Maven11 연구: 모듈화의 정의, 진화 및 미래가 암호화 세계에 중요한 이유

머리말

2019년에 우리가 LazyLedger(현재 Celestia라고 함)에 투자했을 때 모듈성이라는 단어는 블록체인 설계 측면에서 인기가 없었습니다. 그리고 지난 1년 동안 많은 KOL과 L2 팀, 그리고 Celestia Labs 팀에 의해 대중화되었습니다. Celestia Labs 팀은 합의와 시행의 분리에 대한 첫 번째 블로그 게시물에서 이 용어를 만들었습니다.

이와 같이 Celestia에 대한 투자에 대한 업데이트된 개요를 제공하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 우리가 구상하는 모듈식 세계, 그러한 생태계 내의 다양한 계층 및 프로토콜, 그리고 그것이 제공하는 잠재적인 기능에 대해 우리가 그토록 기대하는 이유에 대한 통찰력을 제공할 것입니다.

건축학

현재 대부분의 퍼블릭 체인은 모놀리식 체인입니다. 즉, 블록체인 네트워크는 데이터 가용성, 결제 및 실행의 세 가지 기능 계층(이하 기능 계층이라고 함)을 동시에 포함합니다. 이더리움 롤업 및 Avalanche의 모듈식 구성 요소와 같은 하위 네트워크와 같은 모놀리식 체인도 발전했지만. 그러나 이것은 실제로 모듈식 블록체인이 아닙니다.

오해가 없도록 "모듈성"의 의미를 정의해 봅시다. 모듈화에 대해 이야기할 때 블록체인 네트워크의 기능 계층이 분리됨을 의미합니다. 즉, 블록체인 네트워크의 세 가지 기능 계층 중 하나가 분리되어 실행 계층 또는 합의 계층 또는 데이터 가용성이 층. 즉, 롤업은 실행만 담당하므로 롤업이 모듈성의 표현이라고 말할 수 있습니다. 그러나 Ethereum은 전체적으로 다른 모든 것을 처리합니다.

Celestia를 예로 들면 데이터 가용성과 합의에만 책임이 있기 때문에 모듈식이라고 말할 수 있습니다. 대신 다른 계층에 정산 및 실행을 위임합니다. 이러한 계층은 세 가지 주요 기능 구성 요소 자체의 일부만 처리한다는 점에서 모듈식입니다. 이는 이더리움을 모듈식 블록체인이라고 부를 수 없다는 것을 의미합니다. 이러한 롤업 네트워크는 자체 네트워크의 트랜잭션 실행만 담당하고 이더리움 자체도 트랜잭션을 실행하므로 현재 구현에서 이더리움은 여전히 모놀리식 체인입니다. 그럼에도 불구하고 이더리움은 여전히 이상적인 결제 레이어이자 가장 분산되고 안전한 퍼블릭 체인입니다.

이제 Polkadot과 Avalanche는 어떻습니까? Avalanche의 경우 모듈식이 아니며 각 서브넷에는 세 가지 주요 기능 구성 요소가 있습니다. 이는 모듈식으로 확장할 수 없지만 다른 모놀리식 체인을 수평으로 사용하여 확장할 수 있음을 의미합니다. Polkadot의 parchain은 롤업과 유사하게 실행을 담당하는 동시에 합의 및 데이터 가용성을 위해 블록을 릴레이 체인으로 보냅니다. 그러나 릴레이 체인은 여전히 트랜잭션의 유효성을 보장합니다.

시간이 지남에 따라 모놀리식 체인의 성장은 막대한 정체와 비효율성을 초래할 수 있습니다. 더 많은 사람을 태우고 싶다면 이 세 가지 기능을 처리하는 모놀리식 체인에만 의존하는 것은 완전히 불가능합니다. 최종 사용자에게 매우 높은 비용과 지연을 부과하기 때문입니다. 이것이 체인을 분할하기로 결정하는 체인이 점점 더 많아지는 이유입니다. 우리 모두는 Ethereum을 PoS 체인으로 전환할 전설적인 합병에 대해 들었습니다. 그러나 그들은 또한 궁극적으로 샤딩으로 이동할 계획입니다. 샤딩은 블록체인을 여러 부분으로 수평 분할하는 것을 말합니다. 이러한 샤드는 데이터 가용성만 처리합니다.

샤딩과 롤업은 이더리움 커뮤니티가 확장성 문제를 해결하기 위해 계획하는 방법입니다. 다른 방법이 있습니까? 물론 우리는 Avalanche가 서브넷에서 모듈화로 이동하는 것을 볼 수도 있지만 앞에서 설명한 것처럼 완전한 모듈식으로 분류하지는 않습니다.

서로 다른 각각의 "모듈식" 아키텍처가 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하기 위해 차이점을 더 잘 설명하기 위해 그림을 그려 보겠습니다.

아키텍처 비교

먼저 이더리움의 현재 아키텍처와 향후 샤딩이 활성화된 후 아키텍처가 어떤 모습일지 살펴보겠습니다.

현재 이더리움은 모든 기능 계층을 담당하지만 일부 트랜잭션 실행을 L2 롤업으로 분리하여 트랜잭션을 일괄 처리한 다음 메인 네트워크에서 정산합니다. 미래에 샤딩이 활성화된 후 이더리움의 아키텍처는 다음과 같습니다.

이것은 이더리움을 통합 결제 계층으로 전환하고 샤드가 데이터 가용성을 담당하게 됩니다. 즉, 샤드는 롤업이 데이터를 제출하기 위한 DA 환경일 뿐입니다. 샤드에서 검증자는 전체 네트워크가 아니라 검증하는 샤드에 대한 데이터만 저장하면 됩니다. 샤딩을 사용하면 결국 Celestia와 유사한 경량 노드에서 Ethereum을 실행할 수 있습니다.

