작성자: @twilight_momo
멘토: @CryptoScott_ETH
TL;DR
모놀리식 블록체인은 데이터 저장부터 거래 확인까지 네트워크의 모든 측면을 독립적으로 수행하는 포괄성으로 유명합니다. 블록체인의 다양한 기능을 독립된 모듈로 분리함으로써 모듈형 블록체인은 특정 기능에 대한 성능 지원과 원활한 사용자 경험을 제공하여 불가능한 삼각형 문제를 어느 정도 해결할 수 있습니다.
스마트 계약을 지원하는 최초의 블록체인 플랫폼인 이더리움은 모듈식 설계를 위한 비옥한 기반을 제공합니다. 블록체인 기술의 발전과 함께 비트코인 생태계는 향상된 개인 정보 보호, 보다 효율적인 거래 처리 또는 향상된 스마트 계약 기능과 같은 고급 기능을 달성하기 위해 새로운 모듈을 추가하여 모듈화 가능성을 탐색하기 시작했습니다.
모듈식 기술은 보다 영혼 지향적인 플러그형 제품 아이디어를 나타냅니다. 앞으로는 더욱 유연하고 맞춤화 가능한 블록체인 솔루션이 나올 것이며, 다양한 서비스와 기능을 레고 블록처럼 쉽게 연결 및 제거할 수 있습니다. 이러한 유연성을 통해 개발자는 특정 애플리케이션 시나리오의 요구 사항에 따라 블록체인 솔루션을 신속하게 구축하고 배포할 수 있습니다.
1. 모듈형 블록체인이란?
출처: Celestia.org
모듈형 블록체인을 논의할 때 먼저 모놀리식 블록체인 의 개념을 이해해야 합니다 . 비트코인, 이더리움 등과 같은 모놀리식 체인은 포괄성으로 잘 알려져 있으며 데이터 저장부터 거래 확인, 스마트 계약 실행까지 네트워크의 모든 측면을 독립적으로 수행합니다. 이 과정에서 단량체 사슬은 모든 면을 포괄하는 제너럴리스트 역할을 한다.
이더리움을 예로 들면, 성숙한 단일 블록체인은 일반적으로 대략 4가지 아키텍처로 나눌 수 있습니다.
실행 계층
정착지층
데이터 가용성 계층/DA 계층(데이터 가용성 계층)
합의 계층
다음 그림은 블록체인의 회계를 야구 게임과 비교하여 아키텍처의 각 계층의 역할을 자세히 설명합니다.
이 비유를 통해 우리는 블록체인의 다양한 아키텍처가 어떻게 함께 작동하는지 더 명확하게 이해할 수 있습니다. 단일 블록체인은 실행을 위해 모든 기능을 동일한 체인에 집중하는 반면, 모듈형 블록체인은 블록체인 시스템을 합의, 데이터 가용성, 실행과 같은 특정 작업을 처리하는 여러 특수 구성 요소 또는 레이어로 분해하는 새로운 유형의 블록체인 아키텍처입니다. 그리고 결제. 모듈형 블록체인은 마치 전문가 집단처럼 각자의 분야에서 심층적인 채굴과 기술 혁신에 중점을 두고 있습니다. 이러한 초점을 통해 모듈형 블록체인은 특정 기능에 대해 탁월한 성능과 사용자 경험을 제공할 수 있습니다. 예를 들어 더 낮은 비용으로 더 빠른 트랜잭션 처리 속도를 제공할 수 있습니다.
노드 아키텍처 측면에서 모놀리식 체인은 전체 블록체인 데이터의 복사본을 다운로드하고 처리해야 하는 전체 노드에 의존합니다. 이로 인해 스토리지 및 컴퓨팅 리소스에 대한 수요가 높아질 뿐만 아니라 네트워크 확장 속도도 제한됩니다. 반면, 모듈형 블록체인은 라이트 노드 설계를 채택하고 블록 헤더 정보만 처리하면 되므로 거래 속도와 네트워크 효율성이 크게 향상됩니다.
모듈형 블록체인의 중요한 장점은 유연성과 협업 특성입니다. 핵심이 아닌 기능을 다른 전문가에게 아웃소싱하여 전반적인 성능을 크게 향상시키는 시너지 효과를 창출할 수 있습니다. 이 디자인 철학은 레고 브릭과 유사하여 개발자가 프로젝트 요구에 따라 다양한 모듈을 자유롭게 결합하여 다양한 솔루션을 만들 수 있습니다. 모놀리식 체인은 글로벌 제어, 보안 및 안정성 측면에서 장점이 있지만 확장성, 업그레이드의 어려움, 새로운 요구 사항에 대한 적응이라는 과제도 직면하고 있습니다. 모듈형 블록체인은 높은 수준의 유연성과 사용자 정의 가능성을 자랑하며 새로운 블록체인의 생성과 최적화를 단순화합니다.
