원저자 : YBB캐피털 연구원 Ac-Core
머리말:
Ethereum의 작동 원리는 각 노드가 사용자가 제출한 모든 트랜잭션을 저장하고 실행한다는 것입니다. 전체 네트워크를 확장하기 위해 Ethereum은 롤업 솔루션을 채택합니다. 쉽게 말하면 거래 처리의 대부분을 오프체인(L2)으로 옮겨 이더리움 메인 네트워크(L1)의 부담을 줄이고 거래 수수료를 절감하는 것이다. 즉, Rollup = L1의 스마트 계약 세트 + 네트워크 노드 L2, 즉 자체 결제, 합의 및 데이터 가용성을 위해 이더리움 자체에 의존하는 온체인 스마트 계약 및 오프체인 수집자는 트랜잭션 실행에만 책임이 있습니다. L2 네트워크 노드는 여러 부분으로 구성되어 있는데, 그 중 가장 중요한 것이 시퀀서인데, 현재 롤업의 시퀀서는 중앙화 문제에 직면해 있다.
롤업 및 분류기
롤업(Rollup)은 오프체인 트랜잭션을 실행하고 이를 블록으로 패키징하는 이더리움(L1)용 확장 솔루션입니다. 각 블록에 대해 Rollup은 체인 상태를 재구성하는 데 필요한 데이터(데이터 가용성 소스)를 데이터 가용성 레이어에 게시하고 오프체인 실행의 정확성에 대한 증거를 결제 레이어에 게시합니다(두 가지 유형이 있음). 롤업, ZK-롤업의 경우 각 블록마다 영지식 증명이 발행되고, 낙관적 롤업의 경우 EIP-4844 이후 데이터 게시가 Blob으로 전환되는 경우에만 사기 증명이 발행됩니다. , 이 레이어는 데이터 게시 레이어라고 불릴 수 있습니다. 그 중 Rollup의 스마트 계약은 L1에서 발행된 증명을 확인하며, 각 Rollup에는 체인 간 데이터 전송과 입출금을 실현하기 위한 하나 이상의 브리지가 있습니다.
Rollup의 구현 로직에서 시퀀서는 주로 L2에서 트랜잭션 요청을 수신하고, 실행 순서를 결정하고, 트랜잭션을 배치(Batch)로 패키징하고, 최종적으로 L1의 Rollup 인텔리전스로 전송하는 역할을 담당합니다. 계약은 거래 처리 효율성을 높이고 비용을 절감하는 데 중요한 역할을 합니다.
분류기의 기능과 작동 원리는 주로 네 부분으로 구성됩니다.
1. 트랜잭션 수신: 시퀀서는 사용자나 애플리케이션으로부터 트랜잭션 요청을 받습니다. 이러한 거래는 이더리움 메인넷에서 직접 처리되기보다는 L2에서 먼저 처리됩니다.
2 트랜잭션 정렬: 시퀀서는 수신된 트랜잭션을 정렬하고 실행 순서를 결정하는 역할을 합니다. 이 프로세스는 이더리움 채굴자가 거래를 블록으로 패키징하기 전에 수행하는 작업과 유사합니다.
3 묶음 거래: 분류기는 정렬된 거래를 일괄 처리로 묶고, 이 일괄 처리에는 여러 거래의 요약 정보가 포함됩니다.
4 L1에 제출: 마지막으로 시퀀서가 패키징된 트랜잭션 배치를 이더리움 메인넷(L1)에 제출하여 정산 및 데이터 저장이 수행됩니다. 이러한 방식으로 L1은 L2에서 상태 업데이트를 검증하고 저장할 수 있습니다.
롤업 기술은 효과적인 확장 솔루션을 제공하지만 시퀀서의 설계 및 구현에는 여전히 몇 가지 문제가 있습니다. 첫 번째는 중앙 집중화 문제입니다. 현재 대부분의 롤업 프로젝트는 일반적으로 단일 엔터티 또는 소수에 의해 관리되는 중앙 집중식 시퀀서에 의존합니다. 물리적 통제로 인해 발생하는 위험은 투명성 부족과 단일 실패 지점입니다.
