Andreas Freund, EEA 메인넷 이해 그룹 회원

다음은 이더리움 확장성 생태계 미니 보고서의 현황이며, 일반적인 블로그 게시물보다 길고 심층적입니다.

많은 기업이 몇 가지 요인으로 인해 프라이빗 블록체인 컨소시엄을 포기했습니다. 프라이빗 블록체인 구현에 의미 있는 네트워크 효과가 없기 때문에 공유 데이터베이스 시스템보다 경쟁 엔티티의 컨소시엄 내에서 관리하는 데 비용이 더 많이 들고 번거로운 경향이 있습니다. 새롭고 빠르게 성장하는 DeFi 생태계의 접근성 부족, 따라서 매우 수익성 있는 자산 클래스. 이더리움 레이어 2(L2) 확장성 솔루션은 많은 L2 솔루션이 영리한 암호화를 사용하는 사실상 중앙 집중식 데이터베이스이기 때문에 이더리움 메인넷의 정사각형 페그를 엔터프라이즈 보안, 개인 정보 보호 및 규정 준수 요구 사항의 원형 구멍에 맞출 수 있는 기회를 제공합니다. 또한 DeFi 자산 클래스의 세계에 대한 액세스를 제공하여 메인넷 네트워크 효과가 해당 DeFi 자산 클래스를 통해 엔터프라이즈 솔루션으로 확산되도록 할 수 있습니다. 이는 자산 및 사용자 성장을 통해 L2의 엔터프라이즈 사용 사례와 이더리움 메인넷 간의 새롭고 공생적인 관계를 만듭니다.

Ethereum용 Layer 2 및 기타 확장성 솔루션에 대한 간략한 소개

Ethereum Mainnet은 현재 생태계 성장에 중요한 병목 현상을 일으키고 있다는 점에서 자체 성공의 희생자가 되었습니다. 높은 거래 수수료와 블록당 허용되는 제한된 거래 수로 인해 네트워크 문제가 발생하여 이더리움 기반 프로토콜, 신생 기업 및 건전한 비즈니스 모델을 갖춘 기타 기업의 경제적 실행 가능성을 위험에 빠뜨립니다. 이더리움의 차기 버전인 Eth2는 트랜잭션 확장성이 100배 증가하고 트랜잭션 수수료가 크게 감소한다고 약속하지만 출시까지는 아직 12개월 이상이 걸립니다. 이더리움이 세계에서 가장 인기 있고 가장 많이 사용되는 블록체인 네트워크로서의 리더십 위치를 유지하려면 오늘날 이더리움 확장성 문제를 해결해야 합니다.

지난 2~3년 동안 확장 및 거래 비용 문제를 해결하는 여러 유형의 솔루션이 등장했습니다. 이들의 공통점은 모두 이더리움 메인넷(즉, 오프체인)에서 다양한 형태의 중앙 집중식 또는 분산형 컴퓨팅 환경에서 무거운 트랜잭션 처리를 수행하는 반면 메인넷은 다양한 형태의 보안 및 데이터 무결성 앵커로 사용된다는 것입니다. 이러한 솔루션은 흔히 레이어 1이라고도 하는 이더리움 메인넷 위에 있는 솔루션이기 때문에 구어체로 레이어 2(L2)라고 합니다.

다음은 주요 확장성 솔루션 범주에 대한 간략한 개요와 각 솔루션 범주의 특성에 대한 간략한 설명입니다.

• 주 채널
• 사이드체인
• 롤업
  • 낙관적 롤업
  • 영지식(zk) 롤업
  • 플라즈마
  • 유효성

그림 1:L2 분류; 출처:토큰 터미널

주 채널

상태 채널은 당사자 간에 설정된 보안 채널을 통해 오프체인 트랜잭션을 수행하여 이더리움 메인넷을 확장합니다. 사용자가 제어하는 ​​최신 이더리움 상태의 스냅샷을 다중 서명 스마트 계약에 예치해야 합니다. 이는 비트코인 ​​라이트닝 네트워크의 결제 채널에 사용자가 입금하는 것과 유사합니다. 이 스냅샷에는 주어진 시간에 이더리움 주소의 ETH 보유량과 같은 중요한 데이터가 포함됩니다.

