향후 이더리움의 5대 주요 단계에 대한 해석, 이더리움의 최종 형태는 무엇인가

소개

이더리움을 지분증명 네트워크로 전환하는 '더 머지(The Merge)'는 올해 9월 말까지 메인넷에서 완료될 예정이다. 이 업그레이드는 블록체인의 접근성을 체계적으로 개선하고 이더리움을 비트코인 스타일의 작업 증명 합의 메커니즘에서 지분 증명 시스템으로 전환하는 것을 목표로 합니다. 샤딩 수행에서 롤업 중심으로의 이더리움 로드맵은 다음 수십억 사용자를 위해 블록체인을 확장하는 중요한 단계입니다. 이전 기사인 모듈식 블록체인 탐색에서 언급했듯이 모듈식 아키텍처의 데이터 가용성 및 샤딩을 통해 블록체인은 분산화를 희생하지 않고도 처리량을 확장할 수 있습니다. 동시에 기사는 데이터 가용성, 롤업 및 실패/유효성 증명에 대한 심도 있는 논의를 수행하여 합병의 배경과 목표를 더 깊이 이해할 수 있는 토대를 마련합니다. 이 기사에서는 합병의 기술적 세부 사항, 이더리움의 새로운 로드맵, 변경 사항이 사용자와 개발자에게 의미하는 바에 대한 심층 분석을 제공합니다.

출처: @ptrwtts

롤업 중심 로드맵

원래 Ethereum 2.0(이 용어는 삭제됨)에 대한 계획은 메인넷을 독립적인 채굴자/검증자가 있는 64개의 샤드로 나누어 확장성을 달성하는 것이었습니다. 그런 다음 사용자는 혼잡, 사용률 및 처리량에 따라 특정 샤드로 트랜잭션을 보냅니다. Rollup의 지속적인 개발과 샤딩 수행의 복잡성으로 인해 샤딩 수행을 중심으로 한 원래의 확장성 로드맵이 더 이상 적용되지 않아 사람들이 데이터 샤딩을 채택하기 시작했습니다. 이더리움 팀의 관점에서 롤업은 이더리움 확장의 핵심 요소가 될 것이며 업그레이드된 이더리움을 강력한 결제 및 데이터 가용성 계층으로 만들고 롤업이 보안을 확보할 수 있도록 할 계획입니다.

출처: ETH2 책

비콘 체인

일반적인 견해와 달리 합병의 목적은 트랜잭션 비용을 줄이는 것이 아니라 이더리움을 롤업을 위한 인프라 계층으로 전환하는 것이며 비콘 체인의 구축은 이 목표를 달성하기 위한 첫 번째 핵심 단계입니다. 이더리움은 이전의 "작업 증명" 시스템에서 "지분 증명" 시스템으로 변경될 것이며, 이 시스템에서 서약자는 블록을 생성하기 위해 담보를 제공해야 부정직한 행위를 방지할 수 있습니다. 합의 시스템이 지분증명으로 전환된 후 검증위원회를 프리미티브로 도입하여 네트워크 합의를 강화하고 효율적인 프로토콜 내 데이터 가용성 계층을 형성할 수 있는 기반을 마련할 것입니다. 비콘 체인은 스테이커 조정을 담당하며 오늘날 이더리움처럼 트랜잭션을 처리하거나 실행하지 않습니다. 보다 구체적으로, 이 합병은 실제로 이더리움의 이전 실행 계층을 비콘 체인이 제공하는 새로운 합의 엔진과 병합하여 작업 증명 시스템에서 채굴자를 활용하는 기존 알고리즘을 작업 증명 시스템에서 조정된 유효성 검사기 네트워크로 변환합니다. 스테이크 시스템. 동시에 이러한 변화는 샤딩의 토대를 마련했습니다. 과거에는 작업 증명 시스템에서 채굴자의 작업이 기록되지 않았기 때문에 작업을 중단하고 마음대로 네트워크를 떠날 수 있었습니다. of-stake 시스템, 비콘 체인은 모든 승인된 블록 생산자가 등록되고 유효성 검사자 투표를 조정하고 병렬화할 수 있습니다.

출처: ETH2 책

검증자 위원회의 구성은 비콘 체인의 중요한 혁신이며, 비콘 체인에 의해 무작위로 할당되고 블록에 대한 투표와 합의 형성을 담당합니다. 위원회의 통합된 투표는 증인 메시지라고 불리며, 위원회의 투표를 확인하여 사람들이 쉽게 비콘체인의 상태를 확인할 수 있도록 하여 단일 검증자 증가에 의한 검증에 비해 블록 크기 및 데이터를 최소화합니다. 동시에 증명 메시지는 합의를 강화합니다. 왜냐하면 이 모드에서 포크를 생성하려면 많은 수의 검증자가 참여해야 하기 때문입니다. 또한 악의적인 유효성 검사기가 공모하여 공격을 시작하지 못하도록 유효성 검사기를 정기적으로 교체합니다.

