원문: 다차원적 가스 가격 책정
편집자: Odaily Planet Daily Asher
이더리움 네트워크에서는 단일 자원 "가스"를 통해 자원이 제한되고 가격이 책정됩니다. 가스는 특정 거래나 블록을 처리하는 데 필요한 "계산 노력"을 측정한 것입니다. 가스는 여러 유형의 "노력"을 결합하며 그 중 가장 중요한 것은 다음과 같습니다.
기본 계산(예: ADD, MULTIPLY )
Ethereum 저장소 읽기 및 쓰기(예: SSTORE, SLOAD, ETH 전송)
데이터 대역폭
블록 ZK-SNARK 증명을 생성하는 비용
예를 들어, 이 거래에는 총 47085 가스가 소요됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다: (i) "기본 수수료"를 위한 21,000 가스, (ii) 거래의 일부인 통화 데이터 바이트를 위한 1,556 가스, (iii) 읽기 및 쓰기 저장 을 위한 16,500 가스, 나머지는 EVM을 실행하는 데 사용됩니다. 사용자가 지불해야 하는 거래 수수료는 거래에 소비되는 가스에 비례합니다. 블록에는 최대 3천만 개의 가스가 포함될 수 있으며, 가스 가격은 EIP-1559 대상 메커니즘을 통해 지속적으로 조정되어 평균 블록에 1,500만 개의 가스가 포함되도록 합니다.
이 접근 방식에는 한 가지 주요 이점이 있습니다. 모든 거래가 하나의 가상 리소스로 통합되므로 시장 설계가 매우 간단합니다. 비용을 최소화하기 위해 거래를 최적화하는 것은 쉽고, 가능한 가장 높은 수수료( MEV 제외)를 청구하기 위해 블록을 최적화하는 것은 상대적으로 쉽고, 수수료를 절약하기 위해 특정 거래를 다른 거래와 묶는 이상한 인센티브는 없습니다.
그러나 이 접근 방식에는 중대한 비효율성도 있습니다. 즉, 네트워크가 처리할 수 있는 실제 기본 한계가 그렇지 않은데도 서로 다른 리소스를 상호 변환 가능한 것으로 간주합니다. 이 문제를 이해하는 한 가지 방법은 아래 이미지를 보는 것입니다.
𝑛 리소스에 상당한 보안 제약이 있는 경우 1차원 가스는 처리량을 최대 𝑛배까지 줄일 수 있습니다. 따라서 다차원 Gas의 개념에 대해서는 오랫동안 관심이 있어 왔으며, EIP-4844를 통해 오늘날 이더리움에서 실제로 다차원 Gas를 사용할 수 있게 되었습니다. 이 기사에서는 이 접근 방식의 이점과 이를 더욱 개선할 수 있는 전망을 살펴봅니다.
Blobs: 칸쿤의 업그레이드된 다차원 가스
올해 초 평균 블록 크기는 150kB였다 . 이것의 큰 부분은 보안을 위해 온체인에 데이터를 저장하는 L2 프로토콜 인 컨볼루셔널 데이터입니다. 이 데이터의 비용은 높습니다. 컨볼루션의 거래 비용은 Ethereum L1의 해당 거래 비용보다 5-10배 낮지만 이 비용조차도 많은 사용 사례에서는 너무 높습니다.
이 문제는 궁극적으로 각 블록에 별도의 컨볼루션 친화적인 데이터 공간("Blob"이라고 함)을 도입하여 해결되었습니다.
칸쿤 업그레이드 후 이더리움 블록은 최대 (i) 3천만 개의 가스와 (ii) 6개의 Blob을 포함할 수 있으며, 각 Blob에는 약 125kB의 통화 데이터가 포함될 수 있습니다. 두 리소스 모두 EIP-1559와 유사한 독립적인 가격 책정 메커니즘으로 조정된 독립적인 가격을 가지며, 블록당 평균 1,500만 개의 가스 및 3개의 Blob 사용량을 목표로 합니다.
결과적으로 컨볼루션 비용은 100배 감소하고 컨볼루션 거래량은 3배 이상 증가하는 반면 이론적 최대 블록 크기는 1.9MB에서 2.6MB로 약간만 증가합니다.
Growthepie.xyz 에서 제공하는 롤링 거래 수수료. Dencun 포크는 2024년 3월 13일에 발생하여 Blob의 다차원 가격 책정을 도입했습니다.