상태 채널은 상태 채널 운영자와 상태 채널의 참가자만 오프체인 트랜잭션에 대한 가시성을 갖기 때문에 즉각적인 트랜잭션 완결성과 우수한 개인 정보 보호를 통해 (거의) 무료 오프체인 트랜잭션을 허용합니다. 플레이어가 게임을 시작하기 위해 앤티를 놓는 체스 게임을 생각해 보십시오. 이 거래는 체인에 기록되고 채널을 엽니다. 개별 움직임은 채널 내의 각 플레이어에 의해 서명됩니다. 게임은 플레이어가 떠나거나 게임이 끝날 때까지 계속되며, 이 시점에서 플레이어 중 한 명 또는 게임 자체는 승패에 대한 판정과 지불을 위해 메인넷에 항소할 것입니다.

상태 채널은 합리적으로 신뢰할 수 있는 당사자 간에 트래픽이 많은 P2P 다방향 트랜잭션이 있는 상황에서 서비스를 제공할 가능성이 높습니다. 개별 상태 변경은 주기적 및/또는 "최종" 조정을 처리하는 메인넷 또는 L2 합의 기반 계약과 함께 서명되고 안전한 거래를 통해 이러한 채널 내에서 발생합니다.

사이드체인

사이드체인은 자체 합의 모델(예:권한 증명(PoA), 지분 증명(PoS) 및 이더리움 가상 머신 또는 기타 아키텍처와 같은 상태 머신 메커니즘)이 있는 이더리움 메인넷과 독립적인 블록체인입니다. 이더리움 트랜잭션은 관리 방식으로 이러한 체인으로 오프로드될 수 있으므로 이더리움 메인넷의 부담을 줄일 수 있습니다. 체인에 대한 네트워크 접근 방식(독립 다중 체인 대 공유 체인)에 따라 체인에 대한 게이트 액세스를 통해 트랜잭션 개인 정보를 보호할 수 있습니다.

확장성, 보안 및 목적 적합성과 관련하여 적합성을 결정하기 위해 각 네트워크가 취하는 특정 접근 방식은 자체적으로 평가되어야 합니다. 일부 생태계 참가자는 사이드체인을 진정한 L2 솔루션으로 간주하지 않습니다. 사이드체인은 온체인 거래 데이터의 부족으로 인해 이더리움 메인넷의 충분한 보안 보장을 상속하지 않으며 이더리움 메인넷에 대한 분쟁 중재 기능을 제공하지 않기 때문입니다. Eth 연결 체인 기반 네트워크의 지지자들은 지분 증명(Proof of Stake) 합의 모델과 검증자 모델이 Eth2만큼 엄격하며(이 역시 지분 증명 모델을 사용함) 이더리움과의 운영 관계(네트워크 계약 형식)가 있다고 주장합니다. Ethereum에서 실행) Eth-native 형식으로 충분한 보안과 투명성을 제공합니다.

확장성 환경을 조사할 때 아래에서 다양한 체인 기반 접근 방식을 간략하게 설명합니다.

롤업

롤업은 이더리움 메인넷의 보안 보증을 상속하면서 높은 트랜잭션 처리량을 달성하는 고급 비관리 사이드체인과 유사합니다. 롤업은 일반적으로 낙관적 롤업, zk-롤업, 플라즈마 및 Validium의 네 가지 주요 범주 중 하나로 분류됩니다.

롤업은 주요 이더리움 체인 외부에서 트랜잭션 실행을 수행하지만 레이어 1에 트랜잭션 데이터를 게시하는 솔루션입니다. 트랜잭션 데이터가 레이어 1에 있으므로 이를 통해 롤업을 레이어 1에서 보호할 수 있습니다. 실행을 수행하는 동안 레이어 1의 대부분의 보안 속성을 상속 레이어 1 외부의 롤업을 정의하는 특성입니다.

