한 기사는 Ethereum의 새로운 로드맵을 분석합니다.

저자: 알렉 첸

출처: 볼트 캐피털

출처: @milesdeutscher

머리말

지분 증명 네트워크에 대한 이더리움의 "The Merge"는 9월 말까지 메인넷에서 생중계될 예정입니다. 그 목표는 규모에 맞게 블록체인 접근성을 해제하는 것입니다. 합병의 핵심은 이더리움을 비트코인 스타일의 작업 증명 합의 메커니즘에서 지분 증명 시스템으로 전환한 것입니다. 샤딩 구현에서 롤업 중심으로의 이더리움 로드맵은 다음 수십억 사용자를 위해 블록체인을 확장하는 데 중요한 단계입니다. 모듈식 아키텍처의 데이터 가용성 및 샤딩을 통해 블록체인은 분산화를 희생하지 않고 처리량을 확장할 수 있습니다. 이 기사는 합병(Ethereum의 새로운 로드맵)의 기술적 세부 사항과 변경 사항이 사용자와 개발자에게 의미하는 바에 대해 자세히 설명합니다.

출처: @ptrwtts

롤업 중심 로드맵

원래 이더리움 2.0(지금은 사용되지 않는 용어)의 계획은 메인넷을 개별 채굴자/검증자가 있는 64개의 샤드로 나누어 확장성을 달성하는 것이었습니다. 그런 다음 정체, 사용률 및 처리량에 따라 사용자는 특정 샤드로 라우팅되는 트랜잭션을 보냅니다. 롤업의 증가 및 채택과 샤딩 구현의 복잡성으로 인해 처음에 샤딩을 중심으로 한 확장성 로드맵은 데이터 샤딩을 위해 포기되었습니다. 이더리움 팀은 이제 이더리움이 롤업을 통해 세계의 요구 사항을 충족하도록 확장될 것이며 결합된 이더리움 계획은 롤업이 보안을 이끌어내는 강력한 결제 및 데이터 가용성 계층이 될 것이라고 믿습니다.

출처: ETH2 책

‍비콘 체인(더 머지)

통념과는 달리 합병의 목적은 거래 비용을 줄이는 것이 아니라 이더리움을 롤업을 위한 강력한 기본 인프라 계층으로 전환하는 것입니다. 이 목표를 향한 첫 번째 핵심 단계는 Beacon Chain입니다. 이로 인해 이더리움은 이전의 작업 증명 시스템에서 이해 관계자가 블록을 생성하기 위해 담보를 제출해야 하고 부정직한 참여자는 담보를 삭감하는 지분 증명 시스템으로 변모했습니다. 합의 시스템을 지분 증명으로 옮기면 검증 위원회가 기초로 도입되어 네트워크 합의가 강화되고 프로토콜 내에서 효율적인 데이터 가용성 계층을 위한 길을 닦을 수 있습니다. 비콘 체인은 오늘날 이더리움처럼 트랜잭션을 처리하거나 실행하지 않고 이해 관계자 네트워크를 안내하고 조정합니다. 보다 구체적으로, 합병이 하는 일은 오래된 이더리움 실행 계층을 비콘 체인이 제공하는 새로운 합의 엔진과 병합하는 것입니다. 이 합의 엔진은 조정된 지분 증명 네트워크 대신 작업 증명 채굴자의 현재 알고리즘을 활용합니다. 유효성 검사기. 합의 알고리즘을 전환하면 샤딩의 토대도 마련됩니다. 이전에는 작업 증명 마이닝에서 채굴자 등록이 없었고 채굴자는 임의로 업무를 중단하고 네트워크를 떠날 수 있었습니다. 지분 증명 하에서 비콘 체인은 이제 승인된 모든 블록 생산자의 등록을 보유하고 있으며 검증자 투표를 조정하고 병렬화할 수 있습니다.

출처: ETH2 책

유효성 검사기 그룹, 위원회는 비콘 체인이 제공하는 핵심 혁신입니다. 비콘 체인은 합의를 형성하기 위해 블록에 투표할 위원회를 무작위로 할당합니다. 위원회의 합산된 투표를 "증명"이라고 하며, 위원회의 투표를 확인함으로써 비콘체인의 상태를 쉽게 검증할 수 있어 단일 검증인의 검증에 비해 블록 크기와 데이터 증가를 최소화할 수 있습니다. 인증 위원회는 또한 이 모델에서 포크를 공동 생성하기 위해 상대적으로 많은 수의 검증자가 필요하기 때문에 합의를 강화합니다. 또한 유효성 검사기 집합이 주기적으로 변경되므로 악의적인 유효성 검사기가 적시에 공모하여 공격을 수행하기 어렵습니다.

출처: 플래시봇

‍합의와 MEV(The Splurge)

합병 후 이더리움은 합의 계층에 대한 제안자-빌더 분리를 구현할 것입니다. Vitalik은 모든 블록체인의 최종 목표는 중앙 집중식 블록 생성과 분산형 블록 검증이라고 믿습니다. 조각난 이더리움 블록 데이터는 매우 밀도가 높기 때문에 데이터 가용성에 대한 높은 요구 사항으로 인해 블록 생산의 중앙 집중화가 필요합니다. 동시에 블록을 검증하고 데이터 가용성 샘플링을 수행하는 분산된 검증자 세트를 유지 관리할 수 있는 방법이 있어야 합니다.

