Delin Capital Research Institute: Ethereum 확장의 Layer-2 롤업 확장 솔루션에 대한 논의

편집자 주: 이 기사의 출처는Dealean Capital Research, 승인을 받아 Odaily에서 재인쇄했습니다.

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2020년 5월, 이더리움 네트워크에 이른바 "검은 목요일"이 있었습니다. 이더리움이 너무 과밀해져 MakerDAO가 예상대로 작동할 수 없었습니다. 이 경우 다른 참가자가 "담보가 부족한 자산"에 입찰할 수 있습니다. 즉, 한 참가자가 450만 달러 상당의 ETH를 0달러에 입찰할 수 있습니다. MakerDAO 사태는 불충분한 확장성의 결과를 보여주었습니다.

"검은 목요일"이 증명했듯이, 이더리움 혼잡으로 인한 이런 종류의 보안 위협은 오늘날 매우 심각한 문제가 되었습니다.) 확장성 문제를 해결하기 위해 이러한 솔루션은 본질적으로 블록체인을 신뢰의 앵커로 사용합니다.레이어 2 확장 기술은 트랜잭션을 오프체인으로 마이그레이션합니다(기본 체인의 트랜잭션 처리량을 증가시키는 레이어 1 확장 기술과 반대). Layer2 스케일링 솔루션이 구축되면 블록체인의 많은 이점(보안, 불변성, 탈중앙화 등)을 활용할 수 있으며 트레이드오프와 가정이 더 적게 필요합니다.Ethereum Layer 2 확장 솔루션

, 이번 호의 주제는 Layer2에 대한 이해를 바탕으로 Ethereum 커뮤니티에서 인기 있는 Rollup 확장 솔루션에 대해 이야기하는 것입니다.

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먼저 롤업이란?

Rollup은 Plasma에서 많은 개념을 차용한 Plasma와 유사한 Layer 2 확장 솔루션입니다. 롤업은 오프체인에서 메인 네트워크(즉, 레이어 1)에 의해 보호되는 레이어 2 사이드 체인으로 트랜잭션을 마이그레이션하여 이더리움을 확장한다는 점에서 플라즈마와 유사합니다. 두 스케일링 시나리오 모두 사이드체인에 예치된 모든 자금과 사이드체인의 현재 상태 증명을 포함하는 스마트 계약을 메인넷에 배포합니다. 사이드체인 사용자와 운영자는 사이드체인을 유지하고 유효한 상태 전환이 메인넷 계약에 제출되도록 합니다.

Rollup은 "Shadow Chain" 아이디어를 기반으로 하여 상태 오프체인을 적용하고 Ethereum 블록체인만 사용하여 데이터 가용성을 달성합니다. Rollup의 블록 해제 또는 상태 업데이트는 tx CALLDATA를 통해 각 거래의 메인 체인에 일부 데이터만 게시하므로 처리량이 향상되고 사이드 체인의 데이터 보류 공격 문제를 극복합니다.

롤업에는 낙관적 롤업과 ZK 롤업의 두 가지 유형이 있습니다. 그들은 사이드 체인 블록의 유효성을 보장하기 위해 취하는 접근 방식이 다릅니다. 낙관적 롤업의 경우 사기 증명 및 동시성 가정에 의해 유효성이 보장되는 반면 ZK 롤업의 경우 영지식 증명에 의해 유효성이 보장됩니다.

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낙관적 롤업이란 무엇입니까?

OptimisticRollup의 아이디어는 2019년 7월 Ethereum Foundation Research Forum에서 John Adler가 처음 제안했으며 Optimistic Rollup은 섀도우 체인의 원래 아이디어 개요에 더 가깝습니다. Optimistic Rollup을 작업하는 팀에는 Optimism(이전 Plasma Group), Fuel Labs, Arbitrum 등이 있습니다.

Optimistic Rollup은 Ethereum Optimistic Virtual Machine(OVM)의 사용을 의미하며, 기술적으로 말하면 Layer 2 데이터 상태 예측을 기반으로 Layer 1의 "낙관적" 상태를 수행하는 EVM(Ethereum Virtual Machine)의 통합입니다. Optimistic Rollup Layer2 체인에서 사용자는 거래 및 스마트 계약을 처리하기 위한 기계(OVM)를 가지고 있으며 모든 일상적인 작업은 Layer2 기계에서 수행됩니다. 이더리움 Layer1 체인에서 사용자는 OVM을 가지고 있습니다. OVM 머신이지만 긴급 상황이 발생하지 않는 한 사용하지 않습니다. 누군가 Layer2 OVM 작업이 사기라고 생각하는 경우 Layer1 OVM 컴퓨터에서 작업을 다시 실행하여 작업의 진위를 증명할 수 있습니다. 낙관적 롤업 레이어 2 노드가 되려면 사용자(A)가 성능이 좋지 않고 다른 사용자(B)가 결국 사용자(A)의 조작이 부정하다고 판단되면 사용자(A)의 예치금이 삭감되고 사용자(B)는 감소된 금액만큼 예치금을 보상으로 받게 됩니다.

