Metis 기술의 이점을 설명하며 탈중앙화의 새로운 장을 열다

배경

4월 10일에 A16z Crypto는 영지식 솔루션인 Jolt를 출시했습니다. 블록체인 확장 작업을 가속화하고 간소화하는 영지식 솔루션인 졸트를 출시했습니다.

Jolt는 개발자가 SNARK(비대화형 영지식 증명)를 통합하여 SNARK 기반 L2 솔루션을 빠르게 만들 수 있도록 합니다. 개발팀은 또한 Jolt가 기존 zkVM보다 최대 2배 빠르다고 말합니다.

ZK 기술은 주기적으로 암호화폐 산업의 주류 중 하나였으며, ZK-Rollup은 비탈릭이 이더리움 확장을 위한 장기적인 솔루션으로 불렀습니다. A16z가 작년 8월에 Jolt를 출시하고 올해 공식 출시까지 걸린 것은 ZK-Rollup이 여전히 긴 경사의 눈길 트랙이라는 것을 증명하는 것입니다. 긴 경사와 두꺼운 눈이 있는 트랙.

ZK-Rollup은 수많은 플레이어가 게임에 참여하면서 프로젝트 간 차별화를 위해 더욱 세분화된 기술 카테고리를 개발했으며, 가장 대표적인 것은 EVM과의 호환성입니다.

EVM은 ZK와 호환되지 않는 디자인이 많은 역사를 가지고 있지만, 초창기에는 많은 기존 프로젝트가 EVM을 기반으로 구축되었고 ZK-Rollup은 향후 확장 솔루션으로 간주되기 때문에 대다수의 ZK-Rollup 프로젝트는 자연스럽게 EVM과 더 호환되는지 아니면 ZK와 더 호환되는지 사이의 절충점에 직면하게 됩니다. 또는 ZK 호환성.

메티스 DAO가 인큐베이팅한 ZKM은 보다 낮은 수준의 관점을 취하며 일반적인 zkMIPS 솔루션을 제안합니다.

zkMIPS는 기본 MIPS 명령어 세트를 사용하여 프로그램 실행을 ZKP로 변환하며, 이는 EVM은 물론 MoveVM 및 RustVM과 같은 다른 VM과 호환되므로 더 광범위한 개발자가 ZK- 롤업을 사용할 수 있습니다. 롤업은 더 다양한 개발자에게 열려 있습니다.

이 글에서는 ZK와 탈중앙화 시퀀서에 대한 Metis의 노력과 진행 상황에 대해 자세히 살펴봅니다.

ZKM과 하이브리드 롤업: OP와 ZK의 조화

Metis는 다음을 수행할 수 있었습니다. Metis가 시장에서 성공할 수 있었던 것은 사기 증명과 유효성 증명의 두 가지 장점을 결합한 혁신적인 하이브리드 롤업 메커니즘 덕분이었습니다.

ZKM의 zkMIPS 기술은 Metis의 하이브리드 롤업에 대한 견고한 호환성을 지원하여 Metis가 ZK와 EVM을 통합할 수 있게 해줍니다.

2.1 하이브리드 롤업의 메커니즘 및 이점

하이브리드 롤업의 주요 플레이어는 다음과 같습니다. 롤업의 주요 역할은 다음과 같습니다.

• 서퀀서: 사용자 트랜잭션의 수신 및 처리, 최적의 트랜잭션 순서 결정, 컨센서스 및 데이터 가용성 계층에 게시할 수 있도록 패키징하는 역할을 담당합니다. .

• 제안자: 시퀀서가 제출한 트랜잭션과 상태 루트를 평가하고 이를 상태 커미트먼트 체인(SCC)에 기록합니다.

• 검증자: 롤업 체인에서 상태 루트의 유효성을 검사하여 트랜잭션의 정확성을 보장하고 사기를 방지합니다.

표준 L2 솔루션에서 시퀀서는 트랜잭션을 수집하고 처리한 다음 트랜잭션 데이터를 메인 이더넷 네트워크(L1)에 게시합니다. 이 과정에서 L1은 최종 데이터 확인 및 유효성 검사를 수행하여 보안과 일관성을 보장합니다.