새로운 빌더 역할은 사용자 트랜잭션을 사용하여 이더리움 실행 페이로드 블록을 구축하고 제안자(유효성 검사자 세트의 무작위로 선택된 하위 집합)의 입찰과 함께 제출합니다. 제안자가 페이로드를 수락하면 블록에 서명하고 네트워크를 통해 전파합니다. 이 구조는 제안자에게 전송된 페이로드에서 거래 내용이 제거되기 때문에 유효성 검사기에 의한 선행 거래 가능성을 제거합니다. 효율적인 시장에서 블록 공간 시장의 도입은 빌더가 추출된 MEV의 전체 가치에 입찰하도록 장려하여 분산된 검증자 세트가 대부분의 MEV 보상을 받을 수 있도록 합니다. 이 설정은 채굴자 간의 잠재적으로 불안정한 합의를 방지하고 이더리움을 모방하는 것과 비교하여 유해한 MEV를 완화합니다.

댄크샤딩(더 서지)

제안-작성자 분리는 원래 MEV의 유해한 외부 효과 및 중앙화 세력에 대응하기 위해 설계되었지만 Ethereum 핵심 팀은 이것이 데이터 샤딩의 목적에도 기여할 수 있음을 깨달았습니다.

Danksharding은 핵심 기여자 Dankrad Feist의 이름을 따서 명명되었으며 주요 혁신은 통합 수수료 시장입니다. 다른 블록과 제안자가 있는 고정된 수의 샤드 대신 한 제안자가 모든 트랜잭션과 데이터를 선택합니다. 제안자는 이후에 블록체인 데이터에 대한 데이터 가용성 샘플링을 수행하는 유효성 검사기로 무작위로 선택된 위원회입니다. 이렇게 하면 병합된 블록이 단일 확인 지점에서 확인하기에는 너무 크기 때문에 라이트 클라이언트에 대한 데이터 가용성을 유지하는 분산된 방법이 보장됩니다. 합의 노드도 데이터 가용성 샘플링을 수행하기 때문에 이 모델은 합의 계층, 합의 계층 및 데이터 가용성 계층을 통합합니다.

통합 결산 및 데이터 가용성 레이어 유효성 증명을 활용하면 롤업을 위한 흥미로운 기능이 잠금 해제됩니다. ZK 롤업은 이제 이더리움의 실행 레이어와 동기식 호출을 할 수 있습니다. 이는 분산 유동성 및 프랙탈 스케일링과 같은 새로운 L2 프리미티브를 향상시켜 ZK 롤업에서 혁신적인 차세대 dapp을 구축하기 위한 기반을 마련합니다.

프로토 댄크샤딩

댄크샤딩은 이더리움의 미래에 좋은 징조이지만 합병 직후 완전히 사용할 수는 없습니다. Proto-dank 샤딩(EIP-4844)은 완전히 구현되기 전에 출시될 예정인 danksharding의 원래 버전입니다. 이 제안은 carry blob 트랜잭션이라는 프리미티브를 생성합니다. 이름에서 알 수 있듯이 blob이 있는 트랜잭션은 blob이라는 데이터 페이로드를 전달하는 트랜잭션입니다. Blob은 포스트 샤딩된 이더리움의 데이터 표준입니다. Blob은 KZG 다항식 약속과 함께 번들로 제공되며 EVM 실행에서 분리되기 때문에 calldata 형식보다 더 효율적입니다. 현재 롤업은 콜데이터를 사용하여 거래 데이터를 이더리움으로 다시 보내므로 높은 가스 비용이 발생합니다. 샤딩의 미래에 롤업은 블롭을 사용하여 사용자가 EVM 실행과 관련된 가스 비용을 절약할 것입니다. Proto-danksharding의 목표는 개발자에게 이 미래 지향적인 데이터 형식을 제공하는 동시에 샤딩할 데이터에 대한 별도의 형식 및 수수료 시장을 도입하여 값비싼 호출 데이터 롤업에서 일시적인 완화를 제공하는 것입니다. proto-danksharding 자체가 실제로 샤딩을 구현하지는 않지만 사후 샤딩 데이터 형식에 대한 표준화된 사양을 도입하는 것이 효율적인 기본 데이터 가용성 계층을 구축하는 첫 번째 단계입니다.