그러나 모듈형 블록체인은 고유한 문제에도 직면해 있습니다. 복잡한 아키텍처로 인해 설계, 개발 및 유지 관리에 대한 개발자의 작업량이 늘어납니다. 신흥 기술인 모듈형 블록체인은 아직 포괄적인 보안 테스트와 시장 변동 테스트를 거치지 않았으며 장기적인 안정성과 보안에 대한 추가 검증이 필요합니다.
2. 모듈형 블록체인이 필요한 이유는 무엇입니까?
모듈형 블록체인 기술이 폭넓은 관심을 받고 “미래 트렌드”로 예측되는 이유는 무엇입니까? 이는 블록체인 분야의 유명한 불가능한 삼각형 이론과 밀접한 관련이 있습니다.
출처:체인링크
블록체인의 불가능한 삼각형은 블록체인 네트워크가 보안, 분산화, 확장성이라는 세 가지 핵심 속성에서 동시에 최적의 상태를 달성하기 어렵다는 것을 의미합니다.
확장성은 대량의 트랜잭션을 처리하는 네트워크의 능력과 사용자 및 트랜잭션 볼륨이 증가함에 따라 효율적이고 비용 효율적으로 운영할 수 있는 능력에 중점을 둡니다. 일반적으로 TPS(초당 트랜잭션 수)와 대기 시간(트랜잭션이 확인되는 데 걸리는 시간)으로 측정됩니다.
보안에는 블록체인 네트워크를 공격으로부터 보호하는 데 드는 비용과 어려움이 포함됩니다. 예를 들어, 비트코인의 POW 메커니즘에서는 공격자가 전체 네트워크 컴퓨팅 성능의 51% 이상을 제어해야 하는 반면, 이더리움의 POS 메커니즘에서는 공모하려면 노드의 ⅓ 이상이 필요합니다.
탈중앙화는 네트워크의 운영이 단일 중앙 노드에 의존하지 않고 여러 노드에 분산된다는 것을 의미합니다. 노드가 많을수록, 지리적 분포가 넓을수록 네트워크의 탈중앙화 정도가 높아집니다.
불가능한 삼각형의 핵심은 블록체인 시스템이 세 가지 특성을 모두 최적화하기 어렵다는 것입니다. 예: 많은 퍼블릭 체인 중에서 비트코인과 이더리움은 광범위한 노드 분포와 충분한 수의 노드로 인해 분산화 및 보안 측면에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 그러나 일부 확장성을 희생하여 거래 속도가 느려지고 거래 수수료가 높아집니다. 비트코인의 블록 시간은 약 10분이고, 이더리움의 TPS는 약 13이며, 거래량이 급증하면 이더리움의 거래 수수료는 수백 달러에 달할 수 있습니다.
이러한 배경에서 특수 모듈에 다양한 기능을 할당함으로써 기존 퍼블릭 체인의 확장성 및 거래 비용 문제를 해결하는 모듈형 블록체인 기술이 등장했습니다. 예를 들어, 비트코인의 라이트닝 네트워크와 이더리움의 롤업 기술은 모두 모듈식 사고의 구현입니다.
모듈형 블록체인의 장점은 계층화된 아키텍처로, 각 계층을 특정 요구에 맞게 최적화할 수 있다는 것입니다. 데이터 계층은 데이터 저장 및 검증에 집중할 수 있고 실행 계층은 스마트 계약 논리를 처리할 수 있습니다. 이러한 분리는 성능과 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 서로 다른 블록체인 간의 상호 운용성을 촉진하여 개방적이고 연결된 생태계를 구축하기 위한 기반을 제공합니다.
요약하자면, 모듈형 블록체인 기술은 기존 퍼블릭 체인의 한계를 해결하는 새로운 방법을 제공합니다. 이는 분산화와 보안 유지를 기반으로 더 높은 확장성과 더 낮은 거래 비용을 달성하며, 이는 블록체인 기술의 광범위한 적용과 장기적인 개발에 매우 중요한 의미를 갖습니다.
3. 모듈형 블록체인 트랙-프로젝트 분석
모듈형 블록체인은 아키텍처 특성에 따라 여러 유형으로 나눌 수 있습니다. 이러한 유형 중에서 데이터 가용성 계층과 합의 계층은 긴밀한 상호 의존성으로 인해 통합된 전체로 설계되는 경우가 많습니다. 노드가 거래 데이터를 수신할 때 일반적으로 블록체인 보안과 불변성의 핵심인 거래 순서도 결정하기 때문입니다.
이 설계 원칙을 기반으로 우리는 실행 계층, 데이터 가용성 계층 및 합의 계층, 결제 계층의 세 가지 측면에서 모듈형 블록체인의 다양한 프로젝트를 이해할 수 있습니다.
