Ethereum 2.0과 다른 Layer 1 확장 솔루션의 유사점과 차이점은 무엇입니까?

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• , 저자: Mika Honkasalo, 번역: Li Hanbo, 승인을 받아 Odaily에서 복제.

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대부분의 차세대 블록체인의 레이어 1은 병렬 아키텍처로 확장되어 트랜잭션 처리를 다른 노드에 분산합니다.

샤딩된 생태계의 문제는 구성 가능성을 깨뜨린다는 것입니다. 스마트 계약이 동일한 샤드 또는 블록체인에 배포되지 않는 한 서로 동기적으로 호출할 수 없습니다.

잘 알려진 차세대 블록체인 프로젝트의 대부분은 병렬 확장 아키텍처로 확장할 계획입니다. 이더리움 2.0과 NEAR의 경우 샤딩(sharding)이라고 하고, 폴카닷(Polkadot)과 코스모스(Cosmos)의 경우 블록체인 간 상호운용성(interoperability)이라고 부르는 경우가 많다.

하향식 관점에서 이러한 각 솔루션은 비슷해 보입니다. 트랜잭션은 서로 다른 유효성 검사기 세트로 처리되며 서로 다른 환경 간에는 몇 가지 유사한 통신 방법이 있습니다. 이는 Ethereum 2.0의 샤딩과 Cosmos의 특정 애플리케이션 체인에서도 동일합니다.

디자인의 일부 장단점:

Ethereum 2.0

공유 보안 대 주권: 여기서 각 노드는 글로벌 유효성 검사기 집합에서 보안을 파생하거나 자체 보안을 책임집니다.

이질성 대 동질성: 각 연결된 샤드가 다른 모든 샤드와 같거나 연결된 체인이 서로 다른 속성(예: 서로 다른 합의 메커니즘 또는 지원되는 프로그래밍 언어)을 가질 수 있습니다.

보조 제목"이더리움 2.0의 샤딩은 트랜잭션 처리 및 스토리지 요구 사항을 샤드 간에 나누는 단순한 목표를 기반으로 합니다. 이더리움의 현재 버전에서 각 노드는 모든 트랜잭션을 확인하고 이더리움의 모든 기록 정보를 저장해야 합니다."실제로 이것은 유효성 검사기 역할을 하는 Ethereum 2.0의 Proof-of-Stake 노드 중에서 하위 집합이 샤드에 할당됨을 의미합니다. 리더는 무작위로 선택되어 비트코인의 작업 증명에서 승리한 채굴자와 유사한 역할을 맡게 됩니다. 즉, 다른 유효성 검사기로 구성된 위원회가 블록의 유효성을 증명하는 동안 블록을 생성합니다.

위원회가 블록의 유효성을 입증하면 블록에 포함될 수 있습니다."slot"메인 체인"epoch"(비콘 체인). 이 증명은 샤드의 전체 거래 내역을 저장하는 대신 비콘 체인에 저장됩니다.

위원회는 샤드 블록에 대한 시간 프레임을 만듭니다.

. 32개의 슬롯이

, 그 후 위원회가 해산되고 샤드가 새로운 참가자와 함께 재구성됩니다. 각 시대의 첫 번째 슬롯은 이전 블록을 완료할 수 있는 체크포인트입니다. 에포크는 6.4분마다 반복됩니다.

솔루션은 무작위 샘플링과 유효성 검사기의 정기적인 순환입니다.

Polkadot

각 샤드 위원회에는 최소 128명의 구성원이 있어야 하며 전 세계에서 무작위로 검증자를 선택하는 경우 선택된 사람들의 분포는 이항 분포를 따릅니다. 예를 들어 글로벌 기여자 풀(ETH 2.0 토큰 보유자)에서 75%의 정직성 비율로 150명의 구성원이 선택되었다고 가정하면 이 샤드도 정직할 확률은 99.999999998%입니다.

드문 무작위 샘플링은 검증자가 주어진 시간에 어떤 샤드에 있는지 알고 동일한 샤드에서 다른 위원회 구성원에게 뇌물을 줄 수 있는 새로운 공격 방법을 제시합니다. 검증자가 새 샤드에 선출될 때마다 전체 샤드 데이터를 다운로드해야 하기 때문에 샘플링에는 오버헤드가 있습니다.

보조 제목

Ethereum 2.0은 ETH 보유자가 동일한 샤드에서 트랜잭션을 확인하는 공유 보안을 사용합니다. Polkadot은 또한 공유 보안을 구현하지만 서로 다른 샤드를 사용하므로 각 샤드가 자체 토큰 및 거버넌스 규칙을 가질 수 있습니다.

