Ethereum Layer-2 소개

Ethereum Layer-2 확장 기술과 작동 방식에 대해 모두 알아보세요.

Jul 10, 2023
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주요 내용:

  • 이더리움에서 가장 인기 있는 Layer-2 유형은 낙관적 롤업과 영지식 롤업(ZK 롤업)입니다. 그러나 사이드 체인, 플라즈마 체인 및 발리디움과 같은 다른 레이어 2 기술도 있습니다.
  • 일반적으로 낙관적 롤업과 ZK 롤업은 이더리움 메인넷의 보안을 계승하므로 매우 안전한 것으로 간주됩니다.
  • 낙관적 롤업의 이더리움 가상 머신(EVM) 호환성을 통해 개발자는 기존 스마트 계약을 이더리움에서 낙관적 롤업 블록체인으로 편리하게 마이그레이션할 수 있습니다. 영지식 이더리움 가상 머신(zkEVM)은 영지식 증명과 EVM 호환성의 확장성 이점을 모두 제공할 수 있습니다.

이더리움이란 무엇입니까?

Ethereum은 개발자가 분산 응용 프로그램(dapps) 및 스마트 계약을 구축하고 배포할 수 있는 오픈 소스 블록체인 플랫폼입니다. 2013년 후반에 Vitalik Buterin이 제안한 이 제품은 2015년에 공식적으로 출시되었습니다.

핵심적으로 이더리움은 스마트 계약을 실행할 수 있는 이더리움 가상 머신(EVM)이라는 공유 데이터베이스를 공동으로 유지 관리하는 분산형 노드 네트워크입니다. 이러한 자체 실행 계약에는 코드로 직접 작성된 계약 조건이 포함됩니다. 스마트 계약을 통해 중개자 없이 다양한 프로세스를 자동화할 수 있습니다.

이더리움과 그 확장성 문제

최근 몇 년 동안 블록체인의 사용과 함께 암호화폐의 인기가 크게 높아졌습니다. 인기 있는 블록체인, 특히 이더리움은 높은 수요를 따라잡지 못해 가스 가격이 급등했습니다. 현재 이더리움은 하루에 100만 건 이상의 거래를 처리할 수 있는 네트워크 용량에 도달했습니다.

암호화폐 세계에는 블록체인 트릴레마(trilemma) 라는 개념이 있는데, 일반적인 블록체인은 다음 세 가지 요소 중 두 가지에만 집중할 수 있습니다: 보안 , 분산화확장성 . 이더리움은 보안과 탈중앙화에 중점을 둔 강력한 입장을 취했습니다. 즉, 트릴레마에 따르면 일정 수준의 확장성을 희생해야 합니다.

확장성 솔루션으로서의 Layer-2

이더리움 및 비트코인과 같은 레이어 1 블록체인 위에 구축된 레이어 2 블록체인은 기본 레이어 블록체인의 일부 트랜잭션 로드를 처리하여 확장을 지원합니다. Layer-2는 일반적으로 여러 트랜잭션을 단일 트랜잭션으로 결합하기 때문에 Layer-1이 덜 혼잡해지고 사용자의 가스 요금을 크게 낮추는 데 도움이 됩니다.

레이어 2 솔루션은 다양한 유형의 기술을 사용합니다. 다른 Layer-2 기술도 존재하지만 가장 인기 있는 것은 낙관적 롤업과 영지식 롤업(ZK 롤업)입니다. 여기에는 사이드체인, 상태/지불 채널, 플라즈마 체인 및 유효성이 포함됩니다. 현재 많은 Layer-2 솔루션은 블록 공간에 대한 수요가 가장 큰 블록체인이기 때문에 이더리움 확장을 목표로 합니다.

Ethereum Layer-2의 유형

낙관적 롤업

낙관적 롤업은 레이어 1 네트워크에서 컴퓨팅 및 상태 스토리지를 이동하여 확장에 도움이 됩니다. 낙관적 롤업은 이더리움 메인넷에 제출하기 전에 많은 수의 오프 체인 트랜잭션을 함께 그룹화합니다. 또한 압축 기술을 사용하여 Ethereum에 게시되는 데이터의 양을 줄입니다. 결과적으로 사용자는 거래 수수료가 낮아집니다.

낙관적 롤업의 특징은 오프체인 트랜잭션이 기본적으로 유효하다는 가정과 온체인에 게시된 트랜잭션 배치에 대한 유효성 증명을 게시하지 않는다는 것입니다. 대신 낙관적 롤업은 잘못된 트랜잭션 계산을 감지하기 위해 ‘사기 증명’이라는 체계를 사용합니다. 롤업 배치가 이더리움에 게시된 후 누구나 롤업 거래 결과에 이의를 제기하기 위해 사기 증거를 제출할 수 있는 시간 창(‘도전 기간’이라고도 함)이 있습니다.

낙관적 롤업의 주목할만한 예로는 Arbitrum , OptimismBoba Network 가 있습니다.

영지식 롤업

영지식 롤업(ZK 롤업)은 또한 오프체인에서 실행되도록 트랜잭션을 함께 묶음으로써 온체인에 게시되는 데이터의 양을 크게 줄입니다.

유효성 증명은 ZK 롤업이 이더리움 상태에 대해 제안한 변경 사항이 올바른지 증명하기 위해 생성하는 핵심 기능입니다. 모든 트랜잭션 데이터를 온체인에 게시해야 하는 낙관적 롤업과 달리 ZK 롤업은 이더리움에서 트랜잭션을 완료하기 위해 유효성 증명만 제공하면 됩니다. 이는 유효성 증명이 확인되면 종료 트랜잭션이 실행되기 때문에 ZK 롤업에서 이더리움으로 자금을 이체할 때 지연이 없는 것과 같은 여러 이점으로 이어집니다.