3.1 실행 계층
블록체인 아키텍처의 실행 계층을 확장한 레이어 2 기술은 모듈형 블록체인 개념의 표현입니다. 기본 블록체인을 기반으로 구축된 오프체인 네트워크, 시스템 또는 기술을 통해 메인체인의 확장성을 향상시키는 데 전념하고 있습니다.
레이어 2 솔루션은 기본 블록체인의 보안과 분산 특성을 유지하면서 더 빠르고 비용 효율적인 트랜잭션 처리를 허용합니다. @0xning이 제작한 dune 대시보드에 따르면 이더리움 생태계에서 레이어 2 검증 및 청산에 소비되는 가스는 평균 10% 미만으로 사용자의 거래 비용을 크게 절감하는 것을 알 수 있습니다.
출처: https://dune.com/0x ning/ethereum-gas-war
롤업 기술은 현재 레이어 2의 가장 주류 솔루션입니다. 핵심 개념은 오프체인 실행, 온체인 검증입니다. 이는 오프체인에서 계산 및 기타 작업을 수행한 다음 통화 데이터 데이터를 메인 네트워크에 다시 업로드합니다.
오프체인 실행
롤업 모델에서 트랜잭션은 오프체인에서 실행되며 기본 블록체인은 스마트 계약의 트랜잭션 증명을 확인하고 원본 트랜잭션 데이터를 저장하는 역할만 담당합니다. 이 설계는 메인 체인의 계산 부담을 크게 줄이고 저장 요구 사항을 줄여 보다 효율적인 트랜잭션 처리를 가능하게 합니다.
비용을 더욱 절감하기 위해 Rollup은 트랜잭션 패키징 기술을 사용합니다. 이는 각 품목을 개별적으로 보내는 데 높은 배송 비용이 발생하는 물류의 상품 통합과 비교할 수 있습니다. 롤업 기술은 여러 트랜잭션을 함께 패키지하고 단 한 번의 운송만 필요로 하여 각 트랜잭션의 비용을 크게 줄입니다.
온체인 검증
온체인 검증은 레이어 2 네트워크 보안의 핵심입니다. 레이어 2 네트워크는 기본 블록체인에 대한 잠재적 불일치를 해결하기 위해 암호화 증명을 제공해야 합니다. 현재 두 가지 주류 증명 메커니즘은 각각 낙관적 롤업과 ZK 롤업을 지원하는 오류 증명과 유효성 증명입니다.
낙관적 롤업 오류 증명
낙관적 롤업은 오류에 대한 명확한 증거가 없는 한 모든 거래가 기본적으로 유효하다는 낙관적 가정을 사용합니다. 이 모델은 챌린지 기간 동안 오류 증명(사기 증명)에 의존합니다. 모든 네트워크 참가자는 스마트 계약 상태에 대한 이의를 제기하기 위해 증거를 제출할 수 있으므로 네트워크의 공정성과 투명성이 보장됩니다.
L2 BEAT 데이터에 따르면 현재 낙관적 롤업 메커니즘을 사용하는 16개의 레이어 2(예: Arbitrum, OP, Base, Blast 등)가 있습니다.
출처: l2 beat.com
ZK 롤업의 효율성 증명
낙관적 롤업과 달리 ZK 롤업은 모든 거래가 승인되기 전에 유효한지 입증해야 하는 보다 신중한 접근 방식을 채택합니다. 이 증명 메커니즘은 레이어 2 네트워크의 모든 거래와 계산이 정확하도록 보장하는 검증 프로세스와 유사합니다. 간단히 말해서, 유효성 증명은 ZK-Rollups의 초석으로, 각 트랜잭션 배치에 해당 증거가 수반되어야 하므로 기본 블록체인의 스마트 계약이 상태 변경을 확인하고 승인할 수 있도록 보장합니다. 노드 검증을 위해 ZK Rollups는 각 트랜잭션이 엄격한 유효성 검증을 통과해야 하기 때문에 오류 없는 정산 메커니즘을 제공합니다.
L2 BEAT 데이터에 따르면 현재 ZK 롤업 메커니즘을 사용하는 Linea, Starknet, zkSync 등 11개의 레이어 2가 있습니다.
출처: l2 beat.com
3.2 데이터 가용성 계층 및 합의 계층
3.2.1 셀레스티아
모듈형 블록체인 분야의 선구자로서 Celestia는 본질적으로 dApp 및 롤업 개발을 위한 견고한 기반을 제공하는 데이터 가용성 계층입니다. Celestia의 데이터 가용성 계층 및 합의 계층에 배포함으로써 애플리케이션 개발자는 실행 논리 최적화에 집중하고 데이터 가용성 및 합의 메커니즘의 복잡성을 Celestia에 맡길 수 있습니다.