일반적으로 이러한 샤드 또는 병렬 체인은 블록체인 개발 프레임워크인 Substrate에 구축됩니다. 체인이 릴레이 체인에 연결하기로 결정하면 DOT 보유자는 파라체인의 보안 제공자가 됩니다. 체인이 Polkadot 컨센서스의 일부가 되려면 경매를 통해 파라체인 슬롯을 임대해야 합니다.

Polkadot은 NPoS(Nominated Proof-of-Stake)라는 변형을 사용합니다. 추천인은 검증인에게 투표하는 DOT 보유자입니다. 현재 네트워크는 출시 단계에서 유효성 검사기 크기를 20에서 100으로 확장하는 과정에 있습니다.

릴레이 체인에 연결된 각 파라체인에는 파라체인의 전체 노드를 실행하고 트랜잭션을 블록으로 패키징하는 협력자가 있습니다. 그런 다음 이 블록은 주어진 파라체인에 할당된 릴레이 체인의 검증자에게 제출됩니다. 이더리움 2.0과 유사하게 이러한 유효성 검사기는 정기적으로 새로운 파라체인으로 무작위로 교체됩니다."이러한 검증자에게 인센티브를 제공하는 방법은 파라체인에 달려 있습니다. 예를 들어 주어진 파라체인에 대한 검증자는 파라체인의 기본 토큰을 제공하여 인센티브를 부여할 수 있습니다. Collators는 parachain의 검증자에게 가장 최근 상태 전환의 Merkle 트리(블록체인에서 주어진 블록의 정렬 요약 및 고유한 지문)를 제공합니다. 그런 다음 릴레이 체인 유효성 검사기는 블록이 파라체인의 상태 전환 규칙을 따르는지 확인합니다."Polkadot은 상태의 유효성을 보장하지 않고 상태 전환만 확인한다는 점에 유의해야 합니다. 실제로 이는 파라체인이 Polkadot의 합의에 합류할 때 이전 상태가 유효한 것으로 간주됨을 의미합니다.

후보자 접수

Cosmos

, 그리고 결국 릴레이 체인의 상태에 포함됩니다. 릴레이 체인에서 최종 블록의 예상 시간은 12-60초입니다. Polkadot은 파라체인이 릴레이 체인을 거치지 않고 통신할 수 있도록 하는 크로스체인 메시징 프로토콜도 연구하고 있습니다."lightest "이더리움과 비교할 때 파라체인에 자체 토큰에 대한 책임을 부여함으로써 발생하는 차이점 중 하나는 파라체인의 거래 수수료를 사용자 정의할 수 있다는 것입니다. 파라체인은 시스템 내에서 자체 수수료를 선택할 수 있으며 릴레이 체인의 보안 및 리소스는 경매 메커니즘을 통해 지불됩니다.

보조 제목

Polkadot 및 Ethereum과 비교하여 Cosmos는

크로스 체인 통신 방식은 자체 보안을 전체 시스템의 보안과 분리합니다. Cosmos Hubs는 연결된 블록체인 간의 메시지만 검증합니다.

Cosmos SDK는 나머지 Cosmos 생태계와 상호 운용 가능한 애플리케이션별 블록체인(또는 영역)을 구축하기 위한 프레임워크입니다.

예를 들어 오늘 MakerDAO가 해킹당했다면 MKR 보유자는 ETH 소유자가 블록체인을 포크하도록 설득해야 합니다. 그렇게 하는 기준은 MakerDAO가 자체 블록체인인 경우보다 훨씬 높습니다.

NEAR Protocol

Cosmos의 특별한 점은 개발자를 위한 향상된 유연성입니다. 개발자는 원하는 가상 머신, 합의 메커니즘 또는 거버넌스 방법을 완전히 제어할 수 있습니다. Cosmos가 필요로 하는 모든 것은 라이트 클라이언트 증명입니다.

그러나 Cosmos 모델에서는 시장이 실패 위험을 처리하는 데 더 큰 역할을 해야 합니다. 예를 들어 앵커 토큰의 빠른 확인 버전은 동일한 토큰의 느린 버전과 가격이 다를 수 있습니다. 기본적으로 보안은 블록체인 설계가 아닌 자산으로 가격이 책정될 수 있습니다."보조 제목"NEAR 프로토콜의 샤딩 디자인(Nightshade)은 이더리움 2.0과 동일한 핵심 속성을 가지고 있습니다. NEAR 보유자는 동질적인 모든 샤드의 보안을 책임집니다. 둘 사이의 주요 차이점은 Near가 비콘 체인을 취소한다는 것입니다.

