Verkle Trees와 STARKs: Ethereum 무상태 검증을 위한 두 가지 궁극적인 방법 중 어느 것이 더 나을까요?

Ethereum네트워크는 데이터 저장 및 검증 요구 사항이 증가함에 따라 상태 비저장 검증으로 발전할 수 있습니다. 공동 창립자 비탈릭 부테린은 이러한 전환을 위한 두 가지 솔루션으로 버클 트리(Verkle trees)와 STARK를 제안했습니다.

두 접근 방식 모두 블록 검증을 더욱 효율적이고 접근하기 쉽게 만들지만, 보안, 효율성 및 구현 복잡성 측면에서 장단점이 있습니다.

STARK는 Verkle Trees의 대안으로서 어떤 평가를 받을까요?

Ethereum 공동 창립자 비탈릭 부테린이 네트워크의 미래에 대해 설명하는 또 다른 블로그 게시물을 올렸습니다 . 부테린은 이번 게시물에서 노드가 전체 Ethereum 상태를 저장하지 않고도 블록을 검증할 수 있는 스테이트리스 검증에 초점을 맞췄습니다. 그는 The Verge와의 인터뷰에서, 초기에는 검증에 필요한 연산량을 줄여 것이 목표 Ethereum 프로토콜의 효율성을 높이는 였다고 설명했습니다 . 하지만 이제는 SNARK를 사용하여 체인을 검증하는 것이 목표라고 덧붙였습니다

Verkle 트리와 STARK는모두 블록 검증에 필요한 계산량을 줄이는. 한편, SNARK(간결한 비대화형 지식 논증) 또한 Ethereum의 미래에 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.

베르클 트리는 노드가 간결한 증명을 생성하여 Ethereum 블록을 검증할 수 있도록 해주므로, 노드가 전체 상태를 저장해야 하는 필요성을 줄여줍니다. 그러나 베르클 트리는 미래의 양자 컴퓨팅 환경에서 잠재적인 한계에 직면할 수 있습니다. 그는 복잡한 기술이 이제 훨씬 더 실현 가능해졌으며, 베르클 트리를 아예 건너뛸 수도 있다고 생각합니다.

한편, 더 버지는 두 가지 주요 목표를 가지고 있습니다. 첫 번째는 Ethereum 거래 검증을 위해 노드가 저장해야 하는 데이터 양을 줄이는 것입니다. 두 번째는 검증에 필요한 연산 능력을 매우 낮춰 모바일 기기와 스마트워치도 네트워크에 참여할 수 있도록 하는 것입니다.

어떤 방식을 Ethereum 택하든 목표는 증가하는 데이터 규모. 비탈릭 부테린은 "원시 상태 데이터는 매년 약 30GB씩 증가하고 있으며, 개별 클라이언트는 트라이를 효율적으로 업데이트하기 위해 추가 데이터를 저장해야 합니다."라고 말했습니다.

스테이트리스 검증 배포를 통해 노드 설정을 간소화하는 방법

특히, 의 규모 Ethereum스테이커들이 노드를 설정하고 업그레이드하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 데이터 가 커지면서 이러한 이유로 비테린은 모든 데이터를 저장하지 않고도 노드가 블록을 검증할 수 있도록 하는 스테이트리스 검증 방식을 제안했습니다. 이 방식은 노드가 상태 값과 암호화 증명을 포함하는 증인(witness)을 사용하여 블록을 검증할 수 있도록 합니다. 그러나 스테이트리스 검증이 효율적으로 작동하려면 Ethereum의 현재 머클-패트리샤 트리 구조를 대체해야 합니다. 현재 구조는 간결하고 검증하기 쉬운 증명을 생성하는 데 적합하지 않기 때문입니다.

하지만 무상태 검증은 버클 트리(Verkle Tree) 또는 STARK 알고리즘을 사용하는데, Ethereum? 두 방식 모두 장단점이 있습니다. 버클 트리는 타원 곡선 기반 벡터 커밋먼트를 사용하여 증명 크기를 줄일 수 있지만, 미래의 양자 컴퓨팅 공격에 취약할 수 있습니다. 또한 Ethereum아키텍처에서 구현하기가 더 쉽습니다. 반면 STARK 알고리즘은 버클 트리의 2.6MB에 비해 증명 크기가 약 100~300kB로 더 작고, 증명 시간도 더 빠를 가능성이 있습니다. 하지만 더 많은 연산 능력이 필요하며, 아직 에는 어떤 방식이 더 적합할까요 현재 에 Ethereum시스템 완전히 통합되지 않았습니다

