시트레아의 ZK 롤업: 비트코인의 미완성 사업

최근 ZK 롤업 체계를 최초로 도입했다고 주장하는 비트코인 레이어 2 프로젝트인 시트레아가 테스트 네트워크 출시를 앞두고 커뮤니티의 의심을 받고 있습니다. 시트레아가 프로젝트를 과대 포장하기 위해 몇 가지 기만적인 단어를 사용했다는 주장입니다. 이 시점에서 Citrea와 BitVM을 살펴볼 더 좋은 시기가 없다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

이 모든 것은 ZKP가 이더 기반 레이어2에서 큰 성공을 거두면서 시작되었고, 많은 프로젝트가 ZKP가 비트코인 레이어2에서도 같은 성과를 낼 수 있기를 바랐습니다. 분명히 많은 개발자(특히 가장 비판적인 개발자)는 비트코인 레이어2의 개발에 큰 감명을 받지 못했으며, 그들의 우려는 근거가 있습니다. 이더리움 기반의 옵티마이직과 zkrollup과 같은 기존 레이어2는 오프체인 계산과 온체인 검증을 통해 네트워크의 한 계층에서 데이터를 압축하고 계산 리소스를 확장합니다. 이는 비트코인 네트워크가 검증을 위한 복잡한 로직을 지원하지 않기 때문에 달성하기 어렵습니다. 그 결과 영지식 개념 증명 기술을 사용한다고 주장하는 대부분의 비트코인 레이어 2 프로젝트는 소버린 롤업이라는 방식을 채택했습니다.

소버린 롤업

요약하자면, 소버린 롤업의 핵심은 비트코인 네트워크는 주요 약정 정보를 비문 형태로 비트코인 네트워크에 저장하는 역할만 담당하고, 검증은 모두 오프체인(클라이언트 측 검증)에서 이루어진다는 것입니다. 요컨대, 비트코인 네트워크의 데이터 해석은 레이어2 네트워크에 속합니다. 규칙을 알지 못하는 참여자에게 비트코인 네트워크의 데이터는 무의미합니다. 그러나 참여자가 데이터가 어떻게 사용되는지 알고 있다면, 모든 사용자는 자신만의 노드를 구축할 수 있습니다. 이러한 관점에서 볼 때 소버린 롤업은 레이어2 네트워크의 기본 요건, 즉 확정된 데이터가 비트코인 합의에 의해 보호될 수 있다는 점과 레이어2 해결이 탈중앙화될 수 있다는 점을 충족한다는 점에서 긍정적인 의미를 지니고 있습니다.

두 번째 옵션은 첫 번째 옵션의 절충안처럼 들릴 수 있지만, 사실 이는 매우 논란의 여지가 있습니다. 두 번째 옵션을 지지하는 많은 사람들은 비트코인이 이더리움처럼 될 필요가 없다고 주장합니다. 첫 번째 옵션의 지지자들은 사실 테라플롭의 관점에서 비트코인을 바라보고 있습니다. 즉, 데이터 저장과 데이터 검증이 레이어1에서 이루어져야 한다고 생각하는데, 사실 데이터 검증은 레이어1의 효율성을 매우 낭비하는 것이므로 필요하지 않다는 것이 이들의 주장입니다. 이상적으로는 모든 스마트 콘트랙트는 하나의 노드에서만 실행되어야 하며, 다른 노드는 실행 결과와 그에 상응하는 증거만 확인하면 됩니다. 모든 레이어 1 노드가 검증하도록 강제하는 것이 그 자체로 반드시 최선의 답은 아닙니다.

sovereign 롤업 원칙: 온체인 스토리지, 오프체인 검증

이 철학은 클라이언트 측 검증이라는 아이디어를 기반으로 하는 소버린 롤업의 핵심입니다. 요컨대, 타협이든 혁신이든 모두가 비트코인의 고유한 레이어 2 기술 경로를 받아들일 준비가 되었을 때 BitVM이 탄생했습니다.