Avalanche의 주요 확장 제안은 쉽게 생성할 수 있는 서브넷을 통한 것입니다. Avalanche의 아키텍처는 다음과 같습니다.

서브넷에는 자체 네트워크를 독립적으로 검증하는 새로운 검증자 세트가 있습니다. 모든 Avalanche 하위 네트워크는 자체적으로 합의, 데이터 가용성 및 실행을 담당합니다. 각 서브넷에는 검증자가 지정한 자체 가스 토큰도 있습니다. 현재 활성화된 서브넷의 예로는 JEWEL을 Gas 토큰으로 사용하는 DefiKingdoms 서브넷이 있습니다.

Celestia의 아키텍처로 이동하기 전에 Cosmos를 살펴보겠습니다. Celestia는 Cosmos에서 많은 부분을 차용했으며 Cosmos SDK 및 Tendermint 버전인 Optimint로 구축되었기 때문에 IBC를 통해 많이 상호 작용할 것입니다. Cosmos 아키텍처는 dApp이 가상 머신을 제공하는 것이 아니라 블록체인 자체의 애플리케이션이 될 수 있도록 하기 때문에 현재의 다른 아키텍처와 매우 다릅니다. 즉, 주권 코스모스 SDK 체인은 Tendermint를 합의 엔진으로 사용하면서 필요한 트랜잭션 유형과 상태 전통만 정의하면 됩니다. 코스모스 체인은 블록체인의 애플리케이션 부분을 분할하고 ABCI를 사용하여 네트워크(p2p) 및 합의에 연결합니다. ABCI는 블록체인의 애플리케이션 부분을 합의 및 네트워킹 메커니즘을 제공하는 Tendermint 상태 복제 엔진에 연결하는 인터페이스입니다. 아키텍처는 일반적으로 다음과 같이 광고됩니다.

이제 Celestia의 아키텍처를 살펴보겠습니다.

이것이 Celestia의 초기 생태계 모습입니다. Celestia는 모듈식 스택 내에서 작동하는 모든 유형의 롤업 간에 공유 합의 및 데이터 가용성 계층으로 작동합니다. 정산 레이어는 다양한 롤업 간의 연결 및 유동성을 용이하게 하기 위해 존재합니다. 또한 결제 계층 없이 독립적으로 작동하는 소버린 롤업도 볼 수 있습니다.

다양한 수준의 모듈성, 작동 방식 및 모양을 확인했으므로 이제 Celestia와 같은 순수 모듈식 블록체인의 고유한 기능과 기능을 살펴보겠습니다.

공유 보안

모놀리식 체인의 장점 중 하나는 공유 보안입니다. 그렇다면 모듈식 스택에서는 어떨까요?

실제로 매우 간단합니다. Celestia는 블록체인 네트워크에서 공유 보안을 설정하는 데 필요한 기본 기능인 데이터 가용성을 제공합니다. Celestia를 사용하는 각 네트워크 계층은 데이터가 실제로 사용 가능한지 증명하기 위해 모든 트랜잭션 데이터를 데이터 가용성 계층으로 전달해야 하기 때문입니다. 이는 블록체인 네트워크가 쉽게 연결, 관찰 및 상호 운용될 수 있음을 의미합니다. 하드포크와 소프트포크도 항상 기본 DA 계층의 보안을 유지함으로써 매우 쉽게 만들어지며 이에 대해서는 나중에 논의할 것입니다.

마찬가지로 Celestia는 공유 데이터 가용성 계층의 이점을 유지하면서 합의 계층과 독립적으로 다양한 유형의 실험 실행 계층을 동시에 실행할 수 있도록 합니다. 이는 사용자 수에 따라 선형적으로 확장될 수 있기 때문에 반복 속도가 더 빨라진다는 것을 의미합니다. 따라서 우리의 논지는 실행과 데이터 가용성이 분리되어 있기 때문에 실행 계층을 위한 단일 허브를 갖는 데 제약을 받지 않기 때문에 시간이 지남에 따라 실행 계층의 복합적인 개선으로 이어질 것이라는 것입니다. 모듈성의 무허가 특성은 실험을 허용하고 개발자에게 선택의 유연성을 제공합니다.

데이터 가용성 샘플링 및 블록 유효성 검사

Celestia의 블록 검증은 하위 선형 시간에서 블록을 검증할 수 있기 때문에 현재의 다른 블록체인과 매우 다르게 작동합니다. 이것은 처리량이 비용에 따라 선형적으로 증가하는 것과 비교하여 비용에 따라 선형적으로 증가한다는 것을 의미합니다. 다이어그램을 통해 보다 직관적으로 이해할 수 있습니다.

이는 Celestia의 라이트 클라이언트가 거래를 검증하지 않고 각 블록의 합의 및 블록 데이터 가용성만 확인하기 때문에 가능합니다.

Celestia는 위의 다이어그램과 같이 블록 합의 및 데이터 가용성만 확인하므로 트랜잭션 유효성을 확인할 필요가 없습니다.

전체 블록을 다운로드하는 대신 Celestia 라이트 노드는 블록 내에서 임의의 데이터 샘플을 다운로드합니다. 모든 샘플을 사용할 수 있으면 전체 블록을 사용할 수 있음을 증명합니다. 기본적으로 블록에서 임의의 데이터를 샘플링하여 블록이 실제로 완전한지 확률적으로 확인할 수 있습니다.

