비탈릭 부테린이 이더리움 '정화' 계획을 제시

이더리움의 창시자 비탈릭 부테린은 네트워크의 불필요한 무게를 제거하는 다음 단계를 발표했는데, 이를 '정화(The Purge)'라고 명명했습니다.

연재물의 다섯 번째 블로그 게시물에서 비탈릭은 블록체인 데이터 과부하를 제거하고 중복 기능을 배제하며 프로토콜을 간소화하는 치밀한 계획을 제시했습니다. 이더리움 네트워크는 오래된 거래와 복잡한 레거시 기능으로 인해 막혀 있습니다.

해결책은 무엇일까요? 비탈릭은 역사 및 상태 데이터를 정리하고, 프로토콜 기능을 단순화하며, 노드 운영을 더 쉽게 만들고자 합니다. 이러한 공격적인 결정은 이더리움의 급격한 데이터 성장에 대한 대응입니다.

현재 완전한 이더리움 노드를 실행하려면 실행 클라이언트 전용으로 1.1 테라바이트 이상의 저장 공간이 필요하며, 합의 데이터용으로는 추가 공간이 필요합니다.

거래와 계정이 쌓이면서 저장소 요구사항도 증가하여 병목 현상이 발생합니다. 변경 사항이 없다면 이더리움은 느려질 위험이 있으며, 새로운 클라이언트는 체인과 동기화하는 데 고통스러운 긴 시간이 소요될 수 있습니다.

히스토리 만료: 이더리움의 메모리 부하 축소

모든 노드가 과거에 기록된 모든 트랜잭션을 보유하는 대신, 비탈릭은 노드가 최근 데이터만 유지하도록 제안합니다. 역사적 블록, 이전 트랜잭션 및 영수증은 작은 조각으로 나누어 여러 노드에 분산됩니다.

비탈릭에게 히스토리 데이터는 토렌트 네트워크처럼 작동해야 합니다. 각 노드는 데이터의 일부를 저장하여 단일 노드가 모든 것을 보유하지 않아도 데이터 가용성을 보장합니다. “매년 수백 기바의 오래된 블록이 쌓이고 있습니다,”라고 그는 말했습니다.

모든 데이터를 노드가 보유하는 기존 모델은 이미 조정되었습니다. 프로브-오브-스테이크에 필수적인 컨센서스 블록은 6 개월 동안 저장되며, 더 큰 트랜잭션 데이터 블록인 블롭 (blobs) 은 18 일 후 사라집니다.

비탈릭의 새로운 제안인 EIP-4444 는 역사적 블록과 영수증에 대한 1 년 저장 한도를 추진합니다. 그의 최종 목표는 메르클 증명과 에러 수정 코딩을 사용하여 정확성을 보장하면서 각 노드가 역사의 일부만 저장하는 분산 네트워크를 만드는 것입니다.

이러한 분산 히스토리 저장은 이더리움의 데이터 신뢰성을 낮추지 않습니다. 비탈릭은 노드 수를 늘림으로써 데이터 사본이 네트워크 전체로 복제되어 역사의 각 단편이 충분히 보호될 것이라고 주장합니다. 

에러 수정 코딩은 블롭이 데이터 샘플링을 위해 사용 가능한 기술을 활용하여 회복 탄력성을 추가합니다. 비탈릭은 또한 포털 네트워크와 피어 투 피어 방식을 대안으로 제시하며, 이를 통해 중앙 집중식 저장소에 의존하지 않고도 이더리움이 데이터를 분산 관리할 수 있다고 강조합니다.

상태 만료: 데이터 영속성 제한

역사를 넘어, 비탈릭의 정화 작업에는 더 복잡한 존재가 포함됩니다: '상태 만료'입니다. 역사와 달리 상태 데이터(계정 잔액, 논스, 스마트 컨트랙트 저장소 등)는 만료하기 어렵습니다. 일단 생성된 상태 객체(ETH를 보유한 계정이나 컨트랙트의 저장소 슬롯 등)는 모든 트랜잭션에서 접근 가능합니다.

각 객체가 추가될 때마다 이더리움의 데이터는 성장합니다. 이를 통제하기 위해 비탈릭은 자동 만료를 제안하며, 최근 접촉되지 않은 데이터를 정리합니다. 핵심은 상태 만료와 이더리움의 영속성 사이의 균형을 맞추는 것입니다. 

그는 사용자들이 “5년 동안 사라졌다가 돌아와도 여전히 자금에 접근할 수 있어야 한다”고 믿습니다. 이 시스템은 효율성이 필요하며, 개발자를 위한 추가 연산이나 복잡한 모델이 없어야 합니다.

