차세대 이더넷 L2(III) 디코딩: 네이티브 롤업

지난 2년 동안 이더는 "롤업 센터" 로드맵에 전념해 왔습니다. 이 전략은 이더를 브리징 컨트랙트에 고정하고, 오프체인에서 거래를 실행하며, 사기 증명 또는 영지식 증명(ZKP)을 사용해 레이어 2(L2)의 상태를 검증하고 출금을 처리하는 것을 포함합니다.

그러나 이더 자체는 기본적으로 EVM 실행을 검증하지 않기 때문에 롤업은 상태 전환을 검증하기 위해 온체인에서 자체 증명 시스템을 독립적으로 구현해야 한다는 큰 과제가 있습니다.

이더는 자주 하드포크를 진행하며, 이로 인해 EVM이 수정될 수 있으므로 롤업 팀은 사용자 정의 구현을 유지하고 업데이트할 책임을 져야 합니다. 이를 위해서는 종종 보안 위원회를 구성하거나 토큰 기반 투표 거버넌스 시스템을 도입하여 브리징 컨트랙트와 증명 메커니즘의 업데이트를 관리해야 합니다.

이전 시리즈에서는 기반 롤업과 부스터 롤업에 대해 살펴보았으며, 이제 네이티브 롤업의 개념을 더 자세히 살펴보겠습니다.

기반, 부스터, 네이티브의 차이점은 무엇인가요?

기반 롤업, 부스터 롤업, 네이티브 롤업의 정의 사이에는 많은 혼동이 있을 수 있습니다. 이전 시리즈에서 기반 롤업과 부스터 롤업에 대해 다루었으므로 이 글을 읽기 전에 해당 내용을 검토하는 것이 좋습니다. 하지만 여기서는 세 가지 유형을 모두 간략히 살펴보겠습니다.

기반 롤업은 트랜잭션 주문에 L1 검증자 세트를 사용하며, 탈중앙화를 촉진하지만 상대적으로 긴 L1 블록 시간(예: 12초)으로 인해 처리량에 영향을 줄 수 있습니다. 그러나 커뮤니티의 지속적인 혁신에 따라 사용자가 트랜잭션의 최종 확인을 더 빠르게 받을 수 있도록 사전 확인 기술을 사용하여 이러한 경험을 개선하기 위한 노력이 진행 중입니다.

부스터 롤업은 L2에서 L1 처리를 에뮬레이션하여 실행 및 스토리지를 확장하므로 애플리케이션을 재배포하지 않고도 확장할 수 있습니다. 이 접근 방식은 확장성을 제공하지만 기존 롤업에 비해 복잡성이 추가되고 개발 및 유지 관리에 더 정교한 엔지니어링 노력이 필요합니다.

네이티브 롤업은 애플리케이션 수준 상태 전환을 위한 검증자로 L1의 자체 STF(상태 전달 함수)를 활용합니다. 그러나 Optimism, Arbitrum 및 기타 롤업은 EVM과 동등한 환경에서 실행되지만, Ether에서 직접 구현할 수 없는 복잡하거나 비실용적인 사용자 정의 수정 사항이 포함되어 있는 경우가 많습니다.

정식 롤업으로 알려진 네이티브 롤업은 여러 글에서 자세히 논의된 바 있습니다. 또한 "정식 롤업"이라는 용어는 @apolynya에서 간략하게 사용되기도 했습니다. 그러나 "법정"이라는 용어는 결국 기존 EVM과 동등한 롤업이 이 모델로 업그레이드될 수 있음을 나타내기 위해 "네이티브"로 대체되었습니다. "네이티브"라는 용어는 @danrobinson과 Lido의 익명의 기여자에 의해 제안되었습니다.

네이티브 롤업은 어떻게 작동하나요?

네이티브 롤업 제안은 롤업 상태 전환을 위한 유효성 검사기 역할을 하는 EXECUTE 프리컴파일을 도입합니다. 이 프리컴파일을 통해 롤업 팀은 검증자 계약에서 이를 사용할 수 있고, 증명 시스템을 위한 기반을 제공하며, 롤업이 이더넷의 기본 검증을 상속할 수 있게 됩니다.

이 새로운 프리컴파일은 "EVM 속의 EVM"이라는 개념과 다소 유사하므로, 이더의 하드포크 과정을 통해 사회적 합의 하에 업데이트될 것입니다. 이렇게 하면 EVM의 변경 사항이 프리컴파일에 반영되어 롤업이 이더넷의 검증을 상속하고 롤업 팀이 보안 위원회 또는 다중 서명에 대한 거버넌스 책임을 덜게 되어 사용자에게 본질적으로 더 안전한 롤업을 제공할 수 있습니다.

EXECUTE 프리컴파일은 EVM 상태 전환을 위한 검증자 역할을 하여 롤업이 애플리케이션 계층에서 이더넷의 기본 기반 기능을 활용할 수 있도록 합니다. 이 기능은 EIP-1559와 유사한 가스 가격 책정 메커니즘을 활용하여 pre_state_root, post_state_root, trace 및 gas_used와 같은 입력을 사용하여 전환을 검증합니다. 롤업의 확장성 요구 사항에 따라, 검증자는 재실행 또는 SNARK 증명을 통해 롤업 상태 전환의 정확성을 강제할 수 있습니다. 또한 슬롯별 지연이 통합되어 MEV 기반 증명 경쟁과 같은 중앙화 위험을 완화합니다.