이것은 Celestia가 데이터 가용성 샘플링을 사용하여 하위 선형 비용으로 효율적으로 수행하는 방법을 알고 있는 데이터 가용성 검증으로 블록 검증 문제를 줄인다는 것을 의미합니다.

DA 증명은 전송되는 블록을 요청할 때 삭제 코딩을 수행해야 함을 의미합니다. 이것은 원래 블록 데이터가 이제 두 배가 되고 새 데이터가 중복 데이터로 인코딩됨을 의미합니다. Celestia의 삭제 코딩은 블록 크기를 4배 증가시켜 블록의 25%는 원본 데이터이고 75%는 복사된 데이터입니다. 따라서 사기를 저지르려는 경우 오작동하는 시퀀서 또는 이와 유사한 것이 블록의 75% 이상에 대한 데이터를 보류하도록 요구합니다.

따라서 라이트 클라이언트는 블록의 일부만 다운로드(DA 샘플링)하여 블록의 모든 데이터가 게시되었는지 매우 높은 확률로 확인할 수 있습니다. 각 샘플링 라운드는 모든 데이터를 사용할 수 있다는 확신이 들 때까지 데이터를 사용할 수 없는 확률을 줄입니다. 이것은 모든 노드가 모든 블록을 다운로드하는 대신 모든 블록의 일부를 다운로드하는 경량 노드가 많기 때문에 매우 효율적이지만 안전 보장은 이전과 동일합니다. 즉, 데이터의 가용성을 샘플링하는 노드가 충분하면 샘플링 노드 수가 증가함에 따라 처리량을 늘릴 수 있습니다. BitTorrent와 같은 프로토콜을 사용하여 블록체인을 사용하지 않았더라도 일상 생활에서 이러한 유형의 네트워크(DA Proof)에 익숙할 것입니다.

확장성

확장성에 대해 이야기할 때 대부분의 사람들이 가장 먼저 떠올리는 생각은 대개 TPS입니다. 그러나 이것은 확장성에 대한 실제 논의가 되어서는 안 됩니다. 전문 DA 레이어의 확장성을 이야기할 때 TPS가 아닌 mb/s가 되어야 하며, 이것이 극복해야 할 주요 장애물이어야 합니다. 트랜잭션 크기가 다양하기 때문에 Mb/s는 TPS가 아닌 체인 용량의 객관적인 척도가 됩니다. Celestia는 DA 계층을 없애고 데이터 가용성 샘플링을 활용하여 시스템이 처리할 수 있는 mb/s의 수를 늘리기 때문에 이 작업을 잘 수행합니다.

이는 블록체인이 처리할 수 있는 트랜잭션 수에 대한 실제 제한이 입력 및 출력을 기반으로 한다는 것을 의미합니다. 따라서 입력 및 출력 프로세스에서 데이터 가용성을 분리함으로써 Celestia는 모놀리식 체인보다 훨씬 더 높은 mb/s를 생성할 수 있습니다.

그것은 모두 데이터 가용성 문제에서 비롯됩니다. 즉, 제안된 블록에서 분류기 등이 확인할 수 있는 데이터의 양은 기본 DA 계층의 데이터 처리량에 의해 제한됩니다. 이제 전체 노드를 활용하는 모놀리식 블록체인의 경우 이 문제를 해결하기 위한 일반적인 단계는 전체 노드에 대한 하드웨어 요구 사항을 높이는 것입니다. 하지만 이렇게 하면 풀 노드가 적어지고, 그에 따라 네트워크의 탈중앙화도 흔들리게 됩니다.

따라서 앞서 블록 검증 섹션에서 언급한 기술을 활용하면 DA 샘플링을 통해 풀 노드를 라이트 노드와 동일하게 만들어 노드 요구 사항을 늘리지 않고 확장성을 향상시킬 수 있습니다. DA 샘플링으로 인해 추가되는 라이트 노드의 수에 비례하는 부선형 성장이 발생하기 때문에 노드 성장이 더 많은 처리량으로 이어집니다. 모놀리식 체인 설계에서 블록 크기가 증가하면 네트워크 검증 비용도 증가하지만 Celestia에서는 그렇지 않습니다.

하지만 이더리움은 EIP-4844로 일부 확장성 문제를 해결하여 새로운 유형의 거래인 BLOB 거래를 가능하게 할 수 있기를 희망합니다. 여기에는 EVM 실행으로 액세스할 수 없는 많은 양의 데이터가 포함되지만 Ethereum에서는 여전히 액세스할 수 있습니다. 이는 현재 Ethereum의 롤업 트랜잭션이 트랜잭션을 실행하기 위해 사소하게 사용 가능한 호출 데이터에 의존하기 때문에 수행됩니다. 샤딩도 도움이 되지만 아직 멀었지만 Blob 트랜잭션이 활성화되면 롤업을 위해 블록당 약 16MB의 데이터를 제공해야 합니다. 그러나 Blob 트랜잭션 공간에 대한 경쟁이 얼마나 치열해질지는 두고 볼 일입니다. 그러나 확장성 퍼즐 중 하나를 해결하면 다른 퍼즐이 나타날 수 있습니다. 따라서 모듈식 구조로 이동하면 스택의 여러 부분을 가장 잘 활용할 수 있는 특정 리소스 전용으로 지정할 수 있습니다.

