낙관적 롤업 대 ZK 롤업: 이더리움의 레이어 2 확장을 위한 전투

이더리움 네트워크가 확장성 문제에 직면하면서 레이어 2 확장 기술의 최전선에 두 가지 흥미로운 솔루션이 등장했습니다: 낙관적 롤업과 제로-지식(ZK) 롤업입니다. 이들 개발은 거래를 오프체인에서 처리함으로써 수수료를 줄이고 처리량을 늘려 이더리움 메인넷의 혼잡을 완화하는 것을 목표로 합니다. 동일한 문제에 여러 솔루션을 제공하고 투자자 및 개발자 간의 논의를 시작한다는 점에서 레이어 2 공간에서 이들의 영향력은 주목할 만합니다.

탈중앙 금융(DeFi)과 대체 불가능 토큰(NFT)이 등장하면서 이더리움의 네트워크 수용력은 전례 없는 압력에 직면해 있습니다. 이더스캔(Etherscan) 데이터에 따르면, 높은 수요 시기에 평균 가스 가격이 급등하여 때로는 일반 사용자가 불합리하다고 느낄 수준에까지 도달했습니다. 이는 실질적인 확장 솔루션이 얼마나 시급히 필요한지를 강조합니다.

"롤업은 현재 단기에서 중기, 어쩌면 장기적으로도 이더리움의 유일한 신뢰할 수 있는 확장 솔루션으로 자리잡고 있습니다," 라고 이더리움 공동 창립자인 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 레이어 2 솔루션에 관한 블로그 글에서 밝혔습니다.

이러한 지지로 롤업은 주목받게 되었으며, 이더리움의 로드맵에서 기본 요소로 자리잡았습니다.

낙관적 롤업과 ZK-롤업은 모두 여러 거래를 하나의 배치로 이더리움 메인넷에 전송합니다. 그러나 보안 및 검증을 달성하는 방식은 꽤 다릅니다. 이더리움 생태계에서 구축하거나 투자하는 이해관계자들은 이러한 차이를 먼저 이해해야 합니다.

이 논문은 롤업의 메커니즘을 조사하고, 낙관적 롤업과 ZK-롤업의 특정 특성을 연구하며, 이들의 장점과 단점을 대조하고, 현재 및 미래의 적용 사례를 조사합니다. 독자들은 이러한 기술에 대한 철저한 이해를 통해 궁극적으로 이더리움의 미래에 미치는 영향을 파악할 수 있어야 합니다.

롤업이란 무엇입니까?

기본적으로 롤업은 오프체인에서 거래를 처리한 다음 데이터를 압축하여 메인넷에 제공함으로써 블록체인 시스템의 처리량을 늘리는 레이어 2 확장 솔루션입니다. 메인 블록체인에 대한 계산 및 저장 부담을 줄이는 것이 주요 목표이므로 보안을 손상시키지 않으면서 확장성을 높입니다.

롤업은 여러 거래를 하나의 배치로 통합하여, 다시 말해 '롤업'하여 처리합니다. 이후 이 배치는 오프체인에서 실행되고 결과 상태가 메인넷에 업로드됩니다. 따라서 롤업은 이론적으로 이더리움 메인넷에서 가능한 것보다 훨씬 더 많은 거래 처리량을 달성할 수 있습니다.

프로토-단크샤딩(Proto-Danksharding)으로도 알려진 이더리움 개선 제안(EIP) 4844를 따르면서 데이터를 롤업하는 비용을 줄이고 롤업을 더욱 효율적으로 만들려는 아이디어가 주목을 받았습니다. 이러한 제안들은 롤업을 이더리움 확장 전략의 핵심 요소로 굳게 자리잡게 만들었습니다.

롤업은 이더리움 네트워크의 보안을 활용합니다. 거래 데이터나 증명을 메인넷에 게시함으로써 레이어 2 솔루션이 해킹되더라도 사용자가 이더리움의 내재된 보안 보장을 신뢰할 수 있도록 합니다. 이것은 롤업을 사이드체인이나 다른 보안 메커니즘이 부족할 수 있는 레이어 2 솔루션과 차별화하는 중요한 특성입니다.

컨센시스(ConsenSys)의 분석에 따르면, 롤업은 이더리움의 거래 처리량을 초당 약 15 TPS에서 수천 TPS로 증가시킬 수 있다고 합니다. 분산 거래소(DEX), 게임 플랫폼, 고빈도 거래 시스템 등을 포함한 용도에서는 이는 흥미로운 솔루션이 됩니다.