롤업의 세 가지 단순화된 속성은

1. 레이어 1 외부에서 트랜잭션 실행
2. 데이터 또는 거래 증거가 레이어 1에 있음
3. 레이어 1의 트랜잭션 데이터를 사용하여 레이어 2에서 올바른 트랜잭션 실행을 시행할 수 있는 레이어 1의 롤업 스마트 계약

일부 롤업은 "운영자"가 롤업 계약에 채권을 스테이킹하도록 요구합니다. 이는 운영자가 트랜잭션을 올바르게 확인하고 실행하도록 장려합니다. (레이어 2 롤업, Ethereum.org, https://ethereum.org/nb/developers/docs/scaling/layer-2-rollups/)

그러나 운영자 모델이 메인넷처럼 충분히 탈중앙화되지 않은 경우 "운영자"는 거래를 검열할 수 있는 권한이 있습니다. 아래 그림은 데이터 스토리지를 온체인 또는 오프체인으로 처리하는지 여부와 계산적 정확성이 영지식 유효성 증명 또는 사용자 예금 슬래싱 사기 증명을 통해 시행되는지 여부에 따라 해당 범주를 구성합니다.

그림 2:L2 롤업 카테고리; 출처: buildblockchain.tech

롤업 솔루션 간의 또 다른 차이점은 계산이 발생하는 위치와 최종성이 발생하는 시기에 관한 것입니다. 예를 들어 ZK 유효성 증명에 대한 계산은 주요 기능이 트랜잭션을 묶고 메인넷에 트랜잭션 배치를 제출하는 제3자 운영자(또는 유효성 검사기 또는 시퀀서)를 통해 이루어집니다. 이러한 배치에는 트랜잭션의 유효성을 증명할 수 있는 최소한의 정보가 포함되어 있습니다. 트랜잭션 계산은 L1에 제출하기 전에 처리되고 L1에서 확인되면(또는 롤업이 지시할 수 있는 충분한 L1 블록이 통과한 후) 완결성이 발생합니다.

낙관적 롤업은 또한 오프체인 트랜잭션을 zk-rollup으로 계산하지만 영지식에서는 계산하지 않으며, 경쟁 절차와 경쟁 기간에 따라 경쟁 거래가 유효한지 여부에 대한 결정을 메인넷에 취소합니다. ZK Validity Proofs와 마찬가지로 낙관적 롤업의 운영자는 운영자가 메인 이더리움 체인에 사기 거래를 제출하면 지분이 삭감되도록 스테이킹 또는 구속될 가능성이 있습니다.

롤업은 일반적으로 사용자에게 개인 정보를 제공하지 않습니다. 그러나 사용자의 개인 정보를 보호하는 Optimistic(zk Optimistic) 및 zk 롤업(zk-zk Rollup)과 같은 새로운 솔루션이 등장하고 있습니다. 이러한 솔루션은 다음 섹션에서 설명합니다. 또한 zk-Optimistic Rollups는 낙관적 롤업보다 성능 특성이 좋지 않습니다. 왜냐하면 롤업 블록의 각 트랜잭션이 낙관적 롤업의 경우보다 훨씬 크고 이더리움 블록은 블록 가스 제한을 통해 공간이 제한되기 때문입니다. 개인 정보 보호와 성능 간의 균형. 반면에 zk-zk 롤업은 롤업 블록에 더 많은 데이터를 추가하는 것을 방지하는 재귀적 zk 증명을 사용할 수 있도록 하는 암호화를 영리하게 사용하기 때문에 zk 롤업과 유사한 성능 특성을 갖습니다. 활용되는 암호화의 추가 최적화는 zk 롤업에 비해 컴퓨팅 성능 요구 사항의 증가를 방지합니다.

위의 L2 솔루션에는 특정 성능, 보안, 경제성 및 사용성 특성이 있으며 아래 표에 요약되어 있습니다.

