비탈릭 부테린, 이더리움의 롤업 중심 로드맵이 트릴레마를 해결하는 3가지 방법 설명

이더리움은 주요 전환점인 머지를 통해 확장성에 집중해 왔습니다. 공동 창립자 비탈릭 부테린은 다시 한 번 이 주제를 다루며, 로드맵이 이제 롤업 중심이라고 강조했습니다.

이는 이더리움이 샤딩과 레이어 2 프로토콜에만 집중하지 않으며 메인 레이어에 중요한 역할을 한다는 것을 의미합니다. 신뢰성 없는(trustless) 상태와 상호 운용성 달성은 이 목표를 위한 또 다른 필수 과제입니다. 이러한 모든 작업은 확장성, 네트워크 보안 및 탈중앙화를 유지하면서 수행되어야 합니다.

이더리움은 롤업 중심의 로드맵에 집중하고 있습니다

이더리움 공동 창립자 비탈릭 부테린 2023년 로드맵을 다시 검토하여 네트워크의 미래를 논의했습니다. 그는 이더리움의 확장 계획이 샤딩과 레이어 2 프로토콜에서 롤업 중심의 로드맵으로 진화했으며, 이것이 현재 초점이라고 말했습니다. 부테린은 롤업이 이더리움 메인 레이어와 L2 간에 작업을 분할할 것이라고 설명했습니다.

EIP-4844와 같은 업그레이드로 인해 이더리움 L1은 이제 더 많은 데이터를 처리하고 있으며, 다양한 롤업(L2)이 샤드처럼 작동한다고 공동 창립자는 설명했습니다.

그는 또한 이더리움이 롤업 기반 확장 솔루션의 개발을 완료하고 네트워크의 보안과 탈중앙화를 유지하면서 과제들을 해결해 나갈 것이라고 말했습니다.

한편, 이더리움의 확장성과 효율성을 개선하기 위한 일련의 업그레이드를 의미하는 서지는 4가지 주요 목표를 할당받았습니다.

첫 번째 목표는 레이어 1과 레이어 2를 합쳐 초당 거래 처리량(TPS)을 100,000+로 높이는 것입니다. 두 번째는 메인 네트워크의 탈중앙화와 견고성을 보존하는 것입니다.

세 번째는 일부 L2가 이더리움의 핵심 기능인 신뢰성 없는 상태, 개방성, 검열 저항성을 완전히 계승하도록 보장하는 것입니다. 마지막으로 L2 간 최대 상호 운용성을 촉진하여 이더리움이 분할된 별도의 블록체인이 아닌 하나의 생태계처럼 느껴지도록 하는 것입니다.

이러한 목표를 달성하기 위해 부테린은 확장성 트릴레마를 깨는 것이 어렵지만 불가능하지 않다고 명확히 했습니다. 부테린은 탈중앙화, 확장성, 보안의 트릴레마를 해결하기 위한 2가지 접근 방식을 제시했습니다.

첫 번째 접근 방식은 SNARKs를 사용한 데이터 가용성 샘플링으로, 노드가 데이터가 사용 가능하고 계산이 정확함을 확인할 수 있게 합니다. SNARKs(간결한 비대화식 지식 증명)는 신뢰성 없는 상태이며 검증의 필요성을 제거합니다. 다음 접근 방식은 Plasma 아키텍처로, 이는 스마트하고 인센티브 호환적인 방식으로 거래 처리 및 데이터 검사를 사용자에게 오프로드하는 것을 포함합니다.

PeerDAS 구현에는 트레이드오프가 따릅니다

부테린은 트릴레마를 해결하려면 SNARKs와 Plasma와 같은 고급 방법과 단순한 소프트웨어 수정만으로는 부족하다고 제안합니다. 이를 통해 PeerDAS 및 기타 개선 사항도 네트워크 전반에 데이터를 분산시켜 이더리움을 더 확장 가능하게 만드는 것을 목표로 합니다.

Dencun 업그레이드는 12초 슬롯당 375 kB의 데이터를 도입하여 데이터 가용성을 개선했지만, 부테린은 여전히 거래 수를 제한한다고 말합니다.

Peer Data Availability Sampling의 경우 데이터 포인트의 '블롭'을 사용합니다. 이더리움 노드는 이러한 샘플의 하위 집합만 사용하여 전체 블롭을 재구성합니다. 그런 다음 1D 샘플링에서는 각 노드가 방송되는 데이터의 특정 부분을 청취합니다. 노드는 모든 데이터를 다운로드하지 않고도 데이터 샘플을 공유할 수 있습니다.

안녕 @VitalikButerin, 매우 유익한 기사입니다. 다만 몇 가지 질문이 있습니다.
롤업과 EIP-4844가 ETH를 확장하는 방법이라면, DAS는 탈중앙화를 해치지 않으면서 어떻게 신뢰성 없는 상태를 유지할 수 있나요? 그리고 모든 L2가 자신만의 작은 실로가 되면 어떻게 되나요? ETH는…

— Zeerabets (@Zeerabets) 10월 17, 2024

이더리움 공동 창립자는 PeerDAS가 노드가 자신의 서브넷 외부의 다른 노드에서 샘플을 요청할 수 있게 한다고 설명했지만, 로컬 서브넷을 사용하는 SubnetDAS를 사용하는 더 보수적인 접근 방식도 있다고 말했습니다.