NEAR에는 메인 체인이 없지만 발생한 모든 트랜잭션을 운반하는 블록을 포함하는 단일 체인이 있습니다. 그러나 물리적으로 각 유효성 검사기는 자신이 유효성을 검사하는 트랜잭션 중 하나의 샤드만 유지합니다(

조각

) 상태에 해당합니다.

블록의 트랜잭션은 서로 다른 청크로 할당됩니다. 블록 자체에는 이러한 청크만 포함됩니다. 메인 체인과 샤드 체인이 두 개의 개별 합의 프로세스를 실행하는 Polkadot 및 Ethereum 2.0과 달리 NEAR는 체인을 유지하기 위한 하나의 합의 프로세스만 있습니다.

이는 검증자가 블록 생산과 일부 샤드 하위 집합에 할당됨으로써 달성됩니다. 이 샤드 내에서 유효성 검사기는 번갈아 블록을 생성합니다. 그런 다음 각 블록 생산자는 블록 생산자가 블록의 삭제 코드 버전을 보낼 때까지 기다립니다. 그런 다음 다음 블록을 만드는 데 사용됩니다.

NEAR는 수신 트랜잭션이 있는 계약 간에 빠른 교차 샤드 호출을 유지합니다. 트랜잭션이 다른 청크의 상태에 영향을 미치면 영수증이 블록체인으로 전송됩니다. 각 청크는 가장 최근 블록과 여기에 할당된 영수증을 관찰하고 이러한 영수증을 자체 트랜잭션에 적용합니다.

NEAR의 절충점은 현재 설계가 최대 200개의 검증자를 처리할 수 있는 반면, 이더리움은 검증자(수백만 검증자)로 32 ETH를 가진 모든 사용자를 가질 수 있다는 것입니다. 이는 청크 생산자와 블록 생산자 간의 지속적인 통신 요구 사항 때문입니다(2-3초 사이의 블록 시간을 목표로 함).

결론적으로

그러나 NEAR의 샤딩 설계의 주요 장점은 Ethereum 2.0 및 Polkadot에 비해 상대적으로 구현하기 쉽다는 것입니다.

보조 제목

결론적으로

샤딩 또는 유사한 블록체인 생태계에 대한 우려는 구성 가능성을 제한한다는 것입니다. 서로 다른 계약의 상호 작용 및 트랜잭션 업그레이드를 지원할 수 없습니다. 트레이드 오프 후 Cosmos의 크로스 체인 트랜잭션은 가장 느릴 수 있지만 동종 보안을 갖춘 샤드 체인은 가장 빠릅니다.

구성 가능성이 제한되어 있는 Ethereum 2.0과 같은 샤딩 설계는 잠재적으로 엄청난 확장성을 제공합니다. 이더리움 2.0은 3단계로 출시될 예정이며, 마지막 단계는 스마트 계약을 가능하게 합니다. 그러나 2단계 이후 이더리움을 데이터 레이어로 사용하면 Optimistic 또는 ZK Rollup을 통해 거래 처리 용량을 초당 50,000건까지 늘릴 수 있습니다.

"전체적으로 이러한 각 layer1 구조는 현재보다 기하급수적으로 확장됩니다. 그러나 그들은 또한 매우 유사하다는 점에 주목할 가치가 있습니다."서로 다른 블록체인 간의 의미 있는 차이점은 타이밍, 즉 프로젝트가 이더리움과 경쟁력 있는 버전을 출시할 수 있는 시기와 더 관련이 있을 수 있습니다. 오늘날 대부분의 프로젝트는 이더리움을 사용할 수 있고 모든 자산과 다른 개발자가 있기 때문에 이더리움을 기반으로 구축됩니다.

오늘날 이더리움 사용자는 일반적인 스마트 계약 상호 작용에 대해 가스 요금으로 10~50달러를 지불하며, Optimistic 및 ZK Rollup과 같은 레이어 1 또는 레이어 2 스케일링 솔루션에 관계없이 더 많은 트랜잭션 처리를 제공하기 위한 경쟁이 진행 중입니다. 기존의 높은 가스 수수료는 아마도 또 다른 성공적인 생태계를 시작할 수 있는 가장 좋은 기회일 것입니다. 지금까지 비트코인과 이더리움 체인만이 의미 있는 상승을 보였습니다.

무제한 스마트 계약 기능