그림 3:L2 및 확장성 솔루션 범주별 L2 솔루션 특성,
출처: 물질 연구실

채택된 기술의 빠른 변화와 최적화를 감안할 때, 다양한 범주에 대한 위의 평가는 시간의 스냅샷일 뿐이며 향후 12~24개월 동안 크게 변할 수 있으며 예상됩니다.

이더리움 레이어 2 및 확장성 솔루션 환경

이미 언급했듯이 이더리움 L2 생태계는 2017년 플라즈마 백서에서 2021년에 L2 솔루션으로 가동되는 이더리움 최대의 탈중앙화 거래소 Uniswap에 이르기까지 엄청난 속도로 진화하고 있습니다. 따라서 생태계에 대한 모든 개요는 불완전하고 빠르게 진행될 것입니다. 시대에 뒤쳐진. 그러나 현재 스냅샷은 해당 공간의 매우 다양한 프로젝트와 해당 사용 사례를 이해하는 데 여전히 유용합니다.

각 카테고리에 대해 논의하고 하나 이상의 예를 더 자세히 설명하고 동일한 카테고리의 주목할만한 추가 프로젝트에 대해 언급하고 해당 웹사이트 또는 Github 리포지토리(있는 경우)에 대한 링크를 제공합니다.

상태 채널

연결 :Connext는 이더리움을 위한 L2 솔루션일 뿐만 아니라 이더리움의 많은 L2 솔루션을 위한 크로스체인 라우팅 허브가 되도록 설계한 상태 채널 프로젝트입니다. 이 프로젝트는 Eth 기반 L2 프로젝트가 충분히 상호 운용되지 않을 것이라는 Ethereum 커뮤니티의 우려를 해결하려고 시도하고 있습니다. Connext의 새로운 교차 L2 전송 시스템은 솔루션 간의 상호 연결을 쉽게 사용할 수 있도록 하여 하나의 확장성 솔루션 내에서 네트워크 종속성을 방지하는 데 중요할 수 있습니다.

다른 주목할만한 프로젝트는 Raiden Network, Celer 및 Perun입니다.

사이드체인

xDai Chain :xDai Chain은 더 큰 거래량을 안정적으로 촉진하도록 설계된 EVM 기반 사이드체인입니다. 현재 초당 약 70개의 트랜잭션(TPS)입니다. 프로젝트는 컨센서스 제공자가 사이드체인을 경제적으로 보호하기 위해 스테이크 토큰을 기반으로 구축됩니다. 그 효율성 때문에 xDai Chain은 최근 인기를 얻고 있습니다.

POA 네트워크 :~ 70 TPS의 xDai Chain과 유사하게, POA 네트워크는 트랜잭션을 빠르고 저렴하게 처리하기 위해 신뢰할 수 있는 합의 제공자 세트에 의존하는 EVM 기반 사이드체인입니다. 이 솔루션은 블록체인 게임에서 커뮤니티 통화에 이르기까지 거의 모든 사용 사례에 사용할 수 있는 것 같습니다.

다각형 PoS: Polygon은 개발자가 EVM 기반 지분 증명 체인, 플라즈마 체인 등 다양한 유형의 네트워크를 메시징 프로토콜을 통해 배포하고 연결할 수 있도록 하는 기술 프레임워크 및 프로토콜입니다. 따라서 목표는 Connext 또는 Cosmos와 같은 non-Ethereum 기반 프레임워크와 유사합니다. Polygon PoS는 Polygon의 사이드체인 솔루션입니다. Polygon 토큰은 합의 공급자를 경제적으로 보호하기 위해 Polygon 체인 네트워크에 배포된 다양한 네트워크에서 스테이킹 토큰으로 사용됩니다. 접근 방식과 아키텍처는 Polkadot의 기질 및 파라체인 접근 방식과 유사합니다.

