블록체인 확장성은 뜨거운 논쟁거리였습니다. 거의 모든 블록체인 네트워크는 높은 TPS(초당 트랜잭션)를 판매 포인트로 삼고 있습니다. 그러나 TPS는 블록체인 네트워크를 비교하기 위한 유효한 측정 기준이 아니므로 상대적인 성능을 평가하기가 어렵습니다. 또한 많은 TPS 수는 종종 비용이 발생합니다. 이러한 질문이 제기됩니다. 이러한 네트워크가 실제로 확장되고 있습니까, 아니면 처리량만 증가하고 있습니까?

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모든 트랜잭션이 동일한 가스를 소비하는 것은 아닙니다.

먼저 간단하고 편리한 TPS 메트릭이 확장성의 정확한 척도가 아니라는 주장을 확인해야 합니다.

트랜잭션 실행에 대한 노드 보상(및 사용자가 불필요한 계산으로 네트워크를 어지럽히는 것을 방지하기 위해) 블록체인은 계산 부담에 비례하는 수수료를 부과합니다. 이더리움에서 컴퓨팅 부담의 복잡성은 가스로 측정됩니다. 가스는 거래 복잡성의 편리한 척도이기 때문에 이 용어는 이 문서에서 비이더리움 블록체인에도 사용될 것입니다.

거래는 복잡도가 매우 다양하므로 거래가 소비하는 가스도 매우 다양합니다. 무신뢰 P2P 거래의 선구자인 비트코인은 기본 비트코인 ​​스크립트만 지원합니다. 주소에서 주소로의 이러한 간단한 전송은 가스를 거의 사용하지 않습니다. 반대로 Ethereum 또는 Solana와 같은 스마트 계약 체인은 더 ​​복잡한 트랜잭션을 허용하는 가상 머신 및 Turing-complete 프로그래밍 언어를 지원합니다. 따라서 Uniswap과 같은 dApp에는 더 많은 가스가 필요합니다.

그렇기 때문에 서로 다른 블록체인의 TPS를 비교하는 것은 의미가 없습니다. 우리가 비교해야 할 것은 컴퓨팅 성능 또는 처리량입니다.

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확장성을 제한하는 것은 무엇입니까?

블록체인은 가능한 가장 분산되고 개방적이며 포괄적인 네트워크가 되기 위해 노력합니다. 이 목표를 달성하기 위해서는 두 가지 기본 속성을 유지해야 합니다.

● 하드웨어 요구사항

블록체인 네트워크의 분산화는 네트워크에서 가장 약한 노드가 블록체인을 검증하고 상태를 유지하는 능력에 의해 결정됩니다. 따라서 노드를 실행하는 비용(하드웨어, 대역폭 및 스토리지)은 가능한 한 많은 개인이 신뢰할 수 없는 네트워크에서 무허가 참여자가 될 수 있도록 가능한 한 낮게 유지되어야 합니다.

● 상태 성장

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처리량 증가의 역효과

● 노드

노드를 실행하기 위한 최소 요구 사항 및 노드 수입니다.

비트코인¹: 350GB 하드 드라이브 공간, 5Mbit/s 연결, 1GB RAM, CPU>1Ghz. 노드 수: ~10,000

이더리움². 500GB 이상의 SSD 디스크 공간, 25Mbit/s 연결, 4-8GB 메모리, CPU 2-4 코어. 노드 수: ~6,000

솔라나³. 1.5TB 이상의 SSD 디스크 공간, 300Mbit/s 연결, 128GB 메모리, 12코어 이상의 CPU. 노드 수: ~1,200

블록체인의 처리량에 대한 노드의 CPU, 대역폭 및 스토리지 요구 사항이 클수록 네트워크에 있는 노드의 수가 적어져 탈중앙화가 약해지고 네트워크 포괄성이 저하됩니다.

● 전체 노드 시간 동기화

노드를 처음으로 실행할 때 제네시스 블록에서 체인 끝까지 네트워크 상태를 다운로드하고 검증하면서 기존의 모든 노드와 동기화해야 합니다. 이 프로세스는 누구나 프로토콜에 무허가 참가자가 될 수 있도록 가능한 한 빠르고 효율적이어야 합니다.