(출처: https ://mirror.xyz/msfew.eth/WQJaOcFkpTOZLns8MBQaCS4OepRoaZ7uoctnLAnalVw)

하이브리드 롤업은 L2 처리 및 최적화를 위해 하이브리드 방식을 취하고 있습니다. 트랜잭션은 다음 단계의 하이브리드 접근 방식을 사용하여 처리 및 최적화됩니다.

1. 트랜잭션 시작 및 처리:

• 사용자가 L2에서 트랜잭션을 시작합니다.

• 시퀀서는 이러한 트랜잭션을 수신하고 처리하여 표준 트랜잭션 체인(CTC)에서 트랜잭션의 순서를 결정합니다.

2. 상태 제출 및 검증:

• 제안자는 트랜잭션을 평가하고 상태 루트를 SCC에 제출합니다.

• 검증자는 SCC에서 상태 루트를 검토하여 정확한지 확인합니다.

3. 영지식 증명의 생성 및 검증:

• 프로버는 L1에서 데이터를 읽어 ZK 증명을 생성하며, 이는 하이브리드 롤업의 핵심 기능으로 시스템이 트랜잭션의 세부 사항을 공개하지 않고도 트랜잭션의 유효성을 검증할 수 있게 해줍니다.

• ZK 증명이 생성되면 검증자는 제시간에 제출되지 않으면 부정 증명 프로세스를 시작하여 시퀀서에 불이익을 줄 수 있는 부정 증명 프로세스를 시작합니다.

4. 데이터 및 상태의 최종 검증:

• ZK 증명이 검증되고 통과되면 스마트 컨트랙트를 통해 트랜잭션이 최종 확정됩니다.

• L1과 L2는 스마트 컨트랙트로 연결하여 자금과 상태를 안전하게 전송할 수 있도록 합니다.

하이브리드 롤업은 몇 가지 중요한 이점을 제공하도록 설계되었습니다.

• 효율성 및 비용 효율성: 하이브리드 롤업은 ZK Proof를 사용하여 더 적은 가스를 소비하면서 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있습니다.

• 보안 강화: 기존의 사기 증명과 ZK Proofing을 결합하면 잠재적으로 악의적인 행위가 발생하더라도 트랜잭션을 안전하고 올바르게 유지할 수 있습니다.

• 확장성: 하이브리드 롤업은 재귀적 증명을 활용하여 성능 저하 없이 대규모 트랜잭션을 처리할 수 있으며, 더 광범위한 블록체인 애플리케이션을 지원합니다.

• 호환성 및 유연성: 다양한 스마트 컨트랙트와 프로그래밍 언어를 지원하므로 개발자가 기존 애플리케이션을 하이브리드 롤업으로 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다.

2.2 zkMIPS가 우수한 ZK 호환성을 달성하는 방법

ZK's 프로그램의 실행을 간단하게 검증할 수 있는 수학적 증명으로 변환하여 누구나 프로그램 실행을 반복할 필요 없이 프로그램 실행의 정확성을 쉽게 검증할 수 있도록 하는 것이 핵심 아이디어인데, 임의의 프로그램 논리를 비교적 안정적인 수학적 증명으로 어떻게 변환할 것인가가 난제입니다.

개발자는 종종 고급 언어를 사용하여 프로그램을 개발하며, 고급 언어마다 하드웨어와 대화하기 위해 서로 다른 로직을 사용합니다.

그 결과 기존 ZK 프로젝트는 종종 호환되지 않는 구현 경로를 갖게 됩니다. Scroll은 EVM의 각 옵코드에 대해 직접 회로를 작성하여 EVM을 정확하게 반영하는 옵코드 수준의 동등성을 달성하지만 상당한 수준의 엔지니어링 노력이 필요하게 됩니다.

폴리곤 zkEVM은 최적화된 성능으로 사용자 지정 VM을 생성하여 EVM 바이트코드를 VM 바이트코드로 직접 변환하여 보다 효율적으로 옵코드 수준의 동등성을 달성하지만 장기적으로 EVM에서 벗어날 수 있는 많은 양의 사용자 지정 코드를 도입합니다.