다차원 가스 및 무상태 클라이언트
미래에 무상태 클라이언트는 저장 증명 문제에 직면하게 될 것입니다. 상태 비저장 클라이언트는 로컬에 데이터를 거의 또는 전혀 저장하지 않으면서 블록체인을 검증할 수 있는 새로운 유형의 클라이언트입니다. 데이터 자체를 저장하지 않고 블록의 특정 부분에 대한 이더리움 상태를 확인하는 증명을 허용합니다.
블록은 평균적으로 약 1,000번의 저장소 읽기 및 쓰기 작업을 수행하지만 이론적 최대치는 수천만 번일 수 있습니다. 현재 계획은 Ethereum의 상태 트리 디자인을 Merkle Patricia 트리에서 Verkle 트리로 마이그레이션하여 상태 비저장 클라이언트를 지원하는 것입니다. 그러나 Verkle 트리는 양자 저항성이 없으며 최신 STARK 증명 시스템에 적합하지 않습니다.
따라서 많은 사람들은 Verkle을 완전히 건너뛰거나 Verkle 마이그레이션 후 몇 년 후에 업그레이드하여 바이너리 Merkle 트리 및 STARK를 통해 상태 비저장 클라이언트를 지원하기를 원합니다. 바이너리 해시 트리 분기의 STARK 증명에는 많은 장점이 있지만, 증명 생성 속도가 느리고 고속 요구 사항을 충족할 수 없습니다.
앞으로 1000개의 값을 1초도 안 되는 시간에 증명할 수 있는 때가 올 것으로 예상되지만, 14,285개의 값의 속도는 달성되지 못할 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다차원 가스(Multi-Dimensional Gas) 개념이 제안되었다. 이 방법은 스토리지 액세스를 각각 제한하고 과금할 수 있어 블록당 평균 스토리지 액세스 횟수가 1,000회가 되도록 보장하는 동시에 블록당 제한을 2,000회로 설정하여 네트워크의 보안과 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
다차원 가스의 광범위한 적용
상태 규모 증가는 고려해야 할 또 다른 리소스입니다. Ethereum 상태 크기를 늘리면 전체 노드가 더 많은 데이터를 보유해야 합니다. 다른 리소스와 달리 상태 크기 증가는 주로 단기적인 급증보다는 장기적으로 지속적인 사용으로 인해 제한됩니다. 따라서 상태 크기가 커지는 작업을 처리하려면 별도의 가스 차원을 추가하는 것이 좋습니다. 이 접근 방식의 목표는 블록당 제한을 설정하는 대신 특정 평균 사용량을 목표로 하는 차등 가격을 설정하는 것입니다.
이는 각 리소스에 대해 서로 다른 질문을 할 수 있는 다차원 가스의 강력한 특성을 보여줍니다. (i) 각 리소스의 이상적인 평균 사용량은 얼마입니까? (ii) 각 리소스의 안전한 최대 사용량은 얼마입니까? 이러한 매개변수를 설정하면 각 블록의 최대 사용량이 아닌 네트워크 보안에 따라 가스 가격을 조정할 수 있습니다. 더 복잡한 상황을 처리할 때 여러 가스를 사용할 수 있습니다. 예를 들어 0에서 0이 아닌 SSTORE 작업은 상태 비저장 클라이언트 증명 가스 및 저장소 확장 가스와 같은 다양한 유형의 가스를 사용할 수 있습니다.
거래당 최대 가치: 다차원 가스를 얻기 위한 약하지만 간단한 전략
1차원 가스 시스템에서 거래의 가스 비용은 데이터와 계산에 의해 소비되는 가스를 기준으로 결정됩니다. 그러나 다차원 가스 시스템에서 가스 비용은 거래에 소비되는 주요 자원을 기준으로 결정될 수 있습니다. 이 접근 방식은 보안을 유지하면서 처리량을 향상시킵니다.
EIP-7623은 바이트당 최소 가격을 높여 블록 내 트랜잭션이 차지하는 공간을 줄이는 유사한 솔루션을 제안했지만 이로 인해 더 많은 개별 자원을 소비하는 트랜잭션이 여전히 높은 수수료를 지불해야 하는 등의 문제가 발생했습니다. 또한 비용 절감을 위해 데이터 집약적 트랜잭션과 컴퓨팅 집약적 트랜잭션을 함께 묶는 인센티브를 제공합니다. 이 접근 방식에는 한계가 있지만 이점은 그만한 가치가 있지만 더 많은 개발 작업을 기꺼이 투입하려는 경우 더 이상적인 솔루션이 있습니다.