포크

대부분의 경우 모놀리식 체인이 하드 포크되면 실행 환경이 동일한 보안을 공유하지 않기 때문에 기본 보안을 잃게 됩니다. 새로운 포크는 합의 계층의 데이터 가용성 및 보안을 갖지 않기 때문에 종종 하드 포크는 실현 가능하지 않고 바람직하지 않습니다. 블록체인 코드에 대한 변경 사항을 제출할 수 있다고 말할 때도 같은 생각이지만 모든 사람이 변경 사항에 동의하도록 설득해야 합니다. 예를 들어 비트코인을 보자. 비트코인의 코드는 변경하기 쉽지만 모든 사람이 변경에 동의하는 것은 어려운 부분입니다. 모놀리식 체인을 하드 포크하려면 합의 레이어도 포크해야 합니다. 즉, 원래 체인의 보안을 잃게 됩니다. 손실된 보안의 양은 새로운 표준 체인을 검증하지 않는 채굴자 또는 유효성 검사기의 수에 따라 다릅니다. 그러나 모든 유효성 검사기가 동일한 포크로 업그레이드되면 보안 손실이 없습니다. 모듈식 블록체인에서는 그렇지 않습니다. 결제 또는 실행 레이어를 분기하려는 경우 기본 합의 레이어의 보안이 여전히 유지되기 때문입니다. 이 경우 실행 환경이 모두 동일한 보안을 공유하므로 포크가 가능합니다. 그러나 결제 레이어 롤업에서는 결제 레이어가 새로 추가된 블록에 대한 신뢰의 소스 역할을 하기 때문에 불가능합니다.

실행 환경의 경우 하드 포크는 무한하고 쉽게 달성할 수 있기 때문에 대담한 아이디어를 테스트하고 시도할 수 있습니다. 또한 기본 계층의 보안을 유지하면서 다른 사람의 작업을 기반으로 구축할 수 있습니다. 자유 시장의 아이디어에 대해 생각해보면(일부는 이에 동의하지 않을 수 있음) 종종 더 나은 결과로 이어지는 경쟁 구현을 만들 수 있습니다.

모듈러 스택

모듈식 스택은 고유한 Celestia 개념입니다. 블록체인의 모든 다른 계층을 독립 계층으로 분리하는 것을 말합니다. 따라서 스택이라고 하면 함께 작동하는 모든 레이어를 의미합니다.

그래서 어떤 레이어가 존재합니까? 말할 필요도 없이 합의 및 데이터 가용성 계층인 Celestia가 있지만 다른 계층도 있습니다. 여기에서 우리는 특히 체인일 수 있는 정산 레이어를 참조하며, 이 체인의 롤업에는 통일된 유동성과 롤업 간 연결을 위한 신뢰 최소화 브리지가 있습니다. 이러한 정산 레이어는 다양한 유형이 될 수 있습니다. 예를 들어, 롤업을 기반으로 하는 간단한 브리지 및 해결 계약만 허용하는 제한된 정산 레이어를 가질 수 있습니다. 그러나 자체 애플리케이션 및 롤업이 포함된 정산 계층을 가질 수도 있습니다. 결제 계층에 의존하지 않고 Celestia 자체 기능에만 의존하는 다른 유형의 롤업이 있지만 이를 소버린 롤업이라고 하며 다음 장에서 이에 대해 설명합니다.

이제 실행 레이어가 결제 레이어에 블록 데이터를 직접 게시하지 않고 Celestia에 직접 게시하는 스택을 가질 수도 있습니다. 이 경우 실행 레이어는 자신의 블록 헤더를 결제 레이어에 게시하고 결제 레이어는 특정 블록의 모든 데이터가 DA 레이어에 포함되어 있는지 확인합니다. 이것은 Celestia로부터 트랜잭션 데이터의 Merkle 트리를 수신하는 결제 계층의 계약을 통해 수행됩니다. 이것이 우리가 데이터 증명이라고 부르는 것입니다.

모듈식 스택의 또 다른 큰 이점은 주권입니다. 모듈식 스택에서 거버넌스는 다른 애플리케이션과 겹치지 않고 특정 애플리케이션 및 계층으로 분할될 수 있습니다. 문제가 있는 경우 거버너는 클러스터의 다른 애플리케이션을 방해하지 않고 문제를 해결할 수 있습니다.

소버린 롤업

소버린 롤업(sovereign rollup)은 결제 레이어와 독립적으로 작동하는 롤업입니다. 즉, 스마트 계약 기능(상태 업데이트 및 증명 제공)이 있는 결제 계층에 의존하는 대신 Celestia의 네임스페이스를 통해서만 작동합니다. 일반적으로 롤업은 롤업 스마트 계약(구문 분석 계약)이 있는 이더리움과 같은 생태계 내에서 작동합니다. 롤업 스마트 계약은 또한 결제 계층과 롤업 사이에 신뢰 최소화 브리지를 제공합니다. 그러나 이더리움에서는 모든 롤업이 귀중한 콜데이터를 놓고 경쟁합니다. 이것이 EIP-4844가 작업 중인 이유이며, 새로운 트랜잭션 유형인 Blob 트랜잭션을 제공할 것입니다. 이것은 또한 블록 크기를 증가시킵니다. 그러나 Blob 트랜잭션이 있더라도 정산을 위한 치열한 경쟁이 여전히 있을 수 있습니다.

대부분의 모놀리식 체인은 스마트 계약을 처리할 수 있습니다. 이더리움을 예로 들면 현재 롤업 상태의 머클 루트인 상태 루트를 처리하는 온체인 스마트 계약이 있습니다. 이 계약은 이전 상태 루트가 현재 루트의 롤업 배치와 일치하는지 지속적으로 확인합니다. 그렇다면 새 상태 루트가 생성됩니다. 그러나 Celestia에서는 스마트 계약을 처리하지 않기 때문에 Celestia에서는 이것이 불가능합니다.