Optimistic Rollup은 간단한 결제와 복잡한 스마트 컨트랙트를 지원할 수 있고 기존 코드 베이스의 대부분을 Optimistic Rollup으로 쉽게 포팅할 수 있으므로 Optimistic Rollup은 직접적인 솔루션으로 간주됩니다. 반면 이더리움의 메인 체인에서 ZK 롤업으로 스마트 컨트랙트를 원활하게 마이그레이션하는 것은 상대적으로 더 어렵습니다.

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ZKRolup이란 무엇입니까?

즉, ZK Rollup은 Layer2 스케일링 솔루션으로 모든 자금은 메인 체인의 스마트 계약에 의해 유지되고 오프 체인 계산 및 저장을 수행하며 사이드 체인의 유효성은 영지식 증명으로 검증됩니다. 확실하게 하다.

ZK Rollup은 원래 2018년 Barry Whitehat에 의해 제안되었습니다. 보안 보장은 기본 Layer1(즉, Ethereum)과 동일하며 1분 이내에 블록을 생성하고 처리량을 2,000tps로 높일 수 있습니다. ZK Rollup에서 구현한 프로젝트에는 Matter Labs 및 Starkware가 포함됩니다.

ZK Rollup은 섀도우 체인의 블록을 완료하기 위해 2주를 기다리는 대신 사기 문제를 영지식 증명으로 대체합니다. 계정과 잔액은 별도의 Merkle 트리로 표시됩니다. 이러한 Merkle 루트는 아무도 데이터를 위조할 수 없도록 합니다. 각 Merkle 트리의 루트(하나는 계정용, 다른 하나는 잔액용)는 사이드체인 상태의 "간단한 표현"만 제공하는 이더리움의 스마트 계약에 저장되며, 다른 모든 데이터는 오프체인에 저장됩니다.

ZK Rollup은 블록 및 상태 업데이트를 빌드하는 누군가(릴레이어라고 함)와 대화하는 것과 같습니다. 상태 변화는 SNARK(영지식 증명)의 입력 과정인 해싱되며, 여기에는 각 트랜잭션의 유효성 증명이 Rollup 블록에 포함됩니다. 트랜잭션이 집계되고 헤더만 서명되어 메인 체인에 커밋됩니다. 따라서 이더리움 체인에 저장되는 데이터의 양이 줄어듭니다. 모든 서명은 집계된 거래 기록을 압축할 수 있는 ZK-SNARK라고 하는 영지식 증명으로 대체됩니다.

각 서명의 검증이 단일 SNARK로 대체되기 때문에 계산도 개선됩니다. 정보의 작은 부분(주소록의 두 Merkle 루트와 잔액/nonce, 둘 다 32바이트)만 메인 체인에 추가되며 CALLDATA를 통해 온체인에 게시된 트랜잭션 데이터의 작은 부분만 나타냅니다. 블록 또는 상태 업데이트를 제출한 후 사용자는 영지식 증명의 유효성을 확인할 수 있습니다. 도전적인 트랜잭션이 스마트 계약에 일부 데이터가 잘못되었다고 알리면 블록은 결국 무효화됩니다.

이러한 챌린지는 유효하지 않거나 잘못된 상태를 제출할 수 없는 ZK 롤업의 ZK-SNARK로 대체됩니다. SNARK는 이 일련의 트랜잭션이 소유자에 의해 올바르게 서명되었으며 계정 잔액의 업데이트가 이전 Merkle 루트에서 새로운 Merkle 루트로 정확했음을 증명합니다. 따라서 릴레이어가 무효하거나 조작된 상태를 커밋하는 것은 불가능합니다.

ZK Rollup은 메인넷 Rollup 계약에 ZK SNARK 증명을 제출합니다. 그런 다음 메인넷 스마트 계약은 모든 유효한 증명을 확인하고 수락합니다. 이 프로세스는 거의 즉각적으로 대규모로 발생합니다. 이에 비해 Optimistic Rollup은 레이어 2의 스마트 계약에 적응하기 위해 항상 일부 확장성을 희생하며 사용자가 Bond Aggregator의 유효하지 않은 블록에 도전할 시간을 갖도록 프로세스도 약간 지연됩니다.