이를 통해 해당 블로그는 슬롯당 데이터를 16MB로 늘리는 것이 목표이며, 이는 초당 약 58,000건의 트랜잭션(TPS) 처리라는 잠재적 처리량으로 이어질 수 있다고 강조합니다. 부테린은 “궁극적으로 우리는 더 나아가 2D 샘플링을 수행하고자 합니다. 이는 블롭 내부뿐만 아니라 블롭 간에도 무작위 샘플링을 수행하는 방식입니다.”라고 작성했습니다.

부테린은 다음 단계로 PeerDAS를 출시한 후 블롭 수를 늘리는 것이라고 강조했습니다. 그러나 장기적인 목표는 reportedly 1D DAS를 넘어 2D 데이터 가용성 샘플링(DAS)을 개발하여 블롭 내부와 블롭 간 모두에서 샘플링을 가능하게 하는 것으로 알려져 있습니다.

부테린은 또한 이더리움이 KZG 증명 수학적 기법에서 벗어나 양자 내성 및 신뢰 설정이 필요 없는 대안인 더 발전된 STARKs를 모색해야 한다고 보고 있습니다.

한편 이더리움은 2D DAS와 1D DAS 중 선택해야 합니다. 두 경우 모두 효율성과 단순성 간에 트레이드오프가 존재합니다. 전자는 가장 높은 확장성을 제공하지만 더 복잡하며, 후자는 관리가 더 쉽지만 데이터 용량이 낮습니다.

하지만 부테린은 플라즈마(Plasma)가 DAS에 대한 필요성을 줄일 수 있다고 지적합니다. 이 경우 트레이드오프는 이더리움 아키텍처의 변화로, 데이터 처리에 대한 사용자 의존도가 증가하게 됩니다. 부테린은 또한 데이터 압축 기술이 구현되면 고급 2D DAS에 대한 필요성이 줄어들 수 있다고 제안합니다.

이더리움은 데이터 압축 기술을 살펴볼 수 있습니다.

데이터 압축은 온체인 각 트랜잭션의 크기를 줄여 확장성을 개선하는 것을 목표로 합니다. 이더리움은 제로바이트 압축, 서명 집계 등 다양한 압축 방법을 사용할 수 있으며,
주소를 포인터로 대체하고 트랜잭션 값에 대한 사용자 정의 직렬화를 적용할 수 있습니다.

사용된 방법에 관계없이 이 기술은 바이트 단위로 각 트랜잭션을 작게 만들어 동일한 데이터 공간에서 훨씬 더 많은 트랜잭션을 처리하려는 것입니다.

이는 이점이 되지만 이 경우에도 트레이드오프가 존재합니다. 예를 들어 부테린은 데이터 압축을 위해 BLS 서명으로 전환해야 하는데, 이는 주요 개발이 필요하다고 설명합니다. 주소를 포인터로 대체하는 것도 클라이언트 코드 측면에서 복잡합니다. 전반적으로 이러한 변경은 트랜잭션 검증이나 감사 과정을 더 어렵게 만들 수 있으며, 전체 트랜잭션 데이터에 의존하는 도구들에게 문제를 야기할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 부테린은 현재 모든 확장성 솔루션이 다양한 측면에서 어려움을 겪고 있다고 설명합니다. 따라서 플라즈마 확장성 솔루션은 오프체인에서 블록을 게시하고 해당 블록의 머클 루트를 온체인에 배치하는 연산자를 활용함으로써 강력한 솔루션이 될 수 있습니다.

물론 이를 프로덕션에 도입하는 것은 여전히 거대한 과제입니다. L2 증명 시스템에 대한 의존성 달성 또한 이더리움이 직면한 또 다른 문제입니다. 부테린은 대부분의 롤업이 보안 위원회의 존재로 인해 완전한 탈중앙화(Trustlessness)를 결여하고 있다고 말합니다.

주요 목표가 스테이지 2(Status) 달성에 있으므로, 부테린은 공식 검증 기법과 다중 증명 시스템 생성, 그리고 멀티시그 메커니즘 도입을 제안합니다. 고급 L2 증명 시스템은 레이어 1의 MEV 스트레스를 줄이는 데 도움이 되므로, 결과적으로 확장성이 달성될 것입니다.

이러한 발전들 중 크로스 L2 상호운용성 개선은 여전히 중요합니다. 부테린은 L2와 L1 간의 더 나은 상호작용이 이더리움의 전반적인 사용성을 향상시킬 것이라고 말합니다. 다른 제안된 변경 사항들과 달리 상호운용성은 단일 기술 업그레이드가 아닙니다. 그러나 이는 이더리움의 장기적 확장성 로드맵에 필수적입니다.