반면에 zkSync는 자체 VM(SyncVM)을 생성하고 레지스터에 기반한 자체 대수적 중간 표현(AIR)을 정의한 다음 특수 컴파일러를 구축하여 Yul(다른 EVM 버전에 맞게 바이트코드로 컴파일할 수 있는 중간 언어, 하위 수준의 Solidity로 생각)을 LLVM-IR로 컴파일한 다음, 이를 사용자 정의 명령어로 컴파일합니다. VM 명령어로 컴파일하여 솔리디티 수준의 호환성을 달성하지만 기존 이더리움 도구를 직접 사용할 수 없으며 언어 간 변환을 위해서는 재감사 절차가 필요할 수 있습니다.

StarkNet은 EVM 호환성을 포기하고 자체 저수준 언어(카이로)를 직접 사용하여 카이로 VM)을 직접 사용하여 ZK 효율성을 극대화합니다.

ZKM은 위의 프로젝트 솔루션보다 더 포괄적인 경로를 선택했습니다: zkMIPS.

MIPS, " 연동 파이프라인 단계가 없는 마이크로프로세서"로 알려져 있으며, 1985년에 시작된 깔끔하게 설계된 마이크로프로세서 명령어 세트입니다.

MIPS의 기본 원리는 복잡한 마이크로프로세서 명령어를 가장 기본적인 형태로 축소하여 처리 속도를 향상시킬 뿐만 아니라 프로그램 실행의 복잡성을 줄이는 것입니다.

zkMIPS 시스템에서 이 명령어 세트는 프로그램을 ZK 증명으로 변환하는 데 사용됩니다.

zkMIPS의 구현은 다음과 같습니다:

• 프로그램을 다음과 같이 변환합니다. MIPS 변환: 먼저, 솔리디티나 러스트와 같은 고급 프로그래밍 언어로 작성된 스마트 컨트랙트나 프로그램이 MIPS 명령어 집합으로 컴파일됩니다. 이 단계에서는 상위 수준의 추상화를 하드웨어 수준에서 실행할 수 있는 구체적인 연산으로 변환합니다.

• ZK 증명 생성: 이러한 MIPS 명령어는 해당 영지식 증명을 생성하는 데 사용됩니다. MIPS의 단순화 특성으로 인해 이 단계는 계산적으로 더 효율적이며, 보안을 유지하면서 증명을 더 빠르게 생성할 수 있습니다.

zkMIPS의 장점

• 호환성. ">호환성: zkMIPS는 EVM 호환 솔리디티뿐만 아니라 Rust 및 Move와 같은 다른 주요 개발 언어도 지원합니다. 이를 통해 zkMIPS는 더 광범위한 블록체인 개발 생태계에 서비스를 제공하여 더 많은 애플리케이션 가능성을 제공합니다.

• 비용 효율성: MIPS 명령어 세트의 높은 효율성으로 인해 zkMIPS는 영지식 증명을 생성할 때 계산 비용을 크게 줄여 시스템의 전반적인 지속 가능성을 높입니다.

• 재귀 증명: zkMIPS는 재귀 증명을 지원하여 여러 증명을 관리하기 쉬운 단일 단위로 통합할 수 있어 시스템 확장성을 개선하는 데 매우 중요합니다.

실제로, 실행된 프로그램을 MIPS로 변환하여 실행에 문제가 있을 때 오류를 찾아내고 다시 실행하는 것을 더 쉽고 효율적으로 만드는 캐논 메커니즘을 사용하는 Optimism과 같은 프로젝트에서 MIPS의 장점을 통합해 왔습니다.

Metis는 이러한 추세에 따라 Cannon을 자사 에코시스템에 통합하여 zkMIPS 기술의 유용성과 효율성을 더욱 검증했습니다.

분산형 시퀀서: 분산화와 지속 가능성.

메티스는 하이브리드 롤업을 사용하여 OP와 ZK의 강점을 결합하는 것 외에도 롤업의 탈중앙화 모범을 만들기 위해 탈중앙화 시퀀서를 적극적으로 추진하고 있습니다.

기존 롤업 모델에서 단일 시퀀서는 트랜잭션과 데이터를 효율적으로 처리하지만, 많은 권한이 집중되어 다양한 위험을 초래할 수 있습니다.

• 운영 위험: 시퀀서에 장애가 발생하거나 공격을 받으면 전체 시스템의 트랜잭션 처리가 차단됩니다.