이미지 설명

표 1. 블록체인 처리량 및 노드 동기화 비교

표 1은 처리량의 증가가 더 많은 데이터를 처리하고 저장해야 하므로 동기화 시간이 길어짐을 보여줍니다.

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확장성은 어떻게 정의되어야 합니까?

확장성은 블록체인 공간에서 가장 잘못 사용되는 용어입니다. 처리량을 늘리는 것이 바람직하지만 이는 퍼즐의 한 조각일 뿐입니다.

확장성은 동일한 하드웨어에서 더 많은 트랜잭션을 실행할 수 있음을 의미합니다.

이러한 이유로 확장성은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

● 시퀀서의 확장성

시퀀서는 네트워크에서 트랜잭션의 순서 지정 및 처리 동작을 설명합니다. 앞에서 언급했듯이 모든 블록체인은 블록 크기를 늘리고 블록 시간을 단축하여 처리량을 늘릴 수 있으며, 이 접근 방식은 네트워크의 분산 정도에 큰 부정적인 영향을 미칩니다. 그러나 이러한 간단한 매개 변수를 조정하는 것만으로는 원하는 개선 사항이 제공되지 않았습니다. 이더리움의 EVM은 이론적으로 최대 약 2,000 TPS를 처리할 수 있으며 이는 장기적인 블록 공간 요구 사항을 충족시키기에 충분하지 않습니다. 정렬을 확장하기 위해 Solana는 몇 가지 인상적인 혁신을 이루었습니다. 병렬 실행 환경과 영리한 합의 메커니즘을 사용하여 처리량의 효율성이 크게 향상되었습니다. 그러나 이러한 개선 사항으로는 처리량에 대한 수요를 충족시키기에 충분하지 않으며 분류기의 확장성도 없습니다. Solana의 처리량이 증가함에 따라 노드를 실행하고 트랜잭션을 처리하는 데 드는 하드웨어 비용도 증가합니다.

● 확장성 검증

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유효성 롤업이란 무엇입니까?

유효성 롤업(또는"ZK-Rollups"보조 제목

동일한 하드웨어 요구 사항에서 유효성 롤업은 어떻게 확장됩니까?

증명자가 고급 하드웨어를 요구하더라도 트랜잭션의 유효성이 수학적으로 검증 가능한 증명에 의해 보장되기 때문에 블록체인의 분산화에 영향을 미치지 않습니다.

중요한 것은 증명을 확인해야 하는 요건입니다. 관련된 데이터는 계산을 통해 고도로 압축되고 추상화되기 때문에 기본 블록체인 노드에 미치는 영향은 최소화됩니다.

유효성 검사기(Ethereum 노드)에는 고급 하드웨어가 필요하지 않으며 배치 크기가 하드웨어 요구 사항을 증가시키지 않습니다. 상태 전환과 소량의 호출 데이터만 노드에서 처리하고 저장해야 합니다. 이를 통해 모든 이더리움 노드는 검증을 위해 기존 하드웨어를 사용할 수 있습니다.

거래가 많을수록 가격이 낮아집니다.

전통적인 블록체인에서는 트랜잭션이 많을수록 블록 공간이 채워지기 때문에 모두에게 더 많은 비용이 듭니다. 거래가 블록에 포함되려면 사용자는 수수료 시장에서 서로를 능가해야 합니다.

이 상황은 Validity Rollup에서 역전됩니다. 이더리움에서 트랜잭션 배치를 확인하는 데는 비용이 듭니다. 배치의 트랜잭션 수가 증가함에 따라 배치 유효성 검사 비용은 대수적으로 증가합니다. 그러나 배치에 더 많은 거래를 추가하면 배치의 검증 비용이 증가하더라도 거래 수수료가 저렴해집니다. 이러한 비용은 일괄 처리 내의 모든 트랜잭션에서 상각되기 때문에 유효성 롤업은 일괄 처리 내에서 가능한 한 많은 트랜잭션을 원합니다. 배치 크기가 무한대로 커지면 거래당 상각 수수료는 0으로 수렴됩니다. 즉, 유효성 롤업에 포함된 거래가 많을수록 사용자당 거래 수수료가 저렴해집니다.