출처: 플래시봇

합의 및 MEV(The Splurge)

합병 후 이더리움은 합의 계층에 대해 제안자-빌더 분리를 갖게 됩니다. Vitalik은 모든 블록체인이 궁극적으로 중앙 집중식 블록 생성 및 분산형 블록 검증을 가져야 한다고 믿습니다. 조각난 이더리움 블록 데이터는 밀도가 매우 높기 때문에 데이터 가용성에 대한 높은 요구 사항으로 인해 블록 생성을 중앙 집중화해야 합니다. 동시에 우리는 블록을 검증하고 데이터 가용성 샘플링을 수행하기 위해 분산된 유효성 검사기 세트를 설정해야 합니다.

빌더 역할은 사용자 트랜잭션으로 이더리움 실행 페이로드 블록을 구축하고 제안자(유효성 검사자 세트의 무작위로 선택된 하위 집합)의 승인을 위해 입찰과 함께 제출합니다. 제안자가 페이로드를 수락하면 블록에 서명하고 네트워크를 통해 전파합니다. 이 구조는 제안자에게 전송된 페이로드에서 거래 내용이 제거되기 때문에 유효성 검사기가 따라잡을 가능성을 제거합니다. 효율적인 시장에서 블록 공간 시장의 도입은 빌더가 MEV 입찰에 참여하도록 장려하여 탈중앙화 검증인이 대부분의 MEV 보상을 얻을 수 있도록 합니다. 이더리움 시뮬레이션과 비교할 때 이 설정은 채굴자가 합의를 불안정하게 하는 것을 효과적으로 방지하고 유해한 MEV 생성을 줄일 수 있습니다.

원천

댄크샤딩(더 서지)

제안자와 빌더의 분리는 원래 MEV의 유해한 외부 효과와 중앙 집중화 세력에 대응하기 위해 설계되었지만, 이더리움 코어 팀은 이것이 데이터 샤딩에도 서비스를 제공할 수 있음을 깨달았습니다.

Danksharding은 핵심 기여자 Dankrad Feist의 이름을 따서 명명되었습니다.주요 혁신은 원래 샤드를 고정된 수의 다른 블록 및 제안자로 대체하는 통합 수수료 시장입니다.특정 시간의 모든 거래 및 데이터는 제안자가 선택합니다. 이 제안자 뒤에는 블록체인 데이터의 가용성을 샘플링하는 무작위로 생성된 검증자 위원회가 있습니다. 이러한 방식으로 라이트 클라이언트의 데이터 가용성은 병합된 블록의 대량 데이터에 따라 분산된 방식으로 유지될 수 있으며 이는 단일 검증 지점에서는 불가능합니다. 합의 노드도 데이터 가용성 샘플링을 수행하기 때문에 이 모델은 합의 계층, 합의 계층 및 데이터 가용성 계층을 통합할 수 있습니다.

통합 결제 및 데이터 가용성 계층은 유효성 증명을 활용하는 롤업을 위한 새로운 문을 엽니다. ZK 롤업은 이제 이더리움의 실행 계층과 동기식 호출을 할 수 있습니다. 이는 분산 유동성 및 프랙탈 스케일링과 같은 새로운 L2 프리미티브를 향상시켜 ZK 롤업에서 차세대 혁신적인 Dapps를 구축하기 위한 토대를 마련합니다.

프로토 댄크샤딩

댄크샤딩은 앞으로 이더리움에 좋지만 합병 직후 완전한 역할을 수행하지는 못할 것입니다. Proto-danksharding(EIP-4844)은 다크샤딩의 정식 구현 이전에 출시될 예정인 다크샤딩의 원래 버전입니다. 이 제안은 Blob 운반 트랜잭션이라는 프리미티브를 생성합니다. 이름에서 알 수 있듯이 이러한 유형의 트랜잭션은 블롭이라는 데이터 페이로드를 전달하는 트랜잭션입니다. Blob은 샤딩 후 이더리움의 데이터 표준 역할을 합니다. Blob은 KZG 다항식 약정( KZG 다항식 약정 )과 함께 번들로 제공되며 EVM 실행에서 분리되기 때문에 Blob은 calldata보다 더 효율적인 형식이기도 합니다. 현재 롤업은 트랜잭션 데이터를 이더리움으로 다시 전송하기 위해 여전히 통화 데이터를 사용하고 있어 높은 가스 비용이 발생합니다. 샤딩의 미래에 Rollup은 Blob을 사용하여 사용자에게 EVM 실행과 관련된 가스 비용을 절감할 것입니다. 동시에 proto-danksharding의 목표는 개발자에게 이 최첨단 데이터 형식을 제공하는 동시에 샤딩할 데이터에 대해 별도의 형식과 과금 시장을 도입하여 Rollup의 데이터 비용을 일시적으로 줄이는 것입니다. . proto-danksharding 자체는 실제로 샤딩을 구현하지는 않지만 샤딩 후 데이터 형식에 대한 표준을 제공하며 이는 효율적인 기본 데이터 가용성 계층을 구축하는 첫 번째 단계이기도 합니다.