Celestia의 아키텍처 설계는 모듈 확장을 위한 다양한 솔루션을 제공합니다. 아키텍처에는 주로 다음 세 가지 유형이 포함됩니다.
소버린 롤업(Sovereign Rollup) : Celestia는 데이터 가용성 레이어와 합의 레이어를 제공하는 반면, 결제 레이어와 실행 레이어는 각각의 소버린 체인에 의해 독립적으로 구현됩니다.
정산 롤업( 예: Cevmos 프로젝트): Celestia에서 제공하는 DA 및 합의 계층을 기반으로 Cevmos는 정산 계층 서비스를 제공하는 반면 애플리케이션 체인은 실행 계층의 역할을 맡습니다.
Celestium : Celestia는 데이터 가용성 계층을 담당하고, 합의 계층과 결제 계층은 Ethereum의 강력한 네트워크에 의존하며, 애플리케이션 체인은 계속해서 실행 계층에 중점을 둡니다.
Celestia는 다양한 혁신적인 기술을 사용하여 데이터 스토리지 비용을 대폭 줄이고 스토리지 효율성을 최적화합니다.
삭제 코딩 기술
Celestia의 혁신 중 하나는 삭제 코드 적용입니다. Celestia 창립자 중 한 명인 Mustafa Albasan과 Vitalik Buterin이 공동 저술한 논문 Data Availability Sampling and Fraud Proof에서는 풀 노드가 블록 생산을 담당하고, 라이트 노드 블록 검증을 담당합니다. 삭제 코딩 기술은 데이터 전송 중 중복성을 도입하여 최대 50%의 데이터 손실이 발생하더라도 원본 데이터 블록을 완전히 복구할 수 있도록 보장합니다.
이 메커니즘은 블록 데이터의 100% 가용성을 보장하기 위해 블록 생산자가 블록 데이터의 50%만 네트워크에 게시하면 된다는 것을 의미합니다. 블록 데이터의 1%를 변조하려는 악의적인 생산자가 있다면 실제로는 전체 데이터의 50%를 변조해야 하며, 이는 가해자가 악을 행하는 데 드는 비용을 크게 증가시킵니다.
데이터 가용성 샘플링
Celestia는 DAS(Data Availability Sampling) 기술을 도입하여 블록체인의 확장성 문제를 해결합니다. DAS의 워크플로에는 다음과 같은 주요 단계가 포함됩니다.
무작위 샘플링 : 라이트 노드는 블록 데이터의 무작위 샘플링을 여러 차례 수행하여 매번 블록 데이터의 작은 부분만 요청합니다.
점차적으로 신뢰도 증가 : 라이트 노드가 더 많은 샘플링 라운드를 완료함에 따라 데이터 가용성에 대한 신뢰도가 점차 높아집니다.
신뢰 임계값 도달 : 라이트 노드가 샘플링을 통해 미리 설정된 신뢰 수준(예: 99%)에 도달하면 블록의 데이터를 사용할 수 있는 것으로 간주합니다.
이 메커니즘을 통해 라이트 노드는 전체 블록 데이터를 다운로드하지 않고도 블록 데이터의 가용성을 확인할 수 있어 블록체인 데이터의 무결성과 가용성을 보장할 수 있습니다. Celestia는 실행 상태보다는 데이터 가용성 제공에 중점을 두어 블록 생산성을 향상시킬 수 있습니다. 각 블록은 더 많은 공간을 가지며 더 많은 샘플링 데이터를 수용할 수 있어 TPS(초당 트랜잭션 처리)가 크게 향상됩니다.
3.2.2 고유층
EigenDA는 안전하고 처리량이 높은 분산형 데이터 가용성 서비스이며 EigenLayer에서 출시된 최초의 AVS(Active Validation Service)입니다. AVS는 이더리움의 수천 개의 노드 운영 및 유지 관리 제공자 중 선택된 일부(이더리움 합의 검증 담당)로 이해될 수 있습니다. 작업(합의 확인 요구 사항을 위한 롤업 및 기타 네트워크가 포함된 서비스)을 수행하여 추가 수입을 얻습니다. 재약속된 Ethereum의 수가 증가하고 향후 더 많은 AVS가 EigenLayer 생태계에 합류하게 되면 Rollups는 EigenLayer 생태계에서 더 낮은 거래 비용과 더 높은 보안 구성성을 얻을 수 있습니다.
EigenLayer는 이더리움 기반의 재서약 프로토콜입니다. 이는 이더리움 합의 계층의 서약자를 검증자로 사용합니다. 즉, 중앙 집중식 서비스 제공자 또는 자체 토큰의 신뢰 위험을 피하기 위해 이더리움 보안의 일부를 사용합니다. 다른 프로젝트 당사자의 개발 임계값이 높아졌습니다. 동시에 이더리움의 신뢰 네트워크를 강화하고 이더리움의 가치와 영향력을 높입니다.
