이더와 ZK 관계의 간략한 역사

저자: 도노반 초이, 블록웍스, 편집: 파이브 바트, 골든 파이낸스

이 모든 것은 이더리움에서 시작되었습니다.L1은 너무 느렸습니다. 각 노드는 블록의 유효성을 보장하기 위해 트랜잭션을 중복해서 다시 실행해야 하므로 확장성이 제한되었습니다.

2020년, 이더리움 커뮤니티는 확장 솔루션으로 롤업을 중심으로 단합했습니다. 2021년 롤업에 대한 비탈릭의 획기적인 블로그 게시물은 옵티미스틱과 zk 롤업이 이더리움을 확장하는 방법을 설명합니다.

Zk 롤업은 확장을 위한 기술적 이점이 있지만, 아직은 너무 비싸고 뒤처진 기술입니다(자세한 내용은 나중에 설명합니다).

이 때문에 낙관적 롤업이 가장 먼저 시장에 등장했습니다. 낙관적 롤업은 7일의 챌린지 기간 동안 누군가 위조 증명으로 이의를 제기하기 전까지는 모든 트랜잭션이 유효하다고 가정합니다.

낙관적 롤업은 효과가 있지만 숨겨진 비용이 있습니다. 이의 제기 기간은 사용자가 자금을 인출하기 전에 더 긴 거래 종료 시간이 필요하다는 것을 의미합니다. 유동성이 고정된다는 것은 자본 효율성과 특히 체인 상호운용성 측면에서 일반적으로 열악한 사용자 경험을 의미합니다.

그러나 zk는 이를 따라잡고 있습니다. 이더리움 개발자라면 누구나 코드를 작성하고 EVM 구현을 증명할 수 있는 zkEVM을 발표하여 이더리움이 영지식 기술을 효과적으로 활용할 수 있도록 했습니다.

2023년이 되면 zk 롤업이 본격적으로 주목받기 시작합니다.

왜 낙관적 사기 증명보다 zk 증명이 더 나은가요? 원시 트랜잭션 데이터(메가바이트 크기)에 비해 zk 증명은 훨씬 작기 때문입니다(~1~10KB).

이더리움 트랜잭션을 증명하는 데 zk 암호화를 사용하면 이렇게 압축된 증명을 통해 데이터 가용성 비용이 낮아지고 확장성이 향상됩니다.

zk는 성장하고 있지만, 증명을 생성하는 데 드는 비용은 여전히 높습니다. zkstats.io에 따르면, 2023년 12월에 zk 증명을 생성하는 평균 비용은 $80.21입니다.

2025년으로 빨리 감기. 증명 비용은 증명당 1.30달러로 하락하여 약 98.4% 개선되었습니다.

어떻게 달라졌나요?

오늘날, zk 롤업 스택의 모든 핵심 부분이 분해되었습니다.

우선, zkVM이 나왔습니다. 이 전용 가상 머신은 zk 개발 환경을 가속화하고 유효성 검증 생성을 보다 효율적으로 만들어 줍니다. zkVM 이전에는 개발자가 EVM의 성능을 증명하기 위해 복잡한 수학적 '회로'를 작성해야 했습니다.

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오늘날 SP1, RISC Zero, Nexus, OpenVM과 같은 zkVM은 zk 암호화(C++, Rust)에 대한 전문 지식이 없는 모든 개발자에게 zk 개발을 효과적으로 민주화합니다. 과거에는 zkEVM으로 zk 롤업에서만 Solidity 개발이 가능했습니다. zkEVM보다 더 일반적인 개념으로 생각하시면 됩니다.

둘째, 시장에서의 경쟁으로 인해 증명 생성 비용이 낮아지고 있습니다. 오늘날, 리스 제로, 사이직, 라그랑주, 서스킨트는 많은 경쟁 시장을 운영하고 있습니다. 일부는 아직 테스트 네트워크에 있고 일부는 운영 중입니다.

Zk L2는 또한 검증 비용을 상각하기 위해 증명 통합으로 전환하고 있습니다. 이는 여러 개의 증명을 하나의 증명으로 묶어 최종 증명을 더 빠르게 검증하는 방식으로 작동합니다.

또한 이러한 마켓플레이스는 라이선스가 필요 없으므로, GPU 장치만 있으면 누구나 등록하고, 마진을 게시하고, zk 증명을 생성할 수 있습니다. 이전에는 zk 롤업이 "중앙화된 증명자"를 사용했는데, 이는 구글이나 아마존에서 GPU/FPGA 하드웨어를 대여하는 것을 의미했습니다.

더 나은 증명 시스템이 계속 등장하고 있습니다. 이러한 증명 시스템(예: Groth16, Halo2-KZG, STARK, Plonk, Expander)은 zk 증명이 구성되고 검증되는 방식에 대한 규칙을 알고리즘적으로 정의합니다. 이러한 알고리즘은 점점 더 개선되고 있으며, 이는 zk 증명이 점점 더 작아지고 검증이 빨라지고 있음을 의미합니다. 이는 곧 zkVM 성능이 향상된다는 것을 의미합니다.

마지막으로, zkVM 위에 구축되는 zk 코프로세서가 있습니다. 기본적으로 zk 실행 환경에 존재하지 않는 연쇄 애플리케이션이 zk 기술의 놀라운 이점을 활용할 수 있도록 해줍니다. 이는 계산을 오프체인으로 이동하여 블록체인 실행과 비동기적으로 실행하는 방식으로 이루어집니다. 이를 통해 애플리케이션은 복잡한 통계를 오프체인에서 계산하고, 이를 zk로 증명한 다음, 그 증명을 온체인에 게시할 수 있습니다.

프랙스, 아즈키, 이더파이, 기어박스와 같은 애플리케이션은 라그랑쥬의 zk 코프로세서를 사용하여 이더파이의 L1 한계를 극복하고 있습니다.

그렇다면 이해가 되시겠죠. 이것이 바로 zk가 궁극적인 목표인 이유입니다.