스케일: Skale의 Elastic Blockchain Network는 애플리케이션별 사이드체인 인스턴스를 빠르게 스핀업할 수 있는 Ethereum 호환 POS 사이드체인 솔루션입니다. 각 사이드체인의 유효성 검사기는 전체 SKALE 유효성 검사기 풀의 무작위로 주기적으로 섞인 하위 집합으로 선택되며 토큰을 스테이킹하여 인센티브를 받습니다. 검증자는 이더리움 메인넷에서 실행되는 애플리케이션에 의해 관리되고 섞입니다.

또 다른 주목할만한 사이드체인은 Loom Network입니다.

낙관적 롤업

낙관: Optimism은 Synthetix와 같은 일부 대형 DeFi 플레이어 사이에서 조기에 주목을 받고 있는 가스 사용률을 약 100배 줄일 수 있는 낙관적 롤업 구현입니다. Optimism은 L1 프로젝트가 Optimism에서 Solidity 또는 Vyper 스마트 계약을 재배포할 수 있도록 L2 기반 EVM인 OVM을 구축했습니다.

Optimism으로 마이그레이션하는 주목할만한 프로젝트:Uniswap, Compound, Synthetix

연료: Fuel은 2020년 12월 31일에 이더리움 메인넷에 대한 최초의 낙관적 롤업 구현이었습니다. Fuel은 "지구의 가치 교환 계층"이 되기를 원하는 빠르고 효율적인 토큰 지불을 약속합니다.

임의: Offchain Labs에서 개발한 Arbitrum은 Optimism과 유사하게 Ether에 경제적으로 스테이킹된 검증자가 있는 낙관적 롤업 네트워크로, 약 100배 가스 감소로 처리할 수 있습니다. Optimism과 Arbitrum의 주요 차이점은 Arbitrum Virtual Machine이 바이트코드 수준에서 EVM과 동일하기 때문에 Solidity와 Vyper 스마트 계약을 수정 없이 Arbitrum에 배포할 수 있다는 것입니다.

Arbitrum으로 마이그레이션하는 주목할만한 프로젝트:Reddit, Uniswap

데카르트 데카르트 :Cartesi의 Descartes Rollups는 Truebit과 유사한 대화형 분쟁 해결 기능이 있는 낙관적 롤업의 변형입니다. EVM 바이트코드 대신 Descartes는 RISC-V 명령어 세트를 실행하여 Linux VM을 실행할 수 있습니다.

다른 주목할만한 낙관적 롤업 프로젝트는 OMG 네트워크의 OMGX와 Ernst &Young의 Nightfall V3입니다. 여기서 롤업 트랜잭션은 zk-snark 증명으로 트랜잭션 개인 정보를 보호하므로 개인 정보 보호 크기로 인해 TPS가 감소합니다. 증거.

zk-롤업

zkSync :zkSync는 zk-snarks의 영지식 증명을 사용하여 높은 처리량(블록의 트랜잭션 수를 기준으로 ~ 300 – 2,000 tps)과 높은 보안(이더리움 메인넷 보안 상속)을 모두 실현하는 Matter Labs의 zk-Rollup 솔루션입니다. 보증). Matter Labs는 zkPorter라는 Validium 유형 솔루션도 개발 중입니다.

zkSync의 주목할만한 프로젝트:Curve, Gitcoin, Balancer, Argent

루핑: Loopring은 Ethereum Mainnet에 배포된 최초의 zk-rollup이며 Ethereum Mainnet에서 1년 이상 운영되었습니다. Loopring의 zk-Rollup 솔루션은 현재 Automated Market Makers 및 Order books 및 결제를 통한 분산 거래소 확장에 중점을 두고 있습니다. 루프링 거래소와 루프링 지갑은 루프링의 기술을 기반으로 합니다. OpenOcean도 이제 Loopring으로 마이그레이션되었습니다.

아즈텍: Aztec은 최근 완전히 비공개 Ether/DAI 거래를 허용하는 zk.money를 출시했습니다. Zk.money는 zk 롤업의 차세대 버전인 zk-zk 롤업입니다. Aztec 기술을 사용하면 개인 거래의 zk 증명에 대한 zk 증명을 확인할 수 있습니다. 즉, 이더리움 메인넷에서 재귀적 zk 증명입니다. zk 증명의 재귀적 특성으로 인해 일반 zk 롤업과 동일한 수의 트랜잭션을 이더리움 메인넷에 배치할 수 있습니다.