위에서 언급한 경직된 설명을 떠나 L2 탈중앙형 분류기 솔루션에 대한 논의는 YBB 캐피탈의 이전 기사에서 언급한 것처럼, 분류 풀 노드 공약을 시장에 직접 공개하는 메티스의 L2 솔루션인지, 아니면 처음부터 시작하는 것인지. 독립 프로젝트인 에스프레소 플랜의 본질은 미래 시장 투기에 대한 이익 케이크의 분배와 공간 기대치를 정렬하는 것이므로 이해관계의 정확성과 정당성은 피할 수 없는 열쇠입니다.
기반 롤업의 역사적 배경과 설계
이미지 출처: @drakefjustin
롤업 개념은 이더리움 창시자인 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)에 의해 처음 제안되었습니다. 원래 비전은 누구나 제한 없이 거래를 확장할 수 있도록 완전히 제한되지 않은 완전한 무정부 상태를 달성하는 것이었습니다. 위에서 언급한 문제를 현재 분류기와 결합하여 2023년 Ethereum 연구원: Justin Drake는 분류기가 Ethereum L1 자체에서 관리되는 기반 롤업이라는 솔루션을 제안했습니다. 내용은 다음과 같습니다(소스는 확장 링크 1 참조).
정의:
“집계의 순서가 기본 계층(L1)에 의해 구동되는 경우 이를 L1 기반 또는 L1 순서 집계라고 합니다. 특히 L1 기반 집계는 다음 L1 제안자가 L1 검색자와 상호 작용할 수 있음을 의미합니다. 그리고 빌더는 허가 없이 다음 L1 블록에 다음 롤업 블록을 포함하도록 협력합니다.
이점:
활동성: 기반 롤업은 L1과 동일한 활동성을 보장합니다. 탈출 해치를 사용하는 비기반 롤업의 활동이 감소한다는 점에 유의하십시오(탈출 해치는 롤업 시스템에 문제가 있을 때 사용자가 L2에서 다시 L1 마스터로 자산을 안전하게 추출할 수 있도록 하는 롤업의 안전 메커니즘입니다. 체인 . 비상구와 유사합니다.
약한 결제 보장: 탈출 포드 거래는 결제가 보장되기 전에 타임아웃 기간을 기다려야 합니다.
검토 기반 MEV: 탈출 해치가 있는 롤업은 제한 시간 동안 단기 시퀀서 검토로 인한 부정적인 MEV 효과에 취약합니다.
네트워크 효과가 위험합니다. 주문자 활성 오류(예: 분산형 PoS 주문 메커니즘에 대한 51% 공격)로 인해 발생하는 대규모 이탈은 롤업의 네트워크 효과를 파괴합니다. L1과 달리 Rollup은 사회적 합의를 사용하여 시퀀서 활성 오류를 정상적으로 복구할 수 없습니다. 알려진 모든 비기반 롤업 디자인 중에서 대량 출구는 Damocles의 검입니다.
가스 페널티: 탈출 해치를 통해 처리된 거래는 종종 사용자에게 가스 페널티를 초래합니다(예: 트랜잭션의 비일괄 패키징으로 인한 차선책 데이터 압축으로 인해).
분산화: 기반 롤업은 L1의 분산화를 상속하고 L1 검색자-구축자-제안자 인프라를 자연스럽게 재사용합니다. L1 탐색자 및 빌더는 롤업의 MEV를 추출하기 위해 L1 블록에 롤업 블록을 포함하도록 인센티브를 받습니다. 이는 결국 L1 블록 제안자가 L1에 롤업 블록을 패키징하도록 장려할 것입니다.
단순성: 기반 롤업 정렬은 중앙 집중식 정렬보다 훨씬 간단하고 훨씬 간단합니다. 기반 롤업에는 시퀀서 서명 확인, 탈출 해치 및 외부 PoS 합의가 필요하지 않습니다.
역사적 참고 사항: 2021년 1월 Vitalik은 L1 정렬 기반 솔루션을 완전한 무정부 상태라고 불렀습니다. 이는 동시에 여러 롤업 블록을 제출하여 가스와 작업 부하가 낭비될 위험이 있습니다. 현재 블록 제안자-빌더 분리 방식(PBS)은 L1 블록당 최대 하나의 롤업 블록을 사용하여 L1 순서를 엄격하게 제어할 수 있으며 가스 낭비가 없습니다. 롤업의 n+1 블록(또는 k >= 1인 경우 n+k)에 블록 n의 SNARK 증명이 포함되어 있으면 ZK 롤업 증명 작업의 낭비를 피할 수 있습니다.