또한 롤업은 이더리움의 스마트 계약 기능과 자연스럽게 통합됩니다. 레이어 2 솔루션과 상호작용하는 계약은 개발자가 메인넷에 부담을 주지 않고 정교한 기능을 만들 수 있게 해줍니다. 여러 애플리케이션에서 롤업의 채택은 이러한 호환성에 의존합니다.

그러나 롤업에는 어려움이 없지는 않습니다. 현재의 이더리움 도구와 데이터 가용성 및 상호 운용성 문제도 있을 수 있으며, 사용자는 새로운 기술을 경험해야 할 수도 있습니다. 롤업 시스템에서의 중앙 집중적 실패 지점을 피하고 탈중앙화를 보장하는 것도 중요한 문제입니다.

낙관적 롤업이란 무엇입니까?

낙관적 롤업은 기본적으로 거래가 유효하다고 가정하는 유형의 롤업으로, 이름에서 보듯이 “낙관적”입니다. 사기 증거가 지정된 도전 기간 내에 제출되지 않는 한 거래를 개별적으로 검증할 필요가 없기 때문에 이 낙관적 가정은 더 높은 확장성을 가능하게 합니다.

기본 프로세스는 누구나 사기 증명을 제시하여 거래의 유효성을 도전할 수 있는 도전 기간에 의존합니다. 부정 거래가 발견되면 시스템은 이를 되돌리고 악의적인 행위자는 처벌을 받을 수 있습니다. 이 시스템은 게임 이론적 아이디어와 무결성을 촉진함으로써 보안을 유지합니다.

낙관적 롤업은 이더리움 가상 머신(EVM)과의 호환성을 염두에 두고 구축되어, 거의 변경 없이 이더리움 스마트 계약을 실행할 수 있습니다. 이전 애플리케이션을 대대적으로 재작성하지 않고 레이어 2 솔루션으로 도입하려는 개발자에게는 이 호환성 덕분에 전환이 간단해집니다.

낙관적 롤업의 주요 구현 중 하나는 옵티미즘(Optimism)입니다. 옵티미즘 팀은 자사 솔루션이 이더리움 메인넷에 비해 가스 비용을 최대 10-100배 절감할 수 있다고 주장합니다.

오프체인 랩스(Offchain Labs)가 개발한 아비트럼(Arbitrum)도 강력한 특성과 개발자 친화적인 환경으로 인해 큰 관심과 인기를 얻은 또 다른 유명한 프로젝트입니다.

낙관적 롤업에는 단점도 있습니다. 이더리움 메인넷으로 자금을 다시 가져올 때, 몇 시간에서 일주일 이상 걸릴 수 있는 도전 기간이 지연을 초래합니다. 즉각적인 유동성을 원하는 사용자에게는 이 지연이 문제가 될 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 빠른 출금 시스템이나 유동성 제공자와 같은 솔루션이 개발 중이지만 이는 복잡성을 더합니다.

또한, 낙관적 롤업의 보안은 필요할 때 사기 증명을 제공할 정직한 참가자가 최소 한 명 있다는 가정에 의존합니다. 이 모델은 강력하지만 완벽하지는 않습니다. 공모 상황이나 정직한 참가자가 없을 경우 시스템이 취약할 수 있습니다.

낙관적 롤업은 이러한 어려움에도 불구하고 비교적 널리 채택되었습니다. 예를 들어, 가장 큰 분산 거래소 중 하나인 유니스왑(Uniswap)은 낙관적 롤업에 구축하며 낮은 수수료와 더 많은 처리량을 주요 이점으로 인용했습니다. 이 조치는 유니스왑 사용자들이 더 적은 마찰로 거래할 수 있게 하여 플랫폼의 접근성을 향상시켰습니다.

제로-지식 롤업(ZK-Rollups)이란 무엇입니까?

제로-지식 롤업(ZK-Rollups)은 암호화 증명을 사용하여 거래를 검증하는 다른 접근 방식을 취합니다. 이들은 구체적으로 SNARKs나 STARKs와 같은 짧고 비대화식의 제로-지식 증명을 생성하여 거래의 정확성을 확인합니다. 이 시스템은 모든 거래가 합법적임을 보장하며 도전 기간의 필요성을 제거합니다.