아키텍처 측면에서 EigenDA는 ZK 기술을 사용하여 Layer 2에서 제출한 상태 데이터를 검증하고 Restake ETH를 통해 합의 보안을 보장하는 EigenDA 네트워크가 마지막으로 Layer 2의 상태 데이터를 제출하고 저장합니다. 이더리움 메인 네트워크. 따라서 EigenDA는 Celestia와 같은 경쟁업체가 아닌 이더리움 메인넷의 DA 서비스에 대한 검증 및 최종성을 위한 하청업체에 해당합니다.
3.2.3 이용 가능
Avail은 폴리곤팀이 2023년 6월 발표한 모듈형 블록체인 프로젝트입니다. 올해 3월 폴리곤에서 분리되어 독립된 법인으로 운영되고 있습니다. Avail은 현재 테스트 네트워크에서 실행 중이며 Dragonfly와 Cyber Fund가 공동으로 주도하는 4,300만 달러 규모의 시리즈 A 자금 조달 라운드를 막 완료했습니다.
Avail의 핵심 아키텍처는 크게 Avail DA, Avail Nexus, Avail Fusion의 세 부분으로 구성됩니다. Avail DA는 Celestia와 마찬가지로 각 블록체인에 DA 서비스를 제공하는 모듈형 데이터 가용성 레이어입니다. Avail Nexus는 Cosmos의 IBC 프로토콜과 유사한 표준화된 크로스체인 메시징 프로토콜 세트로, 다양한 크로스체인 간에 동일한 상호 운용성을 제공합니다. Avail Fusion은 전체 Avail 네트워크에 대한 안전한 합의 보장을 제공한다는 목표로 다중 자산 약속 POS 합의를 도입합니다.
기술 측면에서 Avail DA는 사기 증명을 피하기 위해 Kate 다항식 약속을 사용하고, 대부분의 노드가 정직하다고 가정할 필요가 없으며, 데이터 가용성을 얻기 위해 전체 노드에 의존하지 않습니다. 이는 사기 증명을 기반으로 하는 Celestia의 아키텍처와 다르기 때문에 기술적인 측면에서 둘 사이에는 본질적인 차이가 있습니다.
셀레스티아(Celestia), 어베일(Avail) 등 모듈형 데이터 가용성 블록체인 프로젝트의 등장으로 모듈형 DA 전쟁은 더욱 치열해질 것이며, 앞으로는 DA 레이어로서 이더리움의 기능도 전용될 가능성이 매우 높다. 하나는 많은 강한 경쟁 환경을 초과할 것입니다.
3.3 정착지층
3.3.1 차원
Dymension은 내장된 확장성 집계 기술을 통해 RollApp 개발을 위한 간단한 프레임워크를 제공하는 Cosmos 기반의 모듈형 블록체인 플랫폼입니다. Dymension의 아키텍처에서 개발자는 RDK(롤업 개발 키트) 및 전용 정산 계층을 사용하여 특정 애플리케이션에 대한 롤업을 신속하게 배포함으로써 비즈니스 논리 구현에 집중할 수 있습니다.
Dymension의 아키텍처는 RollApp과 Dymension Hub라는 두 가지 핵심 구성 요소로 구성됩니다.
RollApp은 Rollup과 App의 융합으로 특정 애플리케이션 전용 Dymension의 고성능 모듈형 블록체인입니다. RollApp은 DeFi 플랫폼, Web3 게임 및 NFT 거래 시장과 같은 분산형 애플리케이션을 위한 전용 레이어 2 솔루션을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 형태로 제공될 수 있습니다.
RollApp에서 시퀀서는 중요한 역할을 하며 로컬 트랜잭션의 확인, 정렬 및 처리를 담당합니다. 블록 패키징이 완료되면 이 데이터는 피어 풀 노드로 전달되고 Celestia와 같이 RollApp이 선택한 데이터 가용성 네트워크에 온체인으로 게시됩니다. Celestia로부터 응답을 받은 후 시퀀서는 합의 형성 및 해결을 위해 상태 루트를 Dymension Hub로 보냅니다.
전체 생태계의 중심으로서 Dymension Hub는 합의 계층과 결제 계층의 기능을 맡습니다. RollApp으로부터 상태 루트를 수신하고 RollApp에 대한 최종 거래 확인 및 정산 서비스를 제공합니다.
이러한 설계를 통해 Rollup은 합의 및 합의 작업을 Dymension Hub에, 데이터 저장 및 검증 작업을 Celestia와 같은 DA 네트워크에 넘길 수 있습니다. 이러한 방식으로 Rollup은 애플리케이션 자체의 실행 효율성과 사용자 경험을 향상시키는 데 중점을 두면서 두 네트워크의 경제적 보안 보장을 공유할 수 있습니다.