이러한 형태의 zk 롤업은 강력한 개인 정보 보호 요구 사항을 고려할 때 많은 기업 사용 사례에서 가장 유망한 접근 방식인 것 같습니다.

다른 주목할만한 zk 롤업은 Hermez Network(최근 Polygon에 인수됨) 및 zkSwap입니다.

유효성

스타크엑스: StarkEx는 zk 롤업과 유사하지만 zk-snarks 대신 zk-starks를 사용합니다. 주된 차이점은 zk 증명이 zk-snarks에 대한 증명보다 훨씬 크기 때문에 예치하고 검증하는 데 비용이 더 많이 든다는 것입니다. zk-snarks. 시스템은 Validium 유형 시스템 또는 zk-rollup으로 실행할 수 있습니다. 이 역학을 통해 프로젝트는 순수한 zk 롤업 시스템에 비해 더 높은 처리 능력을 가질 수 있습니다. 현재 구현은 Validium 유형 구현을 사용하고 있습니다.

StarkEx를 사용하는 주목할만한 프로젝트:dYdX, DeversiFi, Paraswap, Immutable X

플라즈마

세상에: OMG 플라즈마 네트워크는 OMGX와 유사하지만 낙관적 롤업 대신 플라즈마 아키텍처를 기반으로 구축되었습니다.

다각형: Polygon은 또한 Polygon Proof-of-Stake 사이드체인에 대해 논의된 것처럼 다른 사이드체인 및 롤업과 메시지를 교환할 수 있는 플라즈마 체인으로 위에서 논의한 Polygon 사이드체인 버전을 출시했습니다.

또 다른 주목할만한 플라즈마 체인은 Leap DAO입니다.

이것이 기업에 의미하는 바는 무엇입니까?

기업 사용 사례의 보안, 개인 정보 보호 및 규정 준수 요구 사항으로 인해 퍼블릭 블록체인이 구현에 적합하지 않기 때문에 기업은 전통적으로 퍼블릭 블록체인에 관심을 두지 않았습니다. 그러나 사설 블록체인 네트워크의 결과는 여러 가지 이유로 실망스러울 정도로 혼합되었습니다. 그 중 가장 중요한 것은 사설 블록체인 구현에 의미 있는 네트워크 효과가 없기 때문에 공유 데이터베이스 시스템보다 경쟁 엔티티 컨소시엄 내에서 관리하는 데 비용이 더 많이 들고 성가신 경향이 있으며, 새로운 DeFi 생태계에 대한 접근성 부족입니다. 빠르게 성장하고 있으므로 프라이빗 블록체인의 매우 수익성 있는 자산 클래스입니다. 논의된 L2 확장성 솔루션은 많은 L2 솔루션이 영리한 암호화를 사용하는 사실상 중앙 집중식 데이터베이스이기 때문에 이더리움 메인넷의 사각 못을 기업 보안, 개인 정보 보호 및 규정 준수 요구 사항의 원형 구멍에 맞출 수 있는 기회를 제공할 뿐만 아니라 DeFi 자산의 세계에 액세스할 수 있습니다. DeFi 자산 클래스를 통해 메인넷 네트워크 효과가 엔터프라이즈 솔루션으로 넘어갈 수 있도록 하는 클래스. 이는 자산 및 사용자 성장을 통해 이더리움 메인넷과 L2의 엔터프라이즈 사용 사례 간에 새롭고 공생적인 관계를 만듭니다.

이 블로그 시리즈의 다음 기사에서는 이더리움 메인넷의 보안 보장과 활기찬 생태계를 활용하는 L2 솔루션에 대한 새롭고 흥미로운 엔터프라이즈 사용 사례에 대해 자세히 알아볼 것입니다.

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