대신 Celestia에서는 소버린 롤업이 데이터를 Celestia에 직접 게시합니다. 여기서 데이터는 계산되거나 정산되지 않고 블록 헤더에 저장됩니다. 블록 헤더는 블록체인에서 특정 블록을 식별하는 것이며 각 블록은 고유합니다. 이 블록 헤더에는 해시된 모든 트랜잭션으로 구성된 Merkle 루트가 있습니다.

어떻게 작동합니까? 롤업에는 풀 노드와 라이트 노드 모두 블록을 다운로드하는 자체 P2P 네트워크가 있습니다. 그러나 모든 롤업 블록 데이터가 Merkle 트리를 통해 Celestia(따라서 데이터 가용성이라는 용어)에서 전송 및 주문되는지 확인합니다. 따라서 체인의 표준 기록은 롤업의 트랜잭션이 올바른지 확인하는 로컬 노드에 의해 설정됩니다. 이것의 의미는 모든 노드가 올바른 상태를 추적할 수 있도록 소버린 롤업이 데이터 가용성 계층에 모든 트랜잭션을 게시해야 한다는 것입니다. 따라서 롤업 네임스페이스의 옵저버인 풀 노드(네임스페이스를 롤업의 스마트 계약으로 생각)도 라이트 노드에 대한 보안을 제공할 수 있습니다. 이는 Celestia에서 라이트 노드가 풀 노드와 거의 동일하기 때문입니다.

네임스페이스에 대해 조금 더 설명하겠습니다. Celestia에서 Merkle 트리는 네임스페이스별로 정렬되어 Celestia의 모든 롤업은 다른 롤업의 데이터를 무시하고 체인과 관련된 데이터만 다운로드할 수 있습니다. Namespaced Merkle Trees(NMT)를 사용하면 롤업 노드가 전체 Celestia 또는 롤업 체인을 구문 분석하지 않고도 쿼리하는 모든 롤업 데이터를 검색할 수 있습니다. 또한 유효성 검사기 노드가 모든 데이터가 Celestia에 올바르게 포함되었음을 인증할 수 있습니다.

그렇다면 소버린 롤업이 독특한 전망인 이유는 무엇일까요? 이더리움에서의 구현과 같은 이전 롤업 구현은 제한적이기 때문에 이더리움 노드가 모든 기능을 처리하므로 실행 관련 상태를 저장해야 합니다. 그러나 모듈식 설계에서는 다양한 목적을 위한 전용 노드를 보유할 수 있으므로 네트워크 운영 비용이 훨씬 저렴해집니다. 따라서 네트워크를 운영하는 비용은 앞에서 설명한 것처럼 라이트 노드가 풀 노드와 동일하기 때문에 풀 노드가 아닌 라이트 노드의 비용에 비례합니다.

일부 롤업 구현이 소버린 롤업으로 작동하는 방식을 살펴보겠습니다. 먼저 다양한 롤업 방지 시스템이 Celestia에서 작동하는 방식을 설명할 가치가 있습니다.

낙관적 롤업은 사기 증거에 의존합니다. 롤업의 풀 노드와 라이트 노드를 통해 고객 간에 사기 증거가 점대점으로 확산됩니다. 우리는 이에 대한 구현을 더 조사할 것입니다. 소버린 롤업은 사기 증명이 배포되는 방식을 변경합니다. 결제 레이어 계약에서 유효성을 검사하는 대신 이제 롤업 P2P 네트워크에 배포되고 로컬 노드에서 유효성을 검사합니다. Celestia의 Sovereign Optimistic Rollups를 통해 우리는 잠재적으로 챌린지 기간을 최소화할 수 있습니다. 즉, 현재 OR이 Ethereum에 대해 매우 보수적인 분쟁 창구를 가지고 있기 때문에 현재 OR의 주요 장애물 중 하나를 해결한다는 의미입니다. 이는 현재 모든 사기성 상호 작용이 이더리움의 경쟁이 치열한 블록 공간에서 온체인으로 발생하여 장기간의 완결성을 초래하기 때문에 가능합니다. 그러나 소버린 롤업에서 모든 라이트 노드는 정직한 전체 노드에 연결된 경우 전체 노드의 보안을 가지므로 사기성 상호 작용이 더 빨라야 합니다.

ZK 롤업은 유효성 증명(예: zksnarks)에 의존합니다. 소버린 롤업으로서의 ZK 롤업은 현재 구현과 상당히 유사하게 작동합니다. 그러나 ZK 증명을 스마트 계약으로 보내는 대신 노드가 확인할 수 있도록 롤업의 P2P 네트워크에 배포됩니다. Sovereign ZK 롤업은 통합 결제 계층의 ZK 롤업과 매우 유사하며, Celestia에서 트랜잭션을 해석하지 않기 때문에 다양한 실행 런타임이 서로 위에 있는 주권 체인으로 작동할 수 있습니다. 여기에서 ZK 롤업 위에 있는 런타임은 다양한 방식으로 작동할 수 있습니다. 개인 정보 보호 런타임, 애플리케이션별 런타임 등이 있을 수 있습니다. 이를 프랙탈 스케일링이라고 합니다.

이제 우리는 소버린 롤업의 개념을 확립하고 Celestia에서 어떻게 구현될 것인지에 대한 아이디어를 얻었으므로 두 가지 다른 롤업 아키텍처가 어떻게 보이는지 살펴보겠습니다.