이더리움은 데이터를 유지하는 데对用户를 부과하는 “블록체인 렌트”나 데이터를 줄이기 위해 블록체인을 재설정하려는 “레제네시스”와 같은 다양한 시도를 해왔습니다. 하지만 어느 것도 성공하지 못했습니다.

두 가지 새로운 제안은 상태 데이터의 비대화(state bloat)를 타격합니다. 첫째는 “부분 상태 만료”입니다. 네트워크는 데이터를 청크로 나누어 최근 청크만 저장하고, 존재 증명을 위해 비활성 데이터의 작은 조각인 “스텁(stub)”을 보존합니다. 

청크가 삭제되면 사용자는 과거 데이터의 증명을 통해 이를 부활시킬 수 있습니다. 비탈릭 부테린의 설계 제안인 EIP-7736은 베클 트리(Verkle trees)와 “줄기-잎(stem-and-leaf)” 모델을 사용하여 데이터를 그룹화합니다. 6개월 동안 손대지 않은 데이터는 제거되고, 필요할 때 복원할 수 있는 스텁만 남습니다.

두 번째 아이디어는 주기와 기반 만료로, 상태 객체를 시간 단위로 구분합니다. 각 계정에는 '주소 주기'가 있으며, 가장 최근 두 주기의 데이터만 저장됩니다.

과거 데이터를 원할 경우 사용자는 메르클 증명을 제출하여 해당 데이터를 복원해야 합니다. 이러한 주기 기반 구조를 구현하려면 주소 형식을 변경하여 현재 20바이트 포맷에 버전 번호와 주기를 포함하도록 확장해야 합니다.

비탈릭은 호환성을 유지하기 위해 주소 공간 축소도 제안했습니다. 이제 남은 과제는 이 주기 시스템을 사용자가 이해하고 신뢰하도록 만드는 것이며, 동시에 이더리움의 핵심 약속인 가용성을 훼손하지 않는 것입니다.

기능 정리: 이더리움의 코드 복잡성 줄이기

정리의 마지막 단계는 프로토콜 복잡성에 대한 것입니다. 비탈릭은 

원래는 자발적인 상태 정리를 가능하게 했으나, 현재는 거의 사용되지 않으며 서비스 거부 공격 위험이 있습니다. 이더리움의 덴쿤 하드포크에서 이 오퍼코드가 약화되었으며, 비탈릭은 곧 이를 완전히 제거할 계획입니다.

기타 불필요한 기능으로는 구형 트랜잭션 타입, 중복 데이터 포맷, 그리고 엔디언이 혼합된 프로토콜 설정 등이 있습니다. 이러한 관습들은 개발을 혼란스럽게 하고 이더리움의 업그레이드를 어렵게 만듭니다.

비탈릭의 정리 목록에는 RLP에서 SSZ로 데이터 포맷을 전환하고, 블록 리소스를 더 잘 관리하기 위해 가스 규칙을 단순화하며, RIPEMD160, MODEXP, BLAKE와 같은 사용하지 않는 프리컴파일들을 제거하는 작업이 포함됩니다. 또한 그는 대부분의 노드가 저장 부담에서 해방될 수 있도록 이더리움을 스테이트리스 클라이언트 모델로 전환하는 것을 지지합니다.

이러한 변경 사항 중 일부는 계정 추상화를 필요로 하며, 이를 통해 사용자가 '기본 계정 EVM 코드'를 통해 레거시 트랜잭션 유형을 처리할 수 있게 됩니다. 비탈릭에 따르면 이는 이더리움 가상 머신 (EVM) 을 단순화하고 코드 크기를 줄일 것입니다. 장기적으로는 EVM 자체도 업그레이드될 수 있습니다.

그는 이더리움 개발자들이 RISC-V 또는 Cairo와 같은 새로운 실행 모델을 고려하거나, 코드 규칙을 표준화하기 위해 아마도 EVM 객체 형식 (EOF) 을 사용할 수도 있다고 설명했습니다. 

EOF 변경 사항은 모듈식 업그레이드를 가능하게 하기 위해 가스 규칙을 수정하고 특정 명령어를 금지하여 이더리움의 확장성을 높입니다. 이 형식은 개발자가 점진적인 개선을 할 수 있게 하여 궁극적으로 이더리움이 가볍게 유지되도록 도울 것으로 보고됩니다.

하지만 비탈릭은 또 다른 대안도 제시했습니다. 그는 비판자들이, “보다 급진적인 이더리움 단순화 전략은 프로토콜을 그대로 유지하되, 그중 상당 부분을 프로토콜 기능에서 계약 코드로 이동시키는 것입니다.”라고 말했습니다.