비용: 기반 롤업에는 가스 오버헤드가 없습니다. 분산형 또는 중앙형 주문자의 서명을 확인할 필요도 없습니다. 기반 롤업의 단순성은 개발 비용을 줄이고, 릴리스 시간을 단축하며, 코드 취약점에 대한 노출 영역을 줄입니다. 기반 롤업 정렬에는 토큰이 필요하지 않으므로 토큰 기반 정렬기의 규제 부담을 피할 수 있습니다.
L1 경제적 정렬과 일치: 기반 롤업에서 발생하는 MEV는 자연스럽게 기반이 되는 L1으로 흐릅니다. 이러한 흐름은 L1 경제 보안을 강화하고 MEV가 파괴될 경우 L1 네이티브 토큰의 경제적 부족을 증가시킵니다. L1과의 긴밀한 경제적 통합은 기반 롤업의 정당성을 구축하는 데 도움이 될 수 있습니다. 중요한 점은 MEV 수익이 희생됨에도 불구하고 기반 롤업은 L2 혼잡 요금(예: EIP-1559 형태의 L2 기본 요금)에서 수익을 창출할 수 있는 옵션을 유지한다는 것입니다.
주권: 정렬은 L1에 위임되지만 기반 롤업은 주권을 유지합니다. 기반 롤업은 거버넌스 토큰을 보유하고 기본 수수료를 부과할 수 있으며 이러한 기본 수수료의 수익금은 적절한 경우(예: 공공재 자금 조달을 위한 낙천주의) 사용할 수 있습니다.
결점:
MEV 수입 없음: 기반 롤업은 MEV를 L1으로 포기하고 수입을 기본 비용으로 제한합니다. 반직관적으로 이는 기반 롤업의 총 수익을 증가시킬 수 있습니다. 그 이유는 롤업 환경이 승자독식으로 나타나고, 승리하는 롤업은 기반 롤업의 보안, 분산화, 단순성 및 일관성을 활용하여 지배력을 확보하고 궁극적으로 수익을 극대화할 수 있기 때문입니다.
제한된 정렬: 정렬을 L1에 위임하면 정렬 유연성이 줄어듭니다. 이로 인해 특정 주문 서비스가 더 어려워지고 심지어 불가능해질 수도 있습니다.
사전 확인: 빠른 사전 확인은 중앙 집중식 주문에 문제가 되지 않으며 외부 PoS 합의를 통해 달성할 수 있습니다. 빠른 사전 검증을 위해 L1 정렬을 사용하는 것은 EigenL, 포함 목록 및 Builder Bonds를 포함한 많은 유망한 연구 방향에서 공개 문제입니다.
FCFS(선착순): Arbitrum 스타일 FCFS 정렬이 기반 롤업에서 구현될 수 있는지 여부는 확실하지 않습니다. EigenL은 L1 순서 기반 롤업을 위한 FCFS 오버레이를 제공할 수 있습니다.
이름:
Based Rollup이라는 이름은 베이스 체인(Base L1)과의 친화력에서 유래되었습니다. 이는 코인베이스가 최근 발표한 베이스 체인과 충돌하는데, 이는 놀라운 우연의 일치입니다. 실제로 Coinbase는 Base 발표에서 두 가지 설계 목표를 공유했습니다.
토큰 없음: “우리는 새로운 네트워크 토큰을 발행할 계획이 없습니다.”
분산화: 우리는 [...] 시간이 지남에 따라 블록체인을 점진적으로 분산화할 계획입니다.
Base는 기반 롤업이 되어 토큰 없는 분산화를 달성할 수 있습니다.
이미지 출처: @jchaskin 22
위 이론을 바탕으로 Based Rollup을 사용하면 누구든지 Rollup 블록으로 확장하고 정렬된 트랜잭션 상태 변경 사항을 L1에 게시한 다음 L2에서 MEV를 추출할 수 있으므로 모든 정렬 및 보안은 Ethereum L1에서 제공됩니다. 이는 외부 지분 증명 합의 및 특정 Rollup Token 요구 사항을 우회할 수 있는 동시에 자산을 안전하게 유지하는 데 필수적인 다른 Rollup의 긴급 탈출 캐빈 기능과 비교하여 Based Rollup의 비전에서 제거될 수 있습니다. , 해당 프로세스에는 Ethereum의 안전한 작동을 유지하면서 롤업 트랜잭션이 성공적으로 완료되어야만 합니다.