유효성 증명에는 ZK-SNARK(Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) 및 ZK-STARK(Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge)의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

Zk 롤업 작동 방식jul11

기타 Layer-2 솔루션

Ethereum의 공식 웹 사이트에 따르면 롤업은 현재 네트워크 확장을 위해 선호되는 Layer-2 솔루션 입니다. 그럼에도 불구하고 여기에서 간단히 소개하는 다른 Layer-2 기술도 있습니다.

Plasma는 2017년 8월 Joseph Poon과 Buterin이 처음 제안한 Layer-2 스케일링 솔루션입니다. 스마트 계약과 암호화 검증의 조합을 사용하여 이더리움 메인넷의 거래는 플라즈마 체인으로 오프로드되며, 플라즈마 체인은 주기적으로 기본 이더리움 블록체인에 보고하고 이를 사용하여 모든 분쟁을 해결합니다. 그러나 Ethereum 커뮤니티는 일반적으로 롤업을 선호하여 Plasma에서 이동했습니다 .

Validium은 ZK 롤업과 같은 유효성 증명을 사용하여 트랜잭션의 무결성을 유지하는 데 중점을 둔 확장 솔루션입니다. 다른 솔루션과 달리 Validium은 거래 데이터를 Ethereum 메인넷에 저장하지 않습니다. 이 접근 방식은 장단점이 있지만 상당한 확장성 향상도 제공합니다. Validium은 많은 수의 트랜잭션을 처리할 수 있으며 잠재적으로 초당 약 9,000개의 트랜잭션(tps) 이상에 도달할 수 있습니다.

일부 사람들이 Layer-2 솔루션으로 간주하는 사이드체인은 트랜잭션을 처리하기 위해 자체 합의 모델과 블록 매개변수를 사용하는 이더리움 호환 독립 블록체인입니다. 주목할만한 예로는 Polygon(이전 Matic Network)Gnosis(이전 xDAI) 가 있습니다.

레이어 2 솔루션의 이점

Layer-2 솔루션의 주요 이점 중 하나는 거래 수수료가 낮아 더 많은 사용자를 유치하고 빈번한 거래가 필요한 dapp에 블록체인을 더 적합하게 만드는 것입니다. 여기에는 게임 및 분산형 소셜 네트워크가 포함됩니다.

에 따르면 부테린의 비전, “돈의 인터넷은 트랜잭션당 5센트 이상 비용이 들지 않아야 합니다.” 이더리움 메인넷 자체가 이 목표에 도달하는 데는 거리가 멀지만 일부 Layer-2가 이 목표를 달성할 수 있음을 관찰했습니다. 예를 들어, 루프링 및 zkSync 전용 비용 US$0.03 그리고 US$0.04, 각각 작성 당시.

Layer-2 솔루션의 또 다른 이점은 보안입니다. 일반적으로 낙관적 롤업과 ZK 롤업은 이더리움 메인넷의 보안을 계승하므로 매우 안전한 것으로 간주됩니다. 낙관적 롤업은 트랜잭션 결과를 온체인에 게시하여 이더리움 메인넷에서 보안을 도출합니다. 따라서 보안이나 무신뢰를 희생하지 않고도 확장성을 향상시킬 수 있습니다. ZK 롤업은 또한 보안, 검열 저항 및 탈중앙화를 촉진하는 L1의 오프체인 상태를 복구하는 데 필요한 데이터를 저장하여 이더리움에서 보안을 도출합니다.

특정 Layer-2 솔루션에는 추가 스마트 계약 기능 이점이 있습니다. 낙관적 롤업의 경우 주요 이점은 EVM(Ethereum Virtual Machine)과의 호환성입니다. 이를 통해 개발자는 기존 스마트 계약을 이더리움에서 낙관적 롤업 체인으로 편리하게 마이그레이션할 수 있습니다. 또한 개발자는 프로그래밍 언어, 코드 라이브러리, 테스트 도구, 클라이언트 소프트웨어 및 배포 프레임워크와 같은 Ethereum의 기존 인프라를 활용할 수 있습니다.

최근 영지식 이더리움 가상 머신(zkEVM) 구현을 가능하게 하는 영지식 기술의 발전이 있었습니다. zkEVM은 회로에서 증명/검증을 위해 기존 EVM opcode를 재생성하여 스마트 계약을 실행할 수 있습니다. 이는 EVM과 쉽게 호환되지 않고 일반적으로 간단한 토큰 전송만 지원하는 일반적인 ZK 롤업의 한계를 극복하는 데 도움이 됩니다.

레이어 벗겨내기: 새로운 레이어 1 및 레이어 2 블록체인 환경 소개에서 레이어 1 및 레이어 2 프로젝트에 대해 자세히 알아보십시오 .

결론

Layer-2 솔루션은 블록체인의 확장성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. Vitalik Buterin은 “[L]ayer-2는 네트워크 확장의 미래이자 분산화를 유지하는 유일한 방법입니다.”라고 말한 적이 있습니다 . 이것은 샤딩이 아직 멀었기 때문에 중기적으로는 특히 그렇습니다.

각각 고유한 장단점이 있는 수많은 Layer-2 스케일링 솔루션이 있습니다. 일반적으로 롤업(낙관적 및 ZK 모두)은 가까운 미래를 위한 이더리움의 핵심 확장성 솔루션 으로 널리 간주됩니다.

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