안녕하세요~ 캇즈의 노트입니다
이번 노트에서는 이더리움 L2 솔루션들 중 옵티미즘 롤업과 더불어 같이 공존해서 사용되고 있는 영지식 롤업 또한 플라즈마가 무엇인지에 대해서 공부해보겠습니다.
여기 사진을 살펴보시면 각 솔루션 마다 락업된 예치 금액을 나타냅니다.
사진으로 보시면 알겠지만 옵티미즘 롤업이 1위를 달리고 있고 영지식 롤업이 2위 그 다음으로 플라즈마 등이 있습니다.
저번에 옵티미즘 설명을 하면서 옵티미즘 롤업에 대해서 설명을 했지만 이번 글에서는 롤업부터 조금 더 자세하게 설명해보겠습니다.
이번 글은 최대한 쉽게 작성하려고 노력하였으나 ZK롤업에서 조금 어려울 수 있습니다. 질문은 언제나 댓글이든 텔레그램 채팅방이든 환영합니다!
롤업이 무엇인가?
Roll-up(롤업)은 레이어2 확장 솔루션 중 하나인데 메인넷의 보안을 귀속함으로 인해 비교적 사이드체인과 비교해 보안성이 우수합니다.
롤업 솔루션의 원리는 이더리움 Layer1 트랜잭션을 오프체인으로 실행하고 그 결과의 데이터와 트랜잭션 증명값만 이더리움 메인넷에 기록하는 솔루션입니다.
기존 레이어1 트랜잭션을 실행하기 위해서는 이더리움 메인넷에서 모든 트랜잭션에 대해 컴퓨팅 자원을 소모하며 처리를 해야되지만, 롤업을 통해 체인 외부에서 대부분의 트랜잭션을 처리함으로써 더 빠른 속도의 트랜잭션을 처리할 수 있습니다.
롤업의 유형에는 크게 Optimistic rollup(옵티미즘 롤업), ZK rollup(영지식 롤업) 이렇게 두가지 유형이 있습니다.
- 옵티미즘 롤업 : 메인넷에서는 트랜잭션이 기본적으로 유효하다고 가정하고 트랜잭션의 유효성은 문제가 있는 경우에만 계산됩니다. 그래서 이름 그대로 낙관적으로 롤업합니다. 대표적인 프로젝트로는 아비트럼과 옵티미즘이 있습니다.
- ZK 롤업 : 트랜잭션의 유효성 검증은 레이어2에서 계산되어 레이어 1에 결과값 제출함으로써 옵티미즘 롤업보다 빠른 거래속도를 기대할 수 있죠. 대표적인 프로젝트로는 immutable x, dYdX, zksync, loopring정도가 있겠습니다 앞으로 하나하나 다루어볼게요.
번외로 이더리움 사이드체인 폴리곤은 플라즈마, 옵티미스틱 롤업, 영지식 롤업 다 사용합니다.
옵티미즘 롤업과 ZK롤업의 차이점은 무엇인가?
옵티미즘 롤업은 EVM과 호환되기 때문에 메인넷에서 가능한 거래, 스마트 컨트랙트 등이 레이어2에서도 이루어질 수 있는 장점이 있지만, 단점으로는 출금기간(챌린지 기간)때문에 출금이 늦어집니다.
ZK롤업은 좀 더 보안을 중요하게 생각합니다.또한 ZK롤업의 일부 기능은 EVM과 호환되지 않으며, ZK-rollup은 스마트 컨트랙트를 지원하지 않습니다.
옵티미즘 롤업의 단점, 출금시간
Fraud Proof(사기 증명) 방식을 채택하는 Layer 2 솔루션 중 가장 대표적인 방식을 옵티미스틱 롤업인데 원리는 7~8일의 챌린지 기간(분쟁을 제기할 수 있는 기간)을 주고 누군가 이의를 제기하면 시퀸서(트랜잭션을 저장하고 이더리움에 제출하는 소프트웨어)와 이의 제기자 사이에 사기 증명(Fraud proof)가 진행됩니다.
만약 시퀸서가 부정적인 행동을 한 것으로 결과가 나오면 -> 시퀸서에게는 페널티 이의 제기자한테는 인센티브가 주어지고 옵티미스틱 레이어 2의 상태는 잘못된 트랜잭션 제출 전으로 돌아갑니다.
zk-rollup의 원리는 무엇인가?
각 트랜잭션에 영지식 증명 방식중 하나인 Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge(zk-SNARK)가 함께 포함되는데, 이더리움 메인넷으로 트랜잭션을 보내기 전 유효성 검증을 미리 완료하기 때문에 최적화를 통해 트랜잭션 크기를 줄인 후 메인넷으로 트랜잭션을 전송하는 기법이 사용됩니다.
쉽게 zk-SNARKS와 zk-STARKS는 블록체인에 익명성을 제공하는 것을 목표로 하는 암호화기술입니다.
zk-SNARK 증명서는 이미 JP 모간, Zcash의 블록체인 기반 시스템을 서버에 안전하게 인증하는 방법으로 사용되고 있으니 신뢰성은 이정도면 충분하다고 생각합니다.
여기서 zk-STARK 증명은 그보다 더 발전한, 기존 많은 단점을 해결하면서 프로토콜의 새롭고 개선된 버전으로 출시된 기존 zk-SNARK의 대체기술입니다.
영지식 증명 기술은 보안과 익명성의 우려가 증가함에 있어 매력적이고 포텐셜이 큰 기술 분야입니다.
플라즈마 알고리즘이 무엇인가?
플라즈마 알고리즘은 Vitalik Buterin(비탈릭)과 Jeseph poon(요세프)가 함께 생각해낸 이더리움 솔루션이며, 기존 이더리움 메인넷을 Parent chain(패런트 체인)으로 보고 이에 종속되는 Child chain(차일드 체인)을 생성해 이는 Tree(나무)와 같은 구조를 이루며 기존 이더리움 메인넷에서만 발생하던 트랜잭션을 차일드 체인에서도 만들 수 있게 설계해 이더리움 네트워크 전체 TPS를 증가시킬 수 있다는 개념입니다.
쉽게 설명해서
이더리움의 플라즈마 기술은 모든 트랜잭션을 메인체인에서 처리하는 기존 블록체인과 다르게, 메인체인에 이어진 차일드체인에서 사전에 수집된 정보를 처리 후 결과만 메인체인에 전달함으로써 처리 속도를 향상한 알고리즘입니다.
플라즈마 알고리즘의 한계점으로는 대표적으로 거래의 승인 과정이 복잡하고 무겁습니다. 거래는 다음과 같이 진행되는데
- A가 A의 토큰을 B에게 전송하는 트랜잭션 생성
- 해당 거래를 오퍼레이터에게 전달
- 오퍼레이터는 페런트 채인애서 해당 거래 내용을 담은 블록을 생성
- 패런트 체인으로 해당 내용을 올리며, 메인넷까지 내용이 올라감
- A는 해당 사실 확인 서명 후 B에게 토큰 전달
- B도 메인넷을 확인하고 서명
- 둘다 트랜잭션을 서명하고 서명한 트랜잭션이 블록에 담기면 트랜잭션이 유효해집니다
참고문헌 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
Why and How zk-SNARK Works 1: Introduction & the Medium of a Proof
Despite the existence of multiple great resources on zk-SNARK construction, from original papers [Bit+11; Par+13] to explainers [Rei16…
medium.com
글을 마치며 솔루션 별 락업 예치된 금액표를 보여드리겠습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사하고 좋은 정보과 꿀통을 공유하는 텔레그램도 운영중이니 많은 관심 부탁드립니다.
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