3.3.2 세브모스
Celestia, EVMos 및 CosmOS를 결합한 이름의 Cevmos는 EVM 호환 롤업을 위한 결제 계층을 제공하는 것을 목표로 합니다.
Cevmos 자체가 롤업이기 때문에 그 위에 구축된 모든 롤업을 집합적으로 결제 롤업이라고 합니다. 각 롤업은 Cevmos 롤업이 포함된 최소 양방향 신뢰 브리지를 통해 Ethereum에서 기존 롤업 계약 및 애플리케이션의 재배포를 구현하여 마이그레이션 작업 부하를 줄입니다. Cevmos의 롤업은 데이터를 Cevmos에 게시한 다음 Cevmos에서 데이터를 일괄 처리하여 Celestia에 게시합니다. Ethereum과 마찬가지로 Cevmos는 결제 계층으로 롤업 증명을 수행합니다.
4. 비트코인 생태계의 모듈형 블록체인
Ordinals 프로토콜이 가져온 부 창출 효과와 비트코인 ETF 승인으로 인해 여러 긍정적인 요소가 모여 비트코인 생태계에 새로운 활력을 불어넣었습니다. 비트코인 생태계에 시장의 관심이 빠르게 쏠렸고, 기관 투자자들의 자금도 이 분야에 쏟아져 비트코인 생태계의 향후 발전에 대한 자신감과 기대를 보여주었습니다.
이러한 배경에서 비트코인 레이어 2 기술은 많은 기술 솔루션이 등장하면서 다양하고 역동적인 기술 생태계를 형성하면서 번영하는 모습을 보여주고 있습니다. 비트코인 네트워크의 확장과 최적화를 공동으로 촉진하기 위해 다양한 혁신적인 솔루션이 차례로 출시되었습니다.
업계에서는 아직 비트코인 레이어 2의 정확한 정의에 대한 통일된 합의에 도달하지 못했지만, 이 기사에서는 이더리움의 모듈형 블록체인 개념을 활용하고 모듈형 관점에서 비트코인 레이어 2를 구축할 수 있는 가능성과 방법을 탐구할 것입니다.
4.1 비트코인에 모듈성이 필요한 이유는 무엇입니까?
이더리움 네트워크는 복잡한 분산 애플리케이션(DApp)을 지원하기 위해 과거 상태를 저장하고 검증할 수 있는 Turing-complete 스마트 계약 기능으로 유명합니다. 이에 비해 비트코인 네트워크는 상태가 없고 스마트 계약이 아닌 네트워크이며 불완전한 시스템 설계는 주로 다음 두 가지 측면에서 비롯됩니다.
1. UTXO 계정 시스템의 한계
블록체인 세계에는 계정/잔액 모델과 UTXO 모델이라는 두 가지 주요 기록 보관 방법이 있습니다. 비트코인이 채택한 UTXO 모델은 이더리움이 채택한 계정/잔액 모델과 뚜렷한 대조를 이룹니다.
비트코인 시스템에서는 사용자가 지갑에서 계좌 잔액을 볼 수 있지만 실제로 사토시 나카모토가 설계한 비트코인 시스템에는 잔액이라는 개념이 포함되어 있지 않습니다. 소위 비트코인 잔액은 실제로 지갑 애플리케이션에 의해 UTXO에서 파생된 개념입니다. UTXO는 비트코인 트랜잭션 생성 및 검증의 핵심인 사용되지 않은 트랜잭션 출력을 나타냅니다. 비트코인의 각 거래는 입력과 출력으로 구성됩니다. 각 거래는 하나 이상의 입력을 소비(사용)하고 새로운 출력을 생성합니다. 새로 생성된 출력은 새로운 UTXO가 되어 향후 트랜잭션이 소비될 때까지 기다립니다.
자산 이전 및 정산을 위한 최소한의 기술 아키텍처인 UTXO 모델은 스마트 계약과 같은 복잡한 기능을 지원하도록 확장하기가 어렵습니다.
2. 비튜링 완전 스크립트 언어
비트코인의 스크립팅 언어는 루프 및 조건 제어문이 부족하여 Turing-complete가 아니기 때문에 모든 유형의 계산을 지원하지 않습니다. 이 기능은 해커 공격을 줄이고 네트워크 보안을 향상시키는 데 도움이 되지만 복잡한 스마트 계약을 실행하는 비트코인의 능력도 제한합니다.