그렇다면 Celestia가 필요한 이유는 무엇입니까? 낙관적 롤업은 사기 증거를 탐지하기 위해 DA가 필요한 반면, ZK 롤업은 롤업 체인의 상태를 알기 위해 DA가 필요합니다.

무언가를 볼 때 항상 거꾸로 생각하는 것도 중요합니다. 그렇지 않으면 종종 자신의 믿음에 눈이 멀기 때문입니다. 이 섹션에서는 소버린 롤업의 몇 가지 단점을 설명하려고 합니다.

소버린 롤업은 그 위에 구축된 새로운 생태계(예: dApp)에 크게 의존할 것입니다. 그러나 롤업 자체가 이미 구축되어 있고 dApp이 오픈 소스라면 그렇게 하는 것이 훨씬 쉽습니다. 여전히 유동성은 극복해야 할 주요 문제로 남아 있습니다. 유동성은 일반적으로 소버린 롤업과 이를 기반으로 한 런타임으로 나뉩니다. 따라서 롤업은 다른 소버린 롤업 또는 결제 레이어와 같은 다른 레이어에 대한 안전하고 신뢰가 최소화된 브리지에 크게 의존합니다. 나중에 몇 가지 가능한 구현을 다룰 것입니다. 또한 소버린 롤업의 구현은 다양한 기능을 지원하기 위해 구축되는 인프라에 크게 의존합니다.

낙관적 롤업 구현

이 섹션에서 우리는 소버린 낙관적 롤업의 가능한 구현이 어떻게 작동하는지 설명하려고 합니다.

OR에 대한 사기 증명을 구성하는 독특한 방법 중 하나는 풀 노드와 라이트 노드를 사용하여 롤업 게임을 하는 것입니다. 게임은 두 개의 노드 사이에서 진행되며, 하나는 도전자이고 다른 하나는 응답자입니다. 도전자는 유효성 검사기 역할을 하는 세 번째 노드를 통해 응답자에게 쿼리를 보냅니다. 이 쿼리에 대한 응답자의 응답은 동일한 채널을 통해 발생합니다. 챌린지를 수신하면 검증자는 응답자에게 쿼리를 전달하고 응답자는 검증자와 챌린저에게 다시 전송되는 응답을 생성합니다. 유효성 검사기는 둘 사이에 불일치가 없고 악의적이지 않은지 확인하기 위해 지속적으로 검사를 수행합니다. 검증자의 행동은 응답자가 잘못된 머클 트리를 보내지 않았는지 확인하는 것이고 도전자의 행동은 응답자가 올바른 루트를 따르도록 하는 것입니다. 응답자가 자신을 방어할 수 있는 경우 게임은 평소와 같이 계속됩니다. 이 게임에서는 정직한 도전자가 항상 이기고 정직한 응답자가 항상 이깁니다.

Celestia는 데이터 가용성 레이어로 작동하고 X는 정산 레이어로 작동합니다.

브리징을 위해 Celestia에 순전히 연결된 정산 계층이나 소버린 롤업 기능을 사용하지 않는 것도 가능합니다. Celestia는 단순히 기본 DA 계층에 대한 공유 보안을 제공하기 때문에 Celestia가 사용 가능한 트랜잭션 데이터의 Merkle 루트를 결제 계층 계약으로 보낼 수 있는 한 모든 결제 계층을 사용할 수 있습니다. 이는 원하는 경우 롤업에 모든 정산 레이어를 사용할 수 있음을 의미합니다. 그래서 그들은 왜 이것을 하는가? Ethereum과 같은 기존의 많은 결제 계층에는 이미 번성하는 생태계가 있습니다. 따라서 이미 유동성과 사용자가 활용할 수 있습니다. 이것은 처음부터 전체 생태계를 구축하는 데 의존하고 싶지 않은 롤업에 특히 유용합니다. 이제 이것은 결제 계층으로서 이더리움에 국한되지 않습니다. 예를 들어 Mina를 ZK 롤업으로 사용할 수도 있습니다. 이것은 트랜잭션 데이터를 Celestia로 보내는 동시에 상태 업데이트 및 zk-proofs를 Mina로 보낼 수 있음을 의미합니다. 이렇게 하면 기본적으로 유효성을 증명하는 결제 레이어가 이미 있습니다.

다른 블록체인의 유동성과 사용자를 활용하려는 롤업 운영자라면 이러한 유형의 솔루션이 매우 매력적일 것입니다. 플러그 앤 플레이 유형의 롤업 연산자일 수도 있습니다. 다른 분류기를 다른 정산 레이어에 연결할 수 있습니다. 예를 들어 ZK 롤업 시퀀서는 Mina에 연결하여 상태 업데이트 및 유효성 증명을 제공할 수 있습니다. 그리고 다른 ZK 롤업의 다른 분류기는 Quantum을 통한 결제를 위해 Ethereum에 연결할 수 있습니다. 공통점은 모든 거래 데이터를 Celestia로 보낸 다음 Celestia가 결제 계층에서 스마트 계약 또는 유사한 계약을 운영하여 사용 가능한 데이터(인증)의 Merkle 트리를 보낸다는 것입니다.

ZK 롤업을 예로 들어 구조적으로 구현되는 방법을 살펴보겠습니다.

가치 포착

Celestia 자체의 수입원은 제출된 다양한 거래 배치의 거래 수수료입니다. Celestia의 거래 수수료는 Ethereum의 현재 EIP-1559와 매우 유사하게 작동하므로 소각 메커니즘입니다. 즉, 소각될 동적 기본 수수료와 특정 거래를 더 빠르게 추진할 수 있는 검증인을 위한 "팁"이 있으며 이러한 검증인은 새 블록 이후 토큰 발행에서 가치를 얻습니다. 그러나 이것은 Celestia의 검증인의 관점에서 본 것이므로 사용자의 관점에서는 어떻게 보일까요? 먼저 레벨(L1 또는 L2)에 해당하는 취급 수수료를 이해한 다음 사용자 경험이 어떻게 될지 파악할 수 있습니다.

