히 더 빠른 블록을 위해서는 이더리움의 합의에 대한 변경이 필요하며, 그러한 변경으로 인해 지금보다 더 적은 수의 검증자가 배포됩니다. 이는 Ethereum 커뮤니티가 내려야 할 중요한 결정입니다.

결론적으로

Rollup의 개발과 인기로 인해 단편화와 격리가 심각한 문제가 되었습니다. 따라서 기반 롤업이 되는 것과 공유 분류기 레이어를 추가하는 것은 중요한 차이점입니다. 공유 주문 레이어는 빠른 최종 확인 및 체인 간 구성성을 위해 사용될 수 있지만 새로운 신뢰 가정이 필요하며 실패하고 네트워크 효과를 잃을 수 있습니다. 기반 롤업은 블록 구축을 위해 이더리움의 기존 인프라를 활용하지만 블록 시간 및 수익 모델 측면에서 어려움을 겪고 있습니다. 그럼에도 불구하고 이는 해당 기능을 통해 유동성 단편화에 대한 솔루션을 제공하며 L1과 완벽하게 구성 가능합니다.

앞으로 나아갈 길은 기반 롤업의 단점을 극복하기 위한 사전 확인 및 더 빠른 L1 블록 시간을 기반으로 하는 새로운 솔루션에 있을 수 있습니다. 이러한 목표는 Ethereum 정렬을 손상시키지 않고 사용자 경험을 개선하는 것입니다. 우리의 목표는 Ethereum의 비전에 충실한 확장 가능하고 분산되었으며 사용자 친화적인 생태계를 만드는 것입니다.

이더리움을 기반으로 할지 여부를 선택하는 것은 단순한 기술적 결정이 아니라 분산형 롤업 "프레임워크"의 방향에 관한 것입니다.