비트코인 시스템의 불완전한 설계로 인해 더 복잡한 기능을 위해서는 외부 모듈 확장에 의존해야 합니다. 이러한 점에서 비트코인의 모듈화 필요성은 의심할 여지 없이 이더리움보다 더 시급합니다. 생태계의 실행 계층, 데이터 가용성 계층, 합의 계층, 체인 간 상호 운용성 계층과 같은 기능은 모두 모듈 방식으로 캡슐화되고 확장되어야 합니다.
4.2 비트코인 생태계의 모듈형 프로젝트 분석
4.2.1 실행 레이어 - 비트코인 레이어 2
멀린
현재 Merlin Chain은 2위 비트코인 회로 중 가장 높은 TVL을 보유하고 있으며 수십억 달러에 달합니다. 이는 비트코인 생태계에서 가장 주목받는 프로젝트라고 할 수 있습니다. 비트코인 레이어 2 네트워크인 Merlin Chain은 다양한 기본 비트코인 자산을 지원하고 EVM과도 호환되므로 비트코인 생태계와 이더리움 생태계에 대한 이중 고려를 보여줍니다.
출처: https://defillama.com/chain/Merlin
Merlin의 기능은 ZK-Rollup 네트워크, 분산형 오라클 네트워크 및 온체인 사기 방지를 중심으로 이루어집니다.
ZK-롤업 네트워크
ZK-롤업의 핵심은 영지식 증명을 사용하는 것입니다. 영지식 증명(Zero Knowledge Proof)은 한 당사자(증명자)가 다른 당사자(검증자)에게 해당 진술이 정확하다는 것을 증명하는 것 외에 다른 정보를 공개하지 않고 다른 당사자(검증자)에게 증명할 수 있도록 하는 암호학의 암호화 방법입니다.
Merlin Chain은 비트코인 네트워크의 높은 거래 수수료와 네트워크 혼잡을 피하면서 오프체인 거래를 처리하고 계산합니다. 동시에 ZK-rollup은 여러 거래 증명을 일괄 처리로 압축할 수 있습니다. 비트코인 메인 체인은 여러 거래에 대한 단일 증명만 확인하고 패키징하면 되며, 이는 메인 체인의 작업량을 크게 줄이고 거래 효율성을 향상시킵니다.
분산형 오라클 네트워크
Merlin의 분산형 오라클 네트워크는 시퀀서가 완전한 DA 데이터를 오프체인에 충실하게 게시하는지 확인하고 보장하는 DAC(데이터 가용성 위원회) 역할을 합니다. 오라클 네트워크의 분산화는 POS 형태를 취한다는 것입니다. 충분한 자산을 보유하고 있는 한 누구나 오라클 노드를 실행할 수 있습니다. 이 서약 메커니즘은 매우 유연하며 BTC 및 MERL과 같은 자산은 물론 Lido와 유사한 대리 서약도 지원합니다.
온체인 사기 예방
Merlin은 BitVM이라는 아이디어를 도입하고 낙관적 ZK-Rollup 메커니즘도 채택했습니다. 이는 모든 ZK 증명을 신뢰할 수 있는 것으로 기본 설정하고 오류가 발생할 때만 운영자를 처벌하는 것으로 간단히 이해될 수 있습니다. 검증은 비트코인 메인넷, 비트코인 체인에서 이루어지기 때문에 기술적 한계로 인해 ZK Proof를 완전히 검증할 수 없으며, ZK Proof의 계산 과정 중 특정 단계는 특수한 상황에서만 검증이 가능합니다. 따라서 사람들은 오프체인 검증 과정에서 ZKP의 특정 계산 단계에 오류가 있음을 지적하고 사기 증명을 통해 이의를 제기할 수밖에 없습니다.
4.2.2 데이터 가용성 계층 및 합의 계층
B² 네트워크
B² 네트워크는 실행을 담당하는 롤업 계층(ZK-Rollup), 데이터 저장을 담당하는 데이터 가용성 계층(B² 허브), 오프체인 검증을 위한 B² 노드, 최종 결제 계층이 비트코인 메인인 모듈식 설계를 채택합니다. 회로망.
B² Network의 ZK-Rollup 계층은 두 번째 계층 네트워크 내에서 사용자 트랜잭션을 실행하고 관련 인증서를 출력하는 zkEVM 솔루션을 사용합니다. 롤업 레이어는 사용자 트랜잭션 제출 및 처리를 담당하고, DA 레이어는 집계된 데이터의 복사본을 저장하고 관련 영지식 증명을 확인하는 역할을 담당합니다.
출처: https://docs.bsquared.network
B² Hub는 데이터 샘플링 기능을 지원하는 오프체인으로 구축된 DA 네트워크이며 모듈식 비트코인 스케일링 솔루션의 선구자로 간주됩니다. B² Hub는 Celestia의 설계 아이디어를 활용하고 데이터 샘플링 및 삭제 코딩 기술을 도입하여 새로운 데이터를 많은 외부 노드에 신속하게 배포하고 데이터 보류 위험을 최소화할 수 있도록 합니다. 또한 B² Hub의 커미터는 공개 액세스를 위해 DA 데이터의 저장 인덱스와 데이터 해시를 비트코인 체인에 업로드합니다.