ZK롤업에서는 거래가 오프체인에서 처리되고 유효성 증명과 함께 이더리움 메인넷에 전송합니다. 메인넷 스마트 계약은 이 증명을 검증하여 유효한 상태 전환을 보장합니다. 이 접근 방식은 자금을 인출할 때 거의 즉각적인 확정성을 제공합니다. 이는 낙관적 롤업에 비해 큰 장점입니다.

ZK-Rollups의 주요 장점 중 하나는 높은 보안 보장입니다. 모든 거래 배치는 유효성 증명을 포함하므로 사기를 감지하기 위해 게임 이론적 인센티브나 정직한 참가자가 필요하지 않습니다. 이러한 암호화 보장 덕분에 ZK롤업은 매우 안전합니다.

ZK-Rollups의 주요 구현으로는 Matter Labs의 zkSync와 StarkWare의 StarkEx가 있습니다. 이러한 프로젝트들은 확장성과 효율성 측면에서 주목할 만한 발전을 나타냈습니다. 예를 들어, zkSync는 높은 보안 기준을 유지하면서 가스 비용을 최대 100배 낮출 것을 약속합니다.

그러나 ZK-Rollups는 계산 복잡성과 씨름해야 합니다. 제로-지식 증명은 자원을 필요로 하므로 임의의 스마트 계약 로직을 지원하는 것이 어려울 수 있습니다. ZK-Rollups는 현재 간단한 거래나 전송에 더 효율적이지만, 점점 더 복잡한 작업을 지원하기 위해 더 효율적으로 발전하고 있습니다.

또 다른 한계는 완전한 EVM 호환성이 부족하다는 것입니다. 이더리움의 스마트 계약은 제로-지식 증명과 상호작용하도록 자연스럽지 않기 때문에 개발자는 계약을 다시 작성하거나 전문 프로그래밍 언어를 사용해야 할 수도 있습니다. 이를 해결하기 위해 zkEVM과 같은 프로젝트가 진행 중이며 EVM 호환 ZK-Rollup을 제작하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

이러한 어려움에도 불구하고 ZK-Rollups의 즉각 확정성과 암호화 강도는 속도와 보안이 중요한 사용 사례에 매력적입니다. 기술의 성숙함은 더 넓은 기능 범위를 가능하게 할 것입니다.

낙관적 롤업과 ZK-Rollups 비교

낙관적 롤업과 ZK-Rollups는 모두 오프체인에서 거래를 처리하여 이더리움을 확장하는 것을 목표로 하지만, 기본 메커니즘은 다른 절충을 초래합니다.

검증 및 보안

낙관적 롤업은 은 사기 증명과 도전 기간을 이용하여 거래의 유효성을 보장합니다. 이는 잘못된 거래가 감지되고 보고되었을 경우에만 되돌려질 수 있음을 의미합니다. 대조적으로 ZK-Rollups는 모든 거래 배치가 메인넷에 제출되었음을 암호적으로 보장하는 유효성 증명을 사용합니다.

일렉트릭 캐피털(Electric Capital)의 보고서에 따르면, "ZK-Rollups는 게임 이론적 가정에 의존하지 않기 때문에 더 강력한 보안 보장을 제공합니다."

인출 지연

낙관적 롤업은 도전 기간 때문에 최대 일주일에 이르는 상당한 인출 지연이 있습니다. 이는 유동성 제공자를 통해 완화할 수 있지만 복잡성을 더합니다. ZK-Rollups는 즉각적으로 가능합니다. Content: 상태가 올바른 것을 보장하는 유효성 증명 때문에 출금

EVM 호환성

Optimistic Rollup은 일반적으로 EVM과 더 호환성이 높아 기존의 Ethereum 스마트 계약을 최소한의 변경으로 배포할 수 있습니다. ZK-Rollup은 복잡한 작업에 대한 증명을 생성하는 계산의 강도 때문에 EVM 호환성에서 역사적으로 어려움을 겪었습니다. 그러나 zkEVM과 같은 발전은 이 차이를 좁히려 하고 있습니다.

성능 및 확장성

ZK-Rollup은 특히 간단한 거래에 대해 더 높은 처리량과 낮은 수수료를 제공할 수 있습니다. 이는 유효성 증명이 거래 데이터를 더 효율적으로 압축하기 때문입니다. Optimistic Rollup은 사기 증명(fraud proofs)의 필요성 때문에 더 높은 오버헤드가 있을 수 있습니다.