이 사전 컴파일은 증명 시스템에서 "신뢰 없는 롤업" 지원을 통해 롤업 개발을 간소화합니다. 주문 및 증명 시스템이 모두 이더넷으로 관리되는 기반 롤업 설계와 결합하면 이 아키텍처는 흔히 '초음파 롤업'이라고 하는 완전한 무신뢰를 가능하게 합니다. 이 아키텍처는 구성 가능성을 개선하고 실시간 결제가 가능하여 보다 구성 가능하고 안전한 롤업 설계를 장려합니다.

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제안된 사전 컴파일은 EVM처럼 작동하여 롤업 트랜잭션을 다시 실행하여 정확성을 확인합니다. 이는 이더리움에 유효성 증명만 제출하는 오프체인 실행이라는 롤업의 핵심 강점에 반하는 것입니다. 대신, 사전 컴파일은 본질적으로 이더가 이미 수행하고 있는 작업을 미러링하며, L1의 계산 부담을 줄인다는 측면에서 가치를 더하지 않습니다.

zk 검증자 대신 EVM과 유사한 검증자를 선택한 것은 현재 ZK 기술의 미성숙성에서 비롯된 것입니다. 오늘날 널리 사용되고 있는 zkVM은 취약점을 보이고 있으며, ZKP의 빠른 발전으로 인해 체인에 특정 zk 검증자를 하드코딩하는 것은 위험하고 유연하지 않습니다. 대신 이더리움은 다양성과 중립성을 우선시하며, 단일 검증자에 종속되지 않고 다양한 zk 클라이언트로 실험할 수 있습니다.

그러나 그렇다고 해서 사전 컴파일이 이더리움의 확장성에 기여하지 못한다는 의미는 아닙니다. 이더캐스트는 zk 증명 검증자를 오프체인으로 유지하여 보안을 보장하지만, 이 사전 컴파일을 사용하여 롤업으로 제출된 zk 증명을 검증합니다. 이를 통해 이더채널 검증자는 모든 롤업 트랜잭션을 처음부터 끝까지 완전히 시뮬레이션하는 것을 피할 수 있습니다. 대신 오프체인 zk 증명에 의존함으로써 네트워크는 보안 보장을 유지하면서 실행의 확장성을 위해 노력합니다.

네이티브 롤업의 주요 이점은 무엇인가요?

네이티브 롤업을 사용하면 사전 컴파일을 통해 많은 복잡성을 처리할 수 있으므로 부정 행위 방지 또는 SNARK 검사 같은 작업을 더 쉽게 수행할 수 있습니다. 즉, 작성 및 유지 관리해야 하는 코드가 줄어들어 증명 네트워크나 보안 위원회와 같은 추가 시스템이 필요하지 않습니다.

온체인 SNARK 검증은 비용이 많이 들기 때문에 많은 zk 롤업은 비용을 절약하기 위해 트랜잭션을 자주 정산하지 않으며, EXECUTE 사전 컴파일은 SNARK를 사용하여 여러 증명을 재귀적으로 함께 패키징하여 이러한 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 접근 방식을 통해 롤업은 트랜잭션의 유효성을 보다 효율적으로 검증할 수 있으며, 오프체인 검증을 더욱 비용 효율적으로 만들 수 있습니다.

기존 롤업에서 오류 없는 운영을 보장하는 것은 어렵고 종종 광범위한 검사가 필요합니다. 많은 팀이 중앙 집중식 분류를 사용하여 악성 블록 생성을 방지함으로써 위험을 완화합니다. 그러나 사전 컴파일된 네이티브 실행을 통해 보다 안전하고 권한이 필요 없는 정렬 메커니즘을 구현할 수도 있습니다. 이 접근 방식을 사용하면 롤업은 이더리움의 신뢰할 수 있는 환경에서 트랜잭션이 직접 검증되므로 L1의 보안뿐만 아니라 자산의 대체 가능성도 계승할 수 있습니다.

EVM과 호환되는 롤업은 많지만 EVM과 동등한 롤업은 거의 없습니다. 메인 블록체인의 변경사항과 동기화를 유지하려면 일반적으로 팀이나 투표 시스템을 통해 롤업을 업데이트해야 하며, 이는 위험할 수 있습니다. 네이티브 롤업은 메인 블록체인과 자동으로 업데이트되어 추가 규칙이나 투표자 없이도 모든 것을 동기화할 수 있습니다.

zk 롤업의 경우, 100밀리초의 초저지연 증명 시간을 달성하는 것은 매우 까다로운 엔지니어링 작업입니다. 이와 대조적으로 네이티브 롤업은 전체 슬롯으로 확장하여 보다 "여유로운" 증명 일정을 허용할 수 있습니다. 이 접근 방식은 즉시 증명을 생성해야 하는 부담을 줄여 잠재적으로 안정성을 개선하고 L1과의 통합을 강화할 수 있습니다.