역사와 지위(The Verge & The Purge)

이더리움 상태와 스토리지도 고려해야 합니다. 계속 증가하는 상태는 잠재적으로 분산화에 영향을 미칠 수 있습니다. 유효성 검사기는 소비자 하드웨어에서 작업을 수행할 수 있어야 하기 때문입니다. Proto-danksharding Blob은 EVM 실행 계층에서 분리되며 약 한 달 후에 삭제됩니다. 또한 EIP-4444는 클라이언트가 약 1년 후에 피어 투 피어 계층에서 기록 데이터를 삭제하고 서비스를 중지할 수 있도록 합니다. 어쨌든 샤딩은 연간 약 40TB의 기록 Blob 데이터를 추가하므로 프로토콜 수준에서 일부 유형의 필수 기록 만료를 시행하는 것이 필요합니다. 블록체인 상태는 RAM 또는 SSD에 저장해야 합니다. 그러나 이더리움이 합의한 데이터인 히스토리컬 스토리지는 저렴한 HDD에 저장할 수 있습니다. 기록 저장소는 정직한 소수(1/N) 신뢰 모델에서 작동하므로 실시간 합의를 수행하는 노드에 기록 데이터를 저장할 필요가 없습니다. Danksharding 사양은 유효성 검사기가 몇 달 동안 합의에 도달한 데이터의 가용성을 저장하고 보장하도록 합니다. 이렇게 정리된 기록은 애플리케이션별 프로토콜, BitTorrent, 포털 네트워크, 블록 탐색기, 개인 아마추어 또는 인덱싱 프로토콜과 같은 제3자에 의해 저장됩니다.

출처: 컨센시스

Stateless Ethereum은 로드맵의 또 다른 목표입니다. 블록을 구성하는 블록 생산자는 블록에 포함된 트랜잭션을 실행하는 데 필요한 관련 데이터로 구성된 증거인 증인을 활용합니다. 따라서 클라이언트는 이 증인을 사용하여 블록을 실행하여 생성된 상태 루트를 확인하고 전체 상태가 아닌 영향을 받는 상태의 일부만 실행하면 됩니다. 이 설계의 두 가지 주요 장애물은 증인 규모와 증인 가용성입니다. 첫 번째 문제는 이더리움의 상태 데이터 구조를 Merkle Patricia Tries에서 Verkle Tries로 변경하여 해결할 수 있습니다. 두 번째 문제는 블록 증인을 프로토콜 수준 사양으로 만들어서 해결할 수 있습니다. Endgame에서 Vitalik의 결론에 따르면, 분산된 유효성 검사를 유지하면서 특수 하드웨어를 갖춘 중앙 집중식 블록 생산자에 의존하는 것이 Ethereum 확장을 위한 핵심 설계 프레임워크입니다.

요약

Danksharding은 Ethereum에서 상속받은 보안으로 롤업을 향상시킵니다. 데이터 가용성을 합의 및 결제 계층과 긴밀하게 결합하여 기본 인프라를 업그레이드하면 롤업이 기본 데이터 가용성 솔루션을 활용하여 검증 및 의지의 보안 가정을 포기할 수 있습니다. 이는 전체 롤업을 프로토콜 내에서 배포할 수 있도록 하여 거버넌스와 스마트 계약 위험을 제거하는 enshrined 롤업과 같은 아키텍처를 위한 길을 열어줍니다. 프로토콜 내 동기 호출에 SNARK를 사용하는 롤업은 향후 블록체인 확장을 위한 유망한 디자인이 되었습니다. 프로토콜 내 롤업에는 많은 이점이 있습니다. 이제 스마트 계약 롤업이 직면한 블록당 고정 가스 비용이 제거되고, 계산과 합의가 분리되면 검증자는 블록을 검증하기 위해 트랜잭션을 다시 실행해야 하며 더 이상 상태 클라이언트가 없습니다. 이제 유효성 증명의 속성을 통해 상태 차이가 보장되므로 증인을 다운로드해야 합니다. 이러한 이점에는 낮은 결제 대기 시간, 더 나은 동기화, 더 높은 유효성 검사기 대역폭(따라서 더 높은 EVM 가스 제한) 및 더 안전한 크로스 체인 브리징이 포함됩니다. 이더리움 재단은 현재 이 디자인을 이더리움의 로드맵에 직접 구현하기 위해 노력하고 있으며 EVM을 SNARK 호환 내장 롤업으로 업그레이드할 계획입니다.

Ethereum 로드맵의 주요 목표는 신뢰 가정을 최소화하고 기본 솔루션을 구현하여 프로토콜 내 확장성을 제공하는 것입니다. 이더리움의 기본 계층은 디지털 시대의 ID, 스토리지, 검색, 평판 및 개인 정보 보호에 대한 사고 방식을 근본적으로 바꿀 것을 약속하는 분산형 애플리케이션의 전체 생태계를 호스팅합니다. 이더리움을 기본 계층으로 업그레이드하면 이 응용 프로그램 계층이 향상되어 이러한 사용 사례를 전 세계적으로 확장할 수 있는 매우 안전하고 강력한 인프라를 제공함으로써 사용자와 개발자에게 도움이 됩니다. 이더리움의 비전은 세계적인 규모의 디지털 미래입니다. 이더리움의 네트워크 효과, 분산화 및 보안과 함께 신뢰할 수 있는 중립성 원칙을 고수함으로써 미래의 분산형 웹에서 그 역할을 확고히 합니다. 합병은 Ethereum에 대한 이 비전을 실현하기 위한 첫 번째 단계입니다.