기반 롤업을 기반으로 하는 Taiko Labs
출처: 타이코 공식 홈페이지
Taiko Labs는 Ethereum의 두 번째 레이어 확장 솔루션에 대한 Taiko Labs의 프로젝트인 Based Rollup을 개발하고 홍보하는 주요 팀입니다. 이 회사의 비전은 Based Rollup과 같은 혁신적인 기술을 통해 이더리움 메인 네트워크의 확장성 문제를 해결하는 것입니다. 여기에는 세 가지 주요 특징이 있습니다.
1. Ethereum의 EVM(Type 1) ZK-EVM과 완전히 동일합니다. 사용된 (Type 1) zkEVM은 완벽한 Ethereum 호환성을 갖추고 있으며 개발자는 스마트 계약의 위험에 대한 걱정 없이 Ethereum과 Taiko(dApp) 간에 분산형 애플리케이션을 원활하게 마이그레이션할 수 있습니다. 실행 실패;
2. 오픈 소스: Taiko의 모든 소스 코드는 GitHub에 공개되어 있으며 누구나 보고, 빌드하고, 수정할 수 있습니다. 이 오픈 소스 모델은 블록체인 기술의 개발이 소규모 팀의 노력에 국한되지 않고 전 세계 커뮤니티와 개발자를 포괄하도록 보장합니다.
3. 완전한 탈중앙화: Taiko는 EVM과의 높은 호환성을 보장하는 것 외에도 프로토콜의 완전한 탈중앙화를 달성하기 위해 노력하고 있습니다. Taiko는 분산형 제안자와 검증자를 사용하여 블록을 제출하고 zkP를 생성하여 시스템의 분산형 특성을 보장할 계획입니다.
Taiko는 이더리움과 완전히 동등한 Type 1을 구축하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
Vitalik Buterin이 ZK-EVM의 다양한 유형(확장 링크 2 참조)에서 언급한 ZK-EVM은 이더리움과 완전하고 타협하지 않는 동등성을 추구합니다. 그 목적은 이더리움 블록을 검증하기 위해 이더리움과 완전히 호환되는 것입니다(적어도 검증 가능한 실행 계층, 비콘 체인 합의는 제외하지만 모든 거래, 스마트 계약 및 계정 논리를 포함하며 해시, 상태/트랜잭션 트리 및 기타 합의를 대체하지 않음) 로직)이므로 다른 유형에 비해 유형 1은 기본 솔루션에 가깝기 때문에 가장 복잡하고 어려운 유형입니다.
이미지 출처: Vitalik Buterin: ZK-EVM의 다양한 유형
기타 핵심 구조:
경쟁 롤업(BCR - 기본 경쟁 롤업)
Taiko Labs가 개발한 혁신적인 블록체인 확장 솔루션입니다. BCR은 경쟁 메커니즘을 통해 롤업의 효율성과 보안을 향상시켜 다양한 참가자가 자유롭게 블록을 제출하고 증명을 생성할 수 있도록 하여 전체 네트워크의 성능과 분산화를 향상시키는 것을 목표로 합니다.
특징
공개 경쟁: 자격을 갖춘 모든 참가자가 블록을 제출하고 증명을 생성하기 위해 경쟁할 수 있도록 하는 이 개방형 메커니즘은 중앙 집중식 제어를 줄이고 네트워크의 분산화를 향상시킵니다. 경쟁사는 더 나은 서비스를 제공함으로써 보상과 거래 수수료를 얻습니다.
효율적인 확장: 블록 생성 및 검증의 효율성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 여러 경쟁자가 동시에 작업하여 단일 지점 병목 현상을 방지하고 트랜잭션 처리 속도와 네트워크 확장성을 향상시킬 수 있습니다.
보안: 여러 당사자가 참여하는 경쟁 메커니즘을 통해 시스템의 공격 저항 능력이 향상됩니다. 다자간 경쟁으로 생성된 블록과 인증서는 시스템의 투명성과 보안을 높이고 단일 개체에 의해 통제되거나 공격받기 어렵습니다.
이점
EVM 호환: BCR은 EVM(Ethereum Virtual Machine)과 완벽하게 호환되므로 기존 Ethereum 스마트 계약 및 분산형 애플리케이션(DApp)을 큰 수정 없이 BCR에서 실행할 수 있도록 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다.