모든 롤업이 네이티브인가요?

운영 스택 및 Arbitrum Orbit 스택과 같은 현재의 모든 롤업 스택은 이더넷에서 직접 보안 기능을 상속하는 "기본 롤업"으로 전환될 가능성이 있습니다. 이 업그레이드를 통해 사용자는 보안이 강화되어 더 만족스러워지고, 롤업 팀은 더 이상 보안 위원회가 필요하지 않아 더 편안해질 것입니다. 동시에 롤업 팀은 효율적인 공유 주문 계층을 제공하고 주문 비용을 캡처하여 MEV를 극대화함으로써 계속 경쟁할 수 있습니다.

그러나 모든 롤업이 네이티브 형태로 전환되는 것은 아닙니다. 고유한 트랜잭션 유형, 다른 가스 부기 방식, 기본 L1 블록체인에서는 찾아볼 수 없는 사전 컴파일 등 일부 L2 기능은 네이티브 롤업과 본질적으로 호환되지 않습니다.

각각 공통 보안 기반을 공유하는 L2 롤업 간의 VM의 다양성은 오늘날 L2 생태계의 주요 강점으로, 다음과 같은 사실에서 예로 볼 수 있습니다.

@EclipseFND는 SVM 롤업이며,

@movementlabsxyz

는 MoveVM 롤업, 또는 @. Starknet은 CairoVM 롤업입니다.

@doganeth_en이 지적한 것처럼, 향후 @doganeth_en이 지적했듯이 롤업의 미래는 엔터프라이즈 롤업, 성능 지향 롤업, "정렬된" 기본 롤업의 세 가지 범주로 나뉠 것입니다.

기업은 관리, 순서 지정, 소유에 집중할 것입니다. 롤업은 트랜잭션 주문, 실행 및 애플리케이션에 대해 웹2.0과 같은 제어를 원하는 조직에 이상적입니다.

성능 중심 롤업은 이더리움 결제를 사용하지만, 최적의 성능을 위해 다음과 같은 대체 데이터 가용성에 의존합니다

@megaeth_labs와 @eigen_da

데이터 가용성을 위해. 이러한 롤업은 덜 탈중앙화되어 있지만

$ETH을 개선합니다. /p>

이더리움의 일부 기능을 희생하는 대신 유용성이 향상되었습니다.

네이티브 롤업은 이더 기반 시설과 완전히 통합되며 이더 수준의 탈중앙화, 직접 상태 액세스를 통한 공유 실행, 더 저렴한 오프체인 ZK 증명 검증을 제공할 것입니다. 이러한 롤업은 이더의 네트워크 효과에 기여하고 잠재적으로 수익을 공유하지만, 지속 가능성은 자연스러운 경제적 인센티브에 달려 있습니다.

결론

네이티브 롤업은 이더 롤업 중심 로드맵에서 중요한 진전을 의미하며, 이더 기반 시설에 더 부합하는 접근 방식을 제공합니다. 네이티브 롤업은 EXECUTE 사전 컴파일을 도입함으로써 다중 서명, 보안 위원회 또는 토큰 기반 투표 시스템에 대한 의존을 제거하여 거버넌스를 간소화합니다. 이러한 접근 방식은 보안을 강화할 뿐만 아니라 오프체인 zk 증명을 활용하여 롤업을 보다 효율적으로 확장할 수 있으므로 신뢰 최소화와 확장성을 보장합니다.

이 제안은 유망하지만, 도전 과제가 없는 것은 아닙니다. 대부분의 기존 롤업은 EVM과 동등한 것으로 표시되어 있지만, EVM에서 약간 수정된 경우가 많습니다. 따라서 네이티브 롤업 모델로 전환하면 사용자 지정 EVM을 구현하는 롤업에 추가적인 개발 부담이 발생할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 네이티브 롤업은 이더넷의 보안과 유연성을 롤업 설계와 결합하는 매력적인 경로를 제공합니다. L1과의 연계를 촉진함으로써 혁신을 촉진하는 동시에 파편화를 줄여 향후 이더리움 생태계를 더욱 긴밀하고 탄력적으로 만들 수 있습니다. 아직 읽어보지 않으셨다면

1부와 2부를 꼭 확인하시기 바랍니다. learnblockchain.co.uk/article/10698">롤업 2.0 시리즈의 2부에서 각각 기반 롤업과 향상된 롤업에 대해 알아보세요. 다음 글에서는 기가비트 롤업의 개념에 대해 자세히 알아보고 이 혁신적인 롤업 디자인이 어떻게 이더를 견인하는지 살펴보도록 하겠습니다. 다음 글에서는 기가급 롤업의 개념에 대해 더 자세히 알아보고 이 혁신적인 롤업 설계가 이더리움의 확장성의 한계를 뛰어넘고 롤업 생태계를 더욱 향상시키는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

감사: 이 게시물은 @paramonoww에 의해 작성되었습니다. 피드백과 검토를 제공해 주신 @korayakpinarr 에게 특별히 감사드립니다.