롤업을 실행하기 위한 수수료 구조는 주로 운영 비용과 DA 발급 비용입니다. 롤업이 이익을 창출하는 것과 같은 오버헤드 비용도 있을 수 있습니다. 즉, 사용자의 경우 이러한 세 가지 측면과 혼잡 요금을 포함하는 요금을 지불할 수 있습니다. 그러나 혼잡이 적기 때문에 이 요금은 훨씬 낮을 수 있습니다.

정산 레이어의 수입원은 롤업이 정산할 수 있도록 지불하는 정산 계약 수수료입니다. 또한 결제 레이어를 통해 롤업 간 신뢰 최소화 브리지도 존재하므로 브리지 수수료도 청구할 수 있습니다.

그렇다면 정산 레이어가 없는 소버린 롤업은 어떻게 될까요? 소버린 롤업에서 사용자는 롤업 계산에 액세스하기 위해 가스 요금을 지불해야 합니다. 이 롤업은 대부분 거버넌스에 의해 결정되는 요금을 설정한 다음 혼잡 요금을 지불해야 할 수도 있습니다. 롤업에 대한 이러한 수수료에는 Celestia에 데이터를 게시하는 비용과 롤업 유효성 검사기에 대한 약간의 오버헤드가 포함됩니다. 결제 수수료를 면제할 수 있어 최종 사용자에게 매우 낮은 수수료를 부과할 수 있습니다.

마지막으로 다양한 수수료가 최종 사용자에게 미치는 영향을 이해하기 위해 수수료 구조를 만들 수 있습니다. 모듈식 스택의 최종 사용자는 고정 요금으로 3개를 얻을 수 있으며 4개도 가능합니다. DA 퍼블리싱 수수료, 정산 계약 수수료, 롤업 수행 수수료입니다. 네 번째 가능한 요금은 혼잡 기간 동안의 혼잡 요금입니다. 사용자는 모듈식 스택의 모든 계층 비용을 충당하는 실행 계층에 대해 단 하나의 수수료만 지불합니다. 사용자의 관점에서 수수료 구조가 어떻게 보이는지 살펴보겠습니다.

그렇다면 이것이 미래에 의미하는 바는 무엇입니까?

Celestia가 롤업을 위한 더 저렴하고 빠른 데이터 가용성 계층임을 입증하는 동시에 여전히 분산화 및 공유 보안을 제공한다면 데이터 가용성을 위해 Celestia를 점점 더 많이 사용하는 롤업을 볼 수 있습니다. Ethereum의 보안을 사용하기 위해 현재 롤업 비용을 고려하면 Celestia의 롤업 비용이 더 적게 듭니다. 그러나 이더리움의 정체 문제, 주로 블롭 트랜잭션, 스테이킹 및 샤딩 문제가 해결될 예정입니다.

MEV는 어떻습니까? 현재 롤업은 분류기를 활용하여 mempool에서 사용자의 트랜잭션을 수집하고 정렬한 다음 실행하고 DA 계층에 게시합니다. 이것은 현재 구현에서 주문자가 대부분 중앙 집중화되어 검열에 저항하지 않기 때문에 MEV에 대한 질문입니다. 현재의 해결책은 분류기를 분산시키는 것인데, 이것은 자체적인 문제를 야기하지만 현재 많은 롤업 계획이 수행하는 것입니다. 어떤 형태로든 이 문제를 해결하는 또 다른 방법은 유효성 검사기와 트랜잭션 목록의 순서를 분리하는 것입니다.

종합하면 모듈식 스택의 계층은 거래 가치를 통해 수익을 얻습니다. 사용자는 네트워크 계층의 거래에서 가치를 얻고 거래 수수료를 지불합니다.

브리징

앞에서 설명한 것처럼 롤업에 정산 계층이 있는 경우 이 정산 계층을 통해 다른 롤업에 대한 신뢰 최소화 브리지를 갖게 됩니다. 그러나 소버린 롤업이거나 다른 클러스터에 연결하려는 경우에는 어떻게 됩니까? 롤업 간 통신을 살펴보겠습니다.

통신을 원하는 2개의 소버린 롤업의 경우 실제로 IBC가 하는 것과 매우 유사한 라이트 클라이언트 기술을 사용할 수 있습니다. 라이트 클라이언트는 두 개의 롤업에서 블록 헤더를 수신하고 롤업에서 사용하는 증명을 p2p 네트워크를 통해 수신합니다. 이는 잠금 및 발행 메커니즘(예: IBC) 또는 릴레이어의 검증자를 통해 달성할 수 있습니다. Cosmos SDK를 사용하여 체인을 구축하고 Tendermint 또는 optimmint를 사용하여 연결된 체인은 IBC 및 ICS를 최대한 활용할 수 있으므로 더욱 원활해집니다. 그러나 이렇게 하려면 두 체인이 서로의 상태 머신을 포함하고 브리지된 체인 로그아웃 트랜잭션의 유효성 검사기가 있어야 합니다. 다른 통신 수단도 존재할 수 있습니다. 예를 들어 일부 라이트 클라이언트에서 작동하는 세 번째 체인을 상상할 수 있습니다. 위에서 브리지하려는 두 체인은 블록 헤더를 데이터 스트림으로 스트리밍한 다음 두 결제 계층의 기능으로 스트리밍할 수 있습니다. 또는 체인의 유효성 검사기가 롤업 조건에 따라 브리지를 작동할 수 있는 "클러스터 간 롤업 허브" 역할을 하는 코스모스 체인에 의존할 수 있습니다. Axelar 등과 같은 다양한 서비스형 브리지 체인도 있습니다.