출처: https://blog.bsquared.network
B² 네트워크의 향후 계획에 따르면 EVM 호환 B² 허브는 다중 비트코인 레이어 2의 오프체인 검증 레이어 및 DA 레이어가 되어 비트코인 체인 아래에 기능 확장 레이어를 형성할 것으로 예상됩니다. 비트코인 자체가 많은 애플리케이션 시나리오를 지원할 수 없다는 점을 감안할 때, 기능 확장 레이어를 오프체인으로 구축하는 방법은 레이어 2 생태계에서 점점 더 일반적인 현상이 될 것입니다.
최초의 비트코인 모듈형 제3자 DA 레이어인 B² Hub는 다른 비트코인 레이어 2가 비트코인 메인 체인을 최종 결제 레이어로 사용하고 비트코인의 보안을 상속하도록 도와 비트코인 네트워크의 확장과 확장을 촉진하는 데 도움이 됩니다. 응용 프로그램의 다양성을 향상시킵니다.
5. 요약
Modular is the future라는 슬로건은 점차 아이디어에서 현실로 바뀌고 있습니다. 유연성과 확장성을 갖춘 모듈형 블록체인 기술은 차세대 분산 애플리케이션을 구축하기 위한 견고한 기반을 제공합니다. 이 기술을 통해 개발자는 특정 요구 사항에 따라 다양한 모듈을 선택하고 결합하여 보다 효율적이고 안전하며 유지 관리가 쉬운 블록체인 솔루션을 만들 수 있습니다.
모듈형 블록체인의 등장은 보다 영혼 지향적인 플러그형 제품 아이디어를 나타냅니다. 이러한 사고 방식에서 블록체인은 더 이상 폐쇄형 시스템이 아니라, 다양한 서비스와 기능을 레고 블록처럼 쉽게 연결 및 분리할 수 있는 개방적이고 확장 가능한 플랫폼으로 간주됩니다. 이러한 유연성을 통해 개발자는 특정 애플리케이션 시나리오의 요구 사항에 따라 블록체인 솔루션을 신속하게 구축하고 배포할 수 있습니다.
이더리움 생태계에서 시작되어 비트코인 생태계에 등장한 모듈식 기술은 암호화폐 산업의 다양한 트랙에서 사용되었습니다. 예를 들어, 관계형 데이터베이스 기술을 사용하는 모듈식 퍼블릭 체인인 Chromia는 RWA 트랙의 게임 분야에서 My Neighbor Alice 및 Chain of Alliance와 같은 많은 게임과 협력하며 Ledger Digital Asset Protocol(Ledger Digital Asset)을 만들었습니다. 프로토콜) 여러 프로젝트에서 이미 이 프로토콜을 채택했습니다. AI 분야에서 CARV는 TEE(신뢰할 수 있는 실행 환경) 및 영지식 증명과 같은 기술을 활용하여 데이터 처리 중 개인 정보 보호 및 보안을 보장하는 AI 및 Web3 게임용 모듈식 데이터 계층을 구축하는 데 중점을 둡니다.
모듈형 블록체인 기술이 계속 성숙해지고 응용 분야가 확장됨에 따라 우리는 이 기술이 모든 계층에 더 혁신적인 가능성을 가져올 것이라고 믿을 이유가 있습니다. 비트코인의 탄생부터 오늘날 모듈형 블록체인의 광범위한 적용에 이르기까지, 우리는 블록체인 기술이 단일 디지털 통화 응용 프로그램에서 복잡하고 다양한 응용 프로그램을 지원하는 생태계로 어떻게 발전했는지 목격했습니다. 앞으로도 모듈식 블록체인은 계속해서 기술 발전을 촉진하고 보다 개방적이고 유연하며 안전한 디지털 세계를 구축하기 위한 기반을 마련할 것입니다.
참고자료:
【 1 】 https://www.panewslab.com/zh/articledetails/qn9zbgmj.html
【2】 https://www.chaincatcher.com/article/2115788
【3】 https://celestia.org/what-is-celestia/
【4】 https://paragraph.xyz/@tokensightxyz/eigenda-a-cryptoeconomic-analytic
【 5 】 https://research.web3 caff.com/zh/archives/14476?ref= 1ref= 852
【6】 https://docs.bsquared.network/architecture
【7】 https://web3 caff.com/zh/archives/89022
【8】 https://blog.chain.link/blockchain-scalability-approaches-zh/#post-title
【9】 https://web3 caff.com/zh/archives/33958