높은 처리량: BCR은 트랜잭션을 처리하고 블록을 병렬로 생성할 수 있으므로 네트워크 처리량이 크게 향상되고 더 많은 트랜잭션 볼륨을 처리할 수 있으며 트랜잭션 비용과 지연이 줄어듭니다.
분산화: 분산형 블록 생성 및 인증 메커니즘은 네트워크의 분산형 특성을 보장하고 중앙화된 개체에 의해 제어될 위험을 줄입니다.
단점
복잡성 증가: 시스템 복잡성은 여러 경쟁자 간의 블록 생성 및 검증을 조정하기 위해 복잡한 알고리즘과 프로토콜을 필요로 합니다. 스마트 계약의 복잡성은 스마트 계약이 경쟁 결과를 처리하기 위해 추가 논리를 요구할 수 있음을 의미합니다.
잠재적인 문제: BCR의 경쟁 메커니즘에서는 여러 경쟁자가 동시에 블록을 계산하고 제출할 때 수수료가 상승할 수 있습니다. 특히 네트워크가 혼잡하거나 경쟁이 치열한 상황에서는 BCR을 사용하여 거래할 때 더 높은 거래 수수료가 발생할 수 있습니다. 동시에 풍부한 자원을 보유한 대규모 노드는 경쟁에서 우위를 점하여 중앙화를 가져올 수 있습니다.
부스터 기반 롤업(BBR 기반 부스터 롤업)
Booster는 BBR의 특별한 참가자입니다. 트랜잭션 배치 최적화, 트랜잭션 데이터 압축 및 여러 트랜잭션 배치의 병렬 처리를 담당합니다. 실제 기능은 실행과 저장을 분리하고 유지하는 것입니다. L2가 실행되는 동안 L1은 분산화되어 있으며, L1 및 모든 BBR의 스마트 계약은 일관성을 유지합니다.
동시에 시스템 복잡성 증가, 리소스 소비, 중앙 집중화 가능성 등의 문제에도 직면해 있습니다. 앞으로도 BBR은 블록체인 기술의 진화하는 요구 사항을 충족하기 위해 더욱 최적화되고 확장되어야 합니다.
이미지 출처: Taiko Labs
결론
현재 전체적으로 볼 때 Based Rollup은 이더리움의 2계층 확장 방식에 있어서 큰 변화라고 볼 수 있습니다. Rollup의 정렬은 1계층 제안자에게 직접 위임되고, 제안자와 빌더의 분리 설계는 다음과 같습니다. 첫 번째 레이어가 Rollup 역할에 대한 모든 작업을 수행하도록 하는 데 사용됩니다. 또한 L2 검색자가 L1 검색자이기도 한 L2 빌더에게 트랜잭션 번들을 보낼 수 있도록 MEV를 확장할 수 있으며, 이러한 완전한 L2 블록은 L1 빌더와 이더리움 메인넷 처리에 의해 궁극적으로 구축되는 L1 블록의 일부가 됩니다. .
Based Rollup이 Rollup의 최종 솔루션이라고 가정할 수 있는지 여부는 아직 검증되지 않았지만 현 단계에서 Ethereum의 2계층 확장에 있어서 더 안전하고 분산된 확장 솔루션을 제공하는 주요 혁신이라는 점은 부인할 수 없습니다. 동일한 생각이 비트코인 생태계에 도입된다면, 네이티브 및 분산형 VM을 구현하는 이더리움의 강력한 확장성과 비교하면 당연히 구현이 어렵습니다. 따라서 현재 업계 전체가 진정한 분산형 확장 문제를 해결하고 있습니다. 갈 길이 멀다.
확장 링크:
【 1 】 기반 롤업 - L1 시퀀싱의 초능력 https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1
【2】다양한 유형의 ZK-EVM https://vitalik.eth.limo/general/2022/08/04/zkevm.html
참고 기사:
【1】신용 게임: 다중 서명 및 위원회에 의해 제어되는 롤업 https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0OTYwMDM1Mg==mid=2247486544idx=1sn=7a0ee8eb1d32e6ef0bd08354986c0a1fsource=41#wechat_redirect
【2】Taiko 연구 보고서: 원활한 확장과 완전한 호환성을 달성하는 Ethereum Layer 2 솔루션 https://www.panewslab.com/zh/articledetails/id09jfto.html