BitVM

BitVM이 실제로 무엇인지에 대해서는 많은 커뮤니티가 수수께끼를 품고 있습니다. BitVM은 첫 번째 수준에서 ZKP 유효성 검사를 위한 체계를 제안하는 것처럼 보이지만, 궁극적으로는 낙관적인 롤업 방법을 사용하여 구현해야 합니다. 초기에 BitVM은 비트코인에 CPU를 에뮬레이션하여 가능한 모든 연산을 가능하게 하자는 제안도 했는데, 이는 마치 마인크래프트 안에 레드스톤으로 컴퓨터를 만드는 것처럼 들렸습니다. 대부분의 사람들은 이러한 기괴한 주장을 비웃으며 레이어 2의 자산을 보호하기 위해 DLC나 계정 에스크로와 같은 보다 실용적인 방법을 택했습니다. 하지만 오늘의 주인공인 Citrea와 같이 BitVM이 Layer-2의 미래라고 믿고 많은 연구를 투자한 프로젝트가 있으며, BitVM이 무엇인지 이해하는 것은 분명 중요합니다.

비트VM이 무엇인지 알아보기 위해 가장 직접적인 접근 방식인 비트VM의 깃허브 리포지토리를 분석해 보겠습니다. 간단히 말해, 비트VM 리포지토리의 핵심은 다음과 같이 구성됩니다.

• 가상 비트코인 스크립트 환경.

• 비트코인 스크립트 스크립트를 연결하기 위한 보조 함수.

현재 BitVM은 초기 릴리스에서 언급한 것처럼 연산 구성 요소를 구축하기 위해 OP_XOR을 사용하는 대신 비트코인의 Opcode를 결합하여 더 복잡한 연산을 수행하도록 구축되었습니다. 물론 이것이 더 실용적인 방법입니다. 실제 예시를 통해 어떻게 작동하는지 알아보겠습니다. 옵코드를 결합하여 uint32 정수 계산을 수행합니다.

BitVM은 실제로 빌딩 블록과 매우 흡사합니다. 는 실제로 빌딩 블록과 매우 흡사합니다. 기본 OP_CODE의 패치워크

이 예시에서는 두 가지 다른 요소, 즉 Opcode와 캡슐화된 일련의 새로운 Opcode를 찾을 수 있습니다. OP_ 접두사가 붙은 Opcode는 비트코인 스크립트의 기본 Opcode이며, u8_add_carry와 같은 함수는 BitVM에서 캡슐화 및 사용자 정의한 새로운 Opcode를 나타내며, 이는 분명히 u32_add 자체와 같은 추가 Opcode 구성에 사용될 것입니다.

사소하게 들릴 수 있지만, 이러한 함수를 과소평가하지 마세요. 실제로 이러한 함수는 ZKP의 추가 구성의 기초가 되며, u32의 계산은 bigint, 심지어 bn256의 구성으로 이어지고 궁극적으로 증명 구성 시스템으로 이어집니다. 그리고 저장소의 관점에서 볼 때, 그들은 이미 주목할 만한 성과를 거두었습니다: Groth16 기반 검증 기능을 구축할 수 있게 되었습니다! 마침내 사용 가능한 ZKP를 구축할 날이 멀지 않은 것 같습니다.

시트레아와 비트브이엠

비트코인 전체에 큰 도움이 되고 있는 비트브이엠의 현재 상태를 확인하게 되어 기쁘게 생각합니다. 레이어 2 생태계에 큰 도움이 되고 있습니다. 하지만 비트코인 레이어-2의 폭발적인 성장과 BitVM의 개발 속도 사이에 격차가 있다는 사실도 알게 되었습니다. 결국 시간은 아무도 기다려주지 않으며, 유망한 결과에도 불구하고 아직 상업적으로 사용할 준비가 되지 않았기 때문에 BitVM을 채택했다고 주장하는 프로젝트는 "채택할 것"으로 더 해석해야 합니다. 이 경우 비트코인의 첫 번째 zk-롤업이라는 Citrea의 주장은 논란의 여지가 있습니다.

비트브이엠 이전에 BitVM이 공식적으로 완성되기 전까지는 Citrea는 일종의 자율 롤업입니다

우리의 가장 중요한 관심사는 현재 Citrea와 BitVM, 그리고 실제로 ZKP 간의 관계는 어떤가 하는 점입니다. 물론 Citrea 프로젝트가 어떻게 진행되고 있는지 확인하는 가장 좋은 방법은 코드를 살펴보는 것입니다. 테스트 사이트의 공식 리포지토리를 분석한 결과 몇 가지 흥미로운 점을 발견했습니다.