그러나 브리징을 용이하게 하는 가장 쉬운 방법은 동일한 결제 레이어를 사용하여 롤업을 수행하는 것입니다. 해당 레이어에 신뢰가 최소화된 브리징 계약이 있기 때문입니다.

레이어 간의 브리지는 균일한 유동성을 허용하기 때문에 매우 중요합니다. 둘째, 프로토콜과 레이어가 공유 상태를 통해 서로 구성할 수 있도록 하여 새로운 수준의 상호 운용성을 제공합니다. 상태 공유는 한 체인이 다른 체인을 호출할 수 있는 능력을 의미합니다. 특히 ICS-27의 인터체인 계정을 사용할 수 있는 기능이 특히 중요합니다.

따라서 우리는 라이트 클라이언트가 IBC와 같은 상호 운용성 표준에 필수적이라는 결론을 내릴 수 있습니다. 따라서 Celestia 라이트 클라이언트는 다양한 클러스터에서 보다 안전한 체인 간 상호 운용성을 가능하게 합니다. IBC에 대한 Celestia의 연결과 관련하여 그들은 거버넌스를 사용하여 상태 폭발을 제한하기 위해 Celestia에 연결된 특정 체인을 화이트리스트에 올릴 계획입니다.

최종 사용자 인증

지난 몇 년 동안 다양한 모놀리식 및 모듈식 설계 접근 방식이 혁신적이었으며 이를 구축하는 데 투입된 인재의 양은 엄청났습니다. 장단점 중에는 꽤 오랫동안 우리 분야에 존재해 온 근본적인 문제가 있습니다. 이 문제의 핵심은 최종 사용자와 그들의 요구 사항에 대한 인증이라고 생각합니다.

서로 다른 디자인의 다양한 장단점에 대해 끝없이 논쟁할 수 있습니다. 그러나 결국에는 최종 사용자 인증의 가능성이 중요한지 여부에 대한 질문으로 귀결될 것입니다. 블록 크기와 같은 많은 디자인 상충 관계는 전체 노드 실행의 편리함을 중심으로 이루어지며 DAS는 가벼운 클라이언트를 전체 노드에 필적하는 "일류 시민"으로 만듭니다.

이런 식으로 생각하는 기본 가정은 사용자가 "일급 시민"이 되는 데 관심이 있다는 것입니다. 사용자는 라이트 클라이언트/전체 노드를 실행하여 체인을 쉽게 확인할 수 있지만 그렇다고 해서 그렇게 하거나 그렇게 할 수 있는 능력을 중요하게 생각한다는 의미는 아닙니다.

이 접근 방식을 지지하는 주장은 매우 간단합니다. 사용자가 확인에 관심이 없다면 중앙 집중식 데이터베이스를 실행하는 것이 좋습니다. 분산화는 종종 효율성을 희생하기 때문에 항상 더 효율적입니다. 따라서 암호화 프로토콜을 구축하는 이유는 최종 사용자가 계산을 확인할 수 있도록 하기 위함입니다.

반론은 네트워크가 충분히 분산되어 있는 한 최종 사용자 검증 자체는 중요하지 않다는 것입니다. 사용자 경험이 좋은 한 사용자는 그것에 대해 신경 쓰지 않을 것입니다. 최종 사용자 인증이 얼마나 중요한지 명확한 답은 없습니다. 그러나 우리는 최종 사용자가 블록체인 네트워크를 검증할 수 있는 것이 가치 있는 목표이며 많은 사람들이 이 공간에서 구축하는 이유라고 믿습니다.

모듈식 스택의 미래

이 섹션은 Celestia 위에 구축된 모듈식 스택이 미래에 어떤 모습일지 상상하기 위한 방법입니다. 모듈식 스택을 보는 방법과 우리가 볼 수 있는 레이어 유형에 대한 아키텍처 개요를 제공합니다.

아래는 모듈식 스택에서 작동할 수 있는 많은 가능한 계층의 다이어그램입니다. 그들은 모두 한 가지 공통점이 있습니다. 모두 Celestia를 사용하여 데이터를 가져옵니다. 결제 레이어 기능이 없는 OR 및 ZK 롤업을 포함한 다양한 소버린 롤업을 볼 수 있습니다. 또한 Cevmos를 결제 계층으로 사용하는 롤업과 다양한 애플리케이션 체인을 볼 수 있습니다. 다른 유형의 결제 레이어를 볼 수도 있습니다. 이러한 결제 레이어는 제한될 수 있습니다. 즉, 브리징 및 롤업을 위한 사전 설정 계약이거나 화이트리스트 계약에 대한 거버넌스에 의존합니다.

다이어그램의 오른쪽에는 다른 비네이티브 결제 체인이 있습니다. 일부 롤업은 유동성 및 결제 기능을 활용하는 동시에 Celestia에 의존하여 결제 계층에 트랜잭션 데이터 인증을 제공할 수 있습니다.

이러한 모든 클러스터는 다양한 브리징 서비스를 통해 연결됩니다.

보이지 않는 것은 RPC 끝점, API 등과 같은 Celestia의 다양한 기능에 쉽게 액세스할 수 있도록 구축될 모든 인프라입니다.