Ethereum 블록 검증뿐만 아니라 멤풀, 포함 목록, 라이트 클라이언트와 같은 다른 애플리케이션에서도 더 빠르고 효율적으로 작동해야 합니다. 이러한 모든 사용 사례는 계좌 잔액이나 거래 유효성 등을 검증하기 위해 많은 수의 증명을 필요로 하는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 STARK 증명 대신 더 간단한 머클 브랜치를 사용할 수 있습니다. 비탈릭 부테린은 머클 브랜치가 업데이트 가능하며 이러한 장점이 있을 수 있다고 언급했습니다.

한편, Ethereum 합니다 커뮤니티는 남은 과제들을 해결해 나가야 . 비테린에 따르면, 여기에는 EIP-4762를 통한 가스 비용 분석이 포함됩니다. 이 분석에서는 스테이트리스 클라이언트의 가스 수수료 변경이 Ethereum. 미치는 영향을 살펴볼 것입니다 스테이트리스로의 전환은 복잡하기 때문에 전환 과정 자체에 대한 테스트도 필요합니다. 또한, 포세이돈과 같이 아직 테스트가 덜 된 새로운 STARK 친화적 해시 함수의 보안 분석도 필요하다는 지적이 있습니다 . SHA256과 같은 새로운 해시 함수 및 증명 시스템에 대한 보안 분석 역시 ​​중요한 단계입니다.

Ethereum 고려해야 할 것이다. 암호화 기술을

부테린에 따르면, Verkle, STARK (보수적인 해시 함수 사용), 그리고 새로운 해시 함수를 사용하는 세 가지 알고리즘에는 각각 장단점이 있습니다. 그는 Verkle 트리가 배포에 가장 적합하지만 양자 컴퓨팅에 대한 내성이 부족하고 SNARK와 같은 고급 시스템에서 검증하기가 더 어렵다고 설명합니다.

해시 기반 접근 방식(STARK)은 노드 간 동기화 시간을 단축할 수 있지만, 이 기술은 여전히 ​​더 많은 개발과 보안 분석이 필요합니다. 베르클 트리는 또한 손쉬운 업데이트가 가능하지만( 멤풀 및 포함 목록에 유용함), 특정 고급 암호화 증명(SNARK)에는 사용하기가 더 어렵습니다.

이러한 상충 관계를 해결하기 위해 비탈릭 부테린은 양자 컴퓨팅에 안전한 대안 으로 격자 기반 머클 트리를 제안했습니다. 그러나 이를 현재 Ethereum 구조에 통합하는 것은 복잡할 것입니다. 또 다른 옵션은 다차원 가스를 도입하여 평균적인 경우와 최악의 경우 사이의 효율성 격차를 줄이는 것입니다. 즉, 다차원 가스를 사용하면 Ethereum 극단적인 경우에 필요한 해시 횟수를 줄일 수 있습니다. 이를 통해 Ethereum 시간을 늘릴 수 있습니다 상태 루트 계산을 다음 블록으로 미루고 증명 생성에 사용할 수 있는 .

방안은 Ethereum 스토리지 부담 문제를

비테르 부테린의 블로그는 현재 EVM의 유효성 증명이 보안 및 증명 시간 측면에서 어려움에 직면해 있음을 강조합니다. Ethereum의 확장성과 탈중앙화 과제는 이더 증명 생성의 어려움 해결과도 밀접하게 관련되어 있습니다 . EIP-4444는 클라이언트의 데이터 저장 부담을 줄이기 위해 상태 비저장 검증 및 기록 만료 기능을 구현할 것을 제안합니다. 또한 , 현재의 유효성 증명은 속도와 효율성을 향상시키기 위한 최적화가 필요합니다. 부테린은 이러한 과정을 가속화하기 위해 병렬화 및 고급 하드웨어 사용 과 같은 전략을 제안합니다

더 버지는 무상태성 및 효율적인 검증에 초점을 맞춰 Ethereum. STARK 호환성은 PoS 네트워크의 확장성을 확보하기 위한 여러 업그레이드에 중요한 요소가 될 것으로 알려져 있습니다. 에 혁신적인 변화를 가져올 것입니다 이러한 기술들을 구현하는 데에는 여러 가지 과제와 장단점이 존재합니다.