역사와 지위(The Verge & The Purge)

동시에 이더리움의 상태와 스토리지도 고려해야 합니다. 유효성 검사기는 소비자 하드웨어 제품에 대한 작업을 완료해야 하므로 증가된 상태는 분산화에 영향을 미칠 수 있습니다. Proto-danksharding blob은 EVM 실행 계층에서 분리되어 약 한 달 후에 삭제되었습니다. 또한 EIP-4444는 클라이언트가 약 1년 후에 P2P 계층에서 기록 데이터 제공을 중지하도록 할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 샤딩은 연간 약 40TB의 기록 Blob 데이터를 추가하기 때문에 프로토콜 계층에서 일종의 필수 기록 만료를 시행해야 했습니다. 블록체인 상태는 RAM이나 SSD에 저장해야 하지만 이더리움이 합의한 데이터인 히스토리컬 스토리지는 저렴한 HDD에 저장할 수 있다. 히스토리 스토어는 정직한 소수(1-of-N) 신뢰 모델로 운영되기 때문에 실시간 합의를 수행하는 노드에 히스토리 데이터를 저장할 필요가 전혀 없습니다. Danksharding 사양은 검증자가 몇 달 동안 합의에 도달한 데이터의 가용성을 저장하고 보장하도록 합니다. 그 후 이렇게 잘린 기록 데이터는 애플리케이션별 프로토콜, BitTorrent, 포털 네트워크, 블록 탐색기, 개별 애호가 또는 인덱싱 프로토콜과 같은 제3자에 의해 저장됩니다.

출처: 컨센시스

Stateless Ethereum은 로드맵의 또 다른 목표입니다. 블록 생산자는 블록에서 트랜잭션을 실행하는 데 필요한 관련 데이터로 구성된 증거인 증인 정보를 사용합니다. 그런 다음 클라이언트는 이 증명을 사용하여 블록의 결과 상태 루트를 실행하려면 전체 상태가 아닌 영향을 받는 상태의 일부만 실행해야 함을 확인할 수 있습니다. 이 설계에서 증명의 규모와 유용성은 두 가지 핵심 문제입니다. 첫 번째 문제는 이더리움의 상태 데이터 구조를 프로토콜 수준 사양 에서 변환하여 해결할 수 있습니다. Vitalik에 따르면 이더리움을 확장할 때 분산된 유효성 검사를 유지하면서 특수 하드웨어를 갖춘 중앙 집중식 블록 생산자에 의존해야 합니다.

요약하다

Danksharding은 Ethereum의 보안을 계승하고 Rollup에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 데이터 가용성을 합의 및 결제 계층과 긴밀하게 결합한 후, Rollup이 기본 데이터 가용성 솔루션을 활용하고 유효성 및 자발적인 보안 가정을 제거할 수 있도록 기본 인프라를 업그레이드할 수 있습니다. 이는 향후 거버넌스 및 스마트 계약의 위험을 제거하기 위해 Enshrined Rollups를 구축하기 위한 토대를 마련합니다. 동시에 SNARK를 사용하여 프로토콜 내에서 동기식 호출을 수행하는 Enshrined Rollup도 향후 블록체인 확장을 위한 핵심 설계가 되었습니다. 프로토콜에서 롤업의 장점은 스마트 계약 롤업의 일일 고정 가스 비용을 제거하고 블록 수로 측정되며, 계산이 합의에서 분리되기 때문에 검증자가 더 이상 트랜잭션을 실행하여 블록을 확인하고, 유효성 증명으로 상태 차이를 보장할 수 있으며, 무상태 클라이언트는 더 이상 증인 증명을 다운로드할 필요가 없습니다. 이러한 이점을 통해 결제 대기 시간이 개선되고 동기화 및 유효성 검사기 대역폭이 개선되며 교차 체인 브리지의 보안이 더욱 보장됩니다. Ethereum Foundation은 현재 이 디자인을 Ethereum의 로드맵에 구현하기 위해 노력하고 있으며 EVM을 SNARK 호환 Enshrined Rollup으로 업그레이드할 계획입니다.

이전 게시물에서 우리는 모듈식 오프체인 아키텍처의 이점과 타사 프로토콜이 개발 중인 데이터 가용성, 정산 및 실행을 위한 솔루션에 대해 논의했습니다. Ethereum 로드맵의 주요 목표는 신뢰 가정을 최소화하고 기본 솔루션을 통해 프로토콜 내에서 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. Ethereum을 기본 레이어로 업그레이드하면서 이 애플리케이션 레이어도 최적화하여 사용자와 개발자가 안전하고 강력한 글로벌 인프라에서 더 많은 사용 사례를 확장할 수 있도록 합니다. 이더리움의 비전은 전 세계를 위한 디지털 미래를 구축하는 것입니다. 동시에 신뢰할 수 있는 중립성의 원칙을 계속 고수하고 이더리움의 네트워크 효과, 탈중앙화 및 보안을 계속 발전시켜 미래 탈중앙화 네트워크에서 입지를 공고히 할 것입니다. 이러한 방식으로 합병은 이더리움이 이 비전을 실현하기 위해 취한 첫 번째 단계입니다.