복잡성 및 개발 노력

ZK-Rollup을 구현하는 것은 관련된 고급 암호화 때문에 더 복잡합니다. 이는 개발 속도를 느리게 하고 버그가 발생할 가능성을 증가시킬 수 있습니다. Optimistic Rollup은 상대적으로 구현이 더 간단하여 애플리케이션 배포 속도가 더 빠릅니다.

생태계 채택

두 종류의 롤업 모두 상당한 채택을 보였습니다. Optimistic Rollup은 현재 EVM 호환성 덕분에 더 많은 DeFi 애플리케이션을 보유하고 있습니다. ZK-Rollup은 EVM 호환성 솔루션들이 성숙해짐에 따라 따라잡고 있습니다. Dune Analytics에 따르면, 두 솔루션에서 총 잠김 가치(TVL)가 증가하고 있으며 이는 신뢰와 채택의 증가를 반영합니다.

규제 고려사항

ZK-Rollup의 암호학적 특성은 더 나은 개인 정보 보호 기능을 제공할 수 있지만 규제 준수 측면에서 양날의 검이 될 수 있습니다. Optimistic Rollup은 더 투명하며, 이는 규제 기대에 더 잘 부합할 수 있습니다.

Optimistic Rollup과 ZK-Rollup의 사용 사례

Optimistic Rollup의 EVM 호환성은 복잡한 스마트 계약 애플리케이션에 이상적입니다. 이는 DeFi 플랫폼, NFT 마켓플레이스 및 복잡한 로직을 필요로 하는 기타 애플리케이션에 이상적입니다. 예를 들어, 파생상품 유동성 시스템인 Synthetix는 Optimism과 협력하여 수수료를 낮추고 확장성을 증가시켰습니다. 이 통합을 활용하는 사용자들은 합성 자산을 더 빠르고 원활하게 거래할 수 있게 되었습니다.

거래 속도와 보안이 절대적으로 중요한 경우 ZK-Rollup이 빛을 발합니다. ZK-Rollup의 즉각적인 최종성과 높은 처리량은 결제 앱, 즉시 거래를 위한 분산 거래소, 게임 플랫폼에 도움이 됩니다. Layer 2 프로토콜인 Loopring을 사용하는 ZK-Rollup은 빠르고 저렴한 거래를 제공하는 분산 거래소를 만들었습니다. Loopring의 데이터에 따르면 사용자는 메인넷 비용의 0.1%로 거래할 수 있어 매우 접근성이 높습니다.

또한 개인 정보 보호를 중시하는 애플리케이션 및 신원 검증에서 ZK-Rollup이 인기를 끌고 있습니다. 준수 및 사용자 개인 정보 보호 측면에서, 영지식 증명은 사용자들이 개인 정보를 공개하지 않고도 속성을 증명할 수 있게 합니다. 이는 상당히 가치 있는 기능입니다.

zkSync와 같은 프로젝트는 ZK-Rollup에서 스마트 계약을 가능하게 하여 Optimistic Rollup을 기반으로 하는 지금까지 제한된 사용 사례를 열어주는 것을 목표로 하고 있습니다. 이러한 기술이 발전함에 따라, 그들의 기능의 경계가 흐려져 개발자에게 더 많은 자유를 제공할 수 있습니다.

결론

Optimistic Rollup과 ZK-Rollup 간의 경쟁은 이더리움의 확장성 추구의 건강한 진전을 대표합니다. 두 기술 모두 특별한 이점이 있으며 네트워크가 증가하는 수요를 관리할 수 있게 하는 데 필수적입니다.

Optimistic Rollup은 EVM 적합성과 더 쉬운 구현으로 인해 DeFi 분야에서 인기를 끌게 되었습니다. ZK-Rollup이 제공하는 더 강력한 보안 보장과 즉각적인 최종성은 암호화 혁신의 한계를 확장하고 있습니다.

이더리움 생태계가 발전함에 따라, 두 선택지가 다양한 필요와 목적을 충족하며 아마도 공존할 것입니다. 이들의 발전은 분산 애플리케이션의 방향에 큰 영향을 미칠 것이므로 개발자, 투자자 및 소비자는 이러한 기술에 대해 잘 알아두어야 합니다.

"단기적으로는 롤업이 유일한 신뢰할 수 있는 확장 솔루션이고, 장기적으로는 이더리움 생태계의 중요한 부분이다,"라고 비탈릭 부테린이 말했듯이, 상황을 공정하게 요약했습니다.

Optimistic과 ZK-Rollup의 발전은 이러한 비전을 강조합니다: 더 확장 가능하고 효율적인 이더리움 네트워크가 약속되고 있습니다.