다차원 EIP-1559: 더 어렵지만 더 이상적인 전략
다차원 EIP-1559의 핵심은 extra_blobs 매개변수를 추적하여 블록의 평균 사용량이 목표 수준으로 유지되도록 보장함으로써 블롭의 기본 수수료를 조정하는 것입니다.
블록에 포함된 Blob 수가 목표 값을 초과하면 사용량을 줄이기 위해 기본 요금이 증가하고 그렇지 않으면 감소합니다. 이 가격 책정 메커니즘을 통해 블록 내의 거래 가격을 동적으로 조정하여 블록을 절반만 채운 상태로 유지할 수 있습니다. 동시에 단기적으로 사용량이 급증하면 거래에서 합리적인 경쟁을 보장하기 위한 제한 메커니즘도 작동됩니다.
이더리움에서는 이러한 가스 가격 책정 방식이 수년 동안 존재해 왔습니다. 2020년에 EIP-1559는 매우 유사한 메커니즘을 도입했습니다. EIP-4844의 도입으로 이제 Gas와 Blob에 대해 두 가지 변동 가격이 있습니다.
사용자와 블록 빌더의 경우 경험은 이전과 유사하지만 수용할 수 있는 두 가지 별도의 수수료가 있습니다. 그러나 개발자의 경우 다중 가격 및 다중 제한 환경에 적응하기 위해 EVM 기능을 재설계해야 하기 때문에 몇 가지 과제가 추가될 수 있습니다.
다차원 가격 책정, EVM 및 하위 호출
EVM에는 두 가지 유형의 가스 한도가 있습니다. 각 거래에 대해 설정된 총 가스 한도와 계약이 다른 계약을 호출할 때 개별 가스 한도가 있습니다. 이를 통해 계약은 호출 후 다른 계산을 위해 가스가 여전히 남아 있는지 확인하면서 신뢰할 수 없는 계약을 호출할 수 있습니다. 그러나 다양한 실행 유형에 걸쳐 다차원적인 가스 가격 책정을 달성하는 데는 어려움이 있습니다. 이 다차원 접근 방식에는 각 가스 유형에 대해 여러 제한을 제공하기 위한 하위 호출이 필요합니다. 이는 EVM에 중대한 변화가 될 것이며 기존 애플리케이션과 호환되지 않습니다.
다차원 가스 제안은 데이터와 실행이라는 두 가지 차원에서만 끝나는 경우가 많습니다. 데이터는 EVM 외부에 배포되므로 별도로 가격을 책정하기 위해 내부 변경이 필요하지 않습니다. 개발자에게 이는 다양한 가격과 제약 조건을 수용할 수 있도록 EVM과 주변 인프라를 재설계하는 것을 의미합니다. 어떤 경우에는 어떤 방법이 더 효과적인지 명확하게 말할 수 없기 때문에 최적화가 더욱 어려워질 수도 있으며, 이는 개발 프로세스에 영향을 미칠 수 있습니다.
몇 가지 과제가 있지만 EIP-7623과 유사한 것을 구현하면 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 이 체계는 저장 작업에 대한 추가 수수료를 부과하고 트랜잭션이 끝날 때 이를 환불하여 기본 호출에 후속 작업을 수행할 수 있는 충분한 가스가 있는지 확인합니다.
요약
어느 경우든 일단 다차원 실행 가스가 도입되기 시작하면 시스템의 복잡성이 크게 증가할 것이라는 점을 강조할 가치가 있으며 이는 불가피해 보입니다.
따라서 우리는 복잡한 결정에 직면했습니다. L1 확장성을 잠금 해제하는 데 따른 상당한 이점을 대가로 EVM 수준에서 더 많은 복잡성을 수용할 의향이 있는지, 그렇다면 어떤 특정 제안이 프로토콜 경제 및 애플리케이션 개발 인력에게 더 적합한지 여부입니다. ? 아마도 가장 좋은 솔루션은 앞서 언급한 솔루션이나 위에서 언급한 솔루션이 아닐 가능성이 높으며, 더 우아하고 효율적인 솔루션을 내놓을 여지가 아직 남아 있습니다.
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