Validity Rollup으로 구동되는 dApp인 dYdX는 정기적으로 12,000개 이상의 트랜잭션 배치를 확인합니다. 메인 네트워크와 Validity Rollup에서 동일한 트랜잭션의 가스 소비를 비교하면 확장성이 향상되는 것을 볼 수 있습니다.

이더리움 메인넷에서 dYdX 거래 정산: 200,000 가스

StarkEx에서 dYdX 거래를 정산하려면:<500 gas

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낙관적 롤업(OP)이 사람들이 생각하는 만큼 확장되지 않는 이유는 무엇입니까?

이론적으로 OP는 유효성 롤업과 거의 동일한 확장성 이점이 있습니다. 그러나 중요한 차이점이 있습니다. OP는 평균적인 경우에 대해 최적화하고 유효성 롤업은 최악의 경우에 대해 최적화합니다. 블록체인 시스템은 극도로 적대적인 조건에서 작동하기 때문에 최악의 시나리오에 최적화하는 것이 보안을 달성하는 유일한 방법입니다.

OP가 가진 최악의 경우는 사용자의 트랜잭션이 사기 검사기에 의해 확인되지 않는다는 것입니다. 따라서 사기에 맞서기 위해 사용자는 의심스러운 트랜잭션을 자체 계산하면서 이더리움 풀 노드와 L2 풀 노드를 동기화해야 합니다.

유효성 롤업에서는 최악의 경우에도 사용자가 이더리움 전체 노드를 동기화하여 유효성 증명을 확인하기만 하면 계산 부담이 줄어듭니다.

유효성 롤업과 비교할 때 OP 비용은 사용자 수가 아닌 트랜잭션 수에 따라 선형적으로 확장되므로 OP가 더 비쌉니다.

롤업 상태에 대한 무허가 액세스

결론적으로

결론적으로

블록체인 확장성에 대한 많은 접근 방식은 실수로 처리량 증가에 초점을 맞춥니다. 그러나 이것은 노드에 대한 처리량 영향을 무시합니다. 즉, 블록을 처리하고 네트워크 기록을 저장하기 위한 계속 증가하는 하드웨어 요구 사항과 이것이 네트워크의 분산화를 방해하는 방식입니다.

zCloak Network는 Polkadot 생태계를 기반으로 하는 사설 컴퓨팅 서비스 플랫폼으로 zk-STARK 가상 머신을 사용하여 일반 컴퓨팅을 위한 영지식 증명을 생성하고 검증합니다. 독자적인 자율 데이터와 자체 인증 컴퓨팅 기술을 기반으로 사용자는 데이터를 외부로 보내지 않고도 데이터를 분석하고 계산할 수 있습니다. Polkadot 크로스 체인 메시징 메커니즘을 통해 Polkadot 생태계의 다른 병렬 체인 및 기타 퍼블릭 체인에 데이터 개인 정보 보호 지원을 제공할 수 있습니다. 이 프로젝트는 원스톱 다중 체인 프라이버시 컴퓨팅 인프라를 구축하기 위해 "서비스로서의 영지식 증명" 비즈니스 모델을 채택할 것입니다.

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zCloak Network는 Polkadot 생태계를 기반으로 하는 사설 컴퓨팅 서비스 플랫폼으로 zk-STARK 가상 머신을 사용하여 일반 컴퓨팅을 위한 영지식 증명을 생성하고 검증합니다. 독자적인 자율 데이터와 자체 인증 컴퓨팅 기술을 기반으로 사용자는 데이터를 외부로 보내지 않고도 데이터를 분석하고 계산할 수 있습니다. Polkadot 크로스 체인 메시징 메커니즘을 통해 Polkadot 생태계의 다른 병렬 체인 및 기타 퍼블릭 체인에 데이터 개인 정보 보호 지원을 제공할 수 있습니다. 이 프로젝트는 원스톱 다중 체인 프라이버시 컴퓨팅 인프라를 구축하기 위해 "서비스로서의 영지식 증명" 비즈니스 모델을 채택할 것입니다.