• 조사 위험: 시퀀서는 트랜잭션을 선택적으로 처리하거나 거부할 수 있어 특정 탈중앙 금융(DeFi) 프로토콜이나 서비스에 대한 사용자 액세스를 제한할 수 있습니다.

• 조작 위험: 트랜잭션 시퀀싱에서 시퀀서는 최대 추출 가능한 가치(MEV)로 알려진 거래 수수료를 높여 부당한 이득을 얻기 위해 자신의 거래를 우선순위로 지정할 수 있습니다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해 Metis는 트랜잭션을 집계, 정렬, 실행하는 여러 시퀀서 노드로 구성된 탈중앙화된 시퀀서 풀을 설계했습니다. 이러한 설계는 시스템의 공정성과 투명성을 보장합니다.

• 합의 메커니즘: 거래 배치가 시스템에 제출되기 전에 각 새 블록의 상태에 대해 3분의 2 이상의 시퀀서 노드가 동의해야 합니다. 트랜잭션 배치를 메인 이더넷 네트워크(L1)에 제출할 수 있습니다.

• 다자간 컴퓨팅(MPC) 서명: 트랜잭션 배치가 L1에 제출되기 전에 데이터가 정확한지 확인하기 위해 MPC 서명으로 배치의 진위 여부를 확인합니다.

탈중앙화 시퀀서의 장점:

• 보안 강화: 단일 장애 지점의 위험을 줄이고 여러 노드가 의사 결정을 공유하여 네트워크의 견고성과 보안을 강화합니다.

• 검열 및 조작 가능성 감소: 여러 시퀀서가 존재하면 단일 노드가 거래를 조작하거나 검열하기 어렵기 때문에 사용자의 거래 자유를 보호할 수 있습니다.

• 안정성 및 이중화: 시스템은 시퀀서의 원활한 교체를 지원하여 장애나 중단의 영향을 최소화하고 전체 네트워크의 안정성을 향상시킵니다.

메티스의 탈중앙화 시퀀서 모델에서 각 노드는 몇 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다:

• L2 Geth(OP-Node 포함): 트랜잭션 주문 및 블록 어셈블리를 담당합니다.

• 어댑터 모듈: 다른 외부 모듈(주로 지분증명 노드)과의 상호작용을 위한 중개자 역할을 합니다.

• 배치 제출자: 트랜잭션 배치를 구성하고 여러 시퀀서에 의해 승인된 후 L1에 제출하는 역할을 담당합니다.

• 지분 증명 노드: 이더, 컨센서스, 메티스 레이어 간의 조정을 통해 자산을 안전하게 잠그고 검증자에게 보상을 제공합니다.

• 컨센서스 레이어: 메인 이더 네트워크와 병렬로 실행되는 일련의 텐더민트 지분 증명 노드를 포함하여 메인 네트워크에 영향을 주지 않고 운영 효율성을 보장합니다.

(출처: https://ethresear.ch/t/pos-sequencer-pool-decentralizing-an-optimistic-rollup/16760)

이러한 설계를 통해 메티스의 탈중앙화 시퀀서 풀은 거래 처리의 공정성과 투명성을 향상시킬 뿐만 아니라, 신뢰할 수 있고 지속 가능한 블록체인 생태계 구축의 핵심 요소인 권력을 분산시켜 네트워크의 보안과 안정성을 강화합니다.

요약 및 전망

메티스의 기술 및 개념적 강점은 향후 발전을 위한 탄탄한 토대가 될 것입니다. Metis의 기술 및 개념적 강점은 향후 발전을 위한 견고한 토대를 제공합니다. zkMIPS 기반의 하이브리드 롤업은 ZK 롤업의 호환성 문제를 해결하고 더욱 다양한 개발자 생태계를 가져올 것으로 기대됩니다.

탈중앙화 시퀀서의 발전은 탈중앙화를 추구하는 팀의 비전을 보여줍니다. Metis 생태계가 계속 성숙해짐에 따라 Metis가 향후 L2 경쟁에서 다크호스가 되어 사용자와 개발자를 위한 꾸준한 가치를 창출할 것이라고 믿을 만한 모든 이유가 있습니다.