(1) 소버린 롤업

시트레아는 여전히 롤업 중이지만 여전히 배포 중인 프로젝트의 전형적인 예라고 할 수 있습니다. Citrea는 여전히 전형적인 소버린 롤업이며, 이더리움 레이어-2에 해당하는 진정한 zk-롤업을 구현하지 않으며, 실제로 Citrea는 테스트 네트워크 발표에서 현재 BitVM이 핵심 구성 요소인 Clamentiane과 호환되지 않는다고 언급하고 있습니다. 클라멘티아네(https://www.blog.citrea.xyz/unveiling-clementine/)는 아직 완성되지 않았습니다. 현재로서는 Citrea 네트워크의 계정 상태를 메르켈 트리 루트로 저장하고, 비트코인에서는 인스크립션을 통해 메르켈 트리 루트와 해당 ZKP의 변경 사항을 모두 기록합니다. 물론 비트코인에 인스크립션하는 데는 제한이 없으므로, 이러한 ZKP와 메르켈 트리 루트는 Citrea의 노드에서 적극적으로 검증해야 합니다. 의 노드에 의해 적극적으로 검증되어야 합니다. 동시에 비트코인은 이들의 상태를 최종 확정할 책임만 있을 뿐, 정확성을 보장할 책임은 없습니다. 따라서 안타깝게도 시트레아는 당분간 전형적인 소버린 롤업으로 남아 있으며, 비트VM에서 관여하는 유일한 부분은 노드에 의한 ZKP의 능동적 검증뿐입니다.

자율 검증의 한계: 온체인 증거에 대한 보장 없음자율 검증의 한계. 체인 내 증거의 유효성

(2) RISC0

시트레아는 ZKP와 zkEVM 부분에 대해 다음과 같이 사용합니다. Citrea는 ZKP 및 zkEVM 부분에 대해 RISC0에서 제공하는 SDK를 빌드의 기반으로 사용합니다. RISC0은 2022년에 탄생할 ZKP를 위한 비교적 새로운 솔루션입니다. RISC0은 zkVM을 구축하여 모든 범용 연산을 수행할 수 있도록 한다는 점에서 Cairo와 매우 유사한 비전을 공유하지만 RISC0은 Cairo와 달리 언어 자체가 아니며 Rust에서 제공하는 SDK를 통해 직접 사용할 수 있습니다. RISC0은 Cairo에 비해 언어 자체는 아니지만 Rust와 함께 제공되는 SDK에서 직접 빌드할 수 있습니다. 그런 다음 Rust에서 제공되는 SDK에서 직접 빌드한 다음 사용자 정의 zkVM을 사용하여 계산할 수 있습니다. RISC0 외에도 비트코인 레이어-2에서도 zk-STARK 기반 카이로 VM을 선호합니다. 저희는 많은 프로젝트에서 이 범용 연산 + zkVM 모델을 zk 언어 + zk 프루버 + zk 검증자 모델의 대안으로 채택하고 있음을 확인했습니다. 이는 비트코인에서 zk Verifier를 사용할 수 없기 때문에, 소버린 롤업에서 zkVM으로 바로 가는 것이 확실히 더 비용 효과적이고 효율적인 접근 방식이기 때문입니다.

결론

우선, 최근 논란이 된 시트레아에 대해 팀은 비트VM과의 호환성이 아직 완전하지 않다는 점을 분명히 했습니다. 비트코인의 보안을 완전히 계승할 수 있는 롤업은 아직 사용할 수 없다는 결론을 내렸습니다. 그러나 저희는 프로젝트를 관찰하는 과정에서 비트코인 레이어-2를 기반으로 한 혁신이 여전히 존재하며, 비트레이어, 알펜랩스, BVM 네트워크 등 비트코인의 zk-롤업에 도전하는 프로젝트가 여전히 많다는 것을 확인했고, 이로 인해 비트코인 롤업의 진행 상황을 계속 추적하고 분석하게 되었습니다. 저희는 비트코인의 zk-롤업 진행 상황을 추적하고 분석해 왔습니다.