zk-롤업이란 무엇인가요?

블록체인 확장성이 낮으면 속도가 느려지고 거래 수수료가 높아지며 사용자 경험이 나빠집니다. 이는 계층 1(예: 샤딩) 및 계층 2(예: 롤업) 솔루션으로 잠재적으로 해결될 수 있습니다. 그 중 zk-롤업은 계층 2에서 영지식 증명이라는 암호화 기술을 사용하는 롤업 구현 유형입니다. 영지식 증명을 통해 기본 데이터를 공개하지 않고도 검증이 가능하므로 거래 개인 정보 보호 및 보안이 보장됩니다.

블록체인 확장성을 위한 경쟁

가상자산이 더욱 광범위하게 채택됨에 따라 블록체인 네트워크의 확장성 문제를 해결하는 것이 필수적이게 되었습니다 . 블록체인이 혼잡하면 속도가 느려지고 거래 수수료가 높아집니다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 레이어 1 솔루션과 레이어 2 솔루션이라는 두 가지 기본 프레임워크를 가지고 있습니다.

• 레이어 1 솔루션 : 이 솔루션은 블록체인의 기본 구조를 직접적으로 개선하여 전체 시스템이 더 높은 처리량을 경험할 수 있도록 합니다. 샤딩이 대표적인 예입니다. 블록체인을 별개의 섹터로 분할함으로써 시스템 용량을 늘리고 동시 트랜잭션 처리를 허용합니다.
• 레이어 2 솔루션 : 이 솔루션은 블록체인 위에서 작동합니다. 레이어 2에서는 트랜잭션이 오프체인으로 처리되고 일괄적으로 기본 체인에 커밋됩니다. 주요 기술에는 상태 채널, 사이드체인 및 롤업이 포함됩니다. zk-롤업은 영지식 증명을 활용하는 롤업의 한 형태입니다 .

zk-롤업이란 무엇인가요?

zk-롤업을 이해하려면 롤업과 영지식 증명을 이해하는 것이 중요합니다. 

롤업이란 무엇인가요?

롤업을 사용하면 블록체인이 거래 데이터를 하나로 묶어 오프체인에서 처리할 수 있게 됩니다. 처리가 되면 최종 결과가 기본 체인에 정식으로 커밋됩니다. 많은 트랜잭션을 동시에 처리하면 블록체인이 팽창할 가능성이 줄어들고 더 빠르고 저렴한 계산이 가능해집니다. 롤업은 낙관적 롤업과 zk-롤업이라는 두 가지 범주로 분류됩니다.

• 낙관적 롤업 : 낙관적 롤업은 롤업된 모든 트랜잭션이 합법적이라는 가정 하에 작동합니다. 거래는 블록체인에 커밋되기 전에 대기 기간을 거칩니다. 이 대기 기간 동안 네트워크에서 의심스러운 거래에 이의를 제기할 수 있습니다. 낙관적 롤업의 예시로 옵티미즘, 아비트럼 등이 있습니다.
• zk-롤업 : 낙관적 롤업과 달리 zk-롤업은 영지식 기반 유효성 증명을 통해 모든 단일 트랜잭션을 검증합니다. 구현하기가 더 복잡하지만 zk-롤업은 낙관적 롤업에서 볼 수 있는 분쟁 해결 기간을 우회하고 이론적으로 트랜잭션을 더 빠르게 처리할 수 있습니다.

이제 영지식 증명에 대해 살펴보겠습니다.

영지식 증명이란 무엇인가요?

영지식 증명 (ZKP)은 진술에 대한 복잡한 세부 정보를 공개하지 않고도 한 당사자(증명자)가 다른 당사자(검증자)에게 특정 진술이 사실임을 증명할 수 있도록 하는 암호화 도구입니다.

ZKP에는 세 가지 특성이 있어야 합니다.

1. 완전성(Completeness) : 진술이 사실이고 양측 모두 진실이라면 증거는 항상 그 진실성을 확인합니다.
2. 건전성(Soundness) : 거짓된 증명자는 아주 드문 상황을 제외하고는 거짓 진술의 타당성에 대해 정직한 검증자를 설득할 수 없어야 합니다.
3. 영지식(Zero-Knowledge) : 가장 중요한 특징입니다. 프로세스가 끝나면 검증자는 진술에 대한 다른 정보를 얻지 않고 진술의 유효성만 학습합니다.

그렇다면 ZKP는 어떻게 작동할까요? 방법론은 세 단계로 나눌 수 있습니다.

• 증인(Witness) : 첫 번째 단계에서 증명자는 비밀 정보, 즉 "증인"을 검증자에게 제공합니다. 여기서의 아이디어는 증명자가 어떤 정보에 대해 명시적으로 언급하지 않고도 특정 데이터에 접근할 수 있다는 것을 검증자에게 증명하는 것입니다. 증인은 합법적인 증명자만이 답변할 수 있는 정보에 대한 일련의 질문을 설정합니다.
• 도전 : 이 단계에서 검증자는 세트에서 무작위 질문을 선택하여 증명자에게 도전합니다.
• 응답 : 증명자는 검증자의 질문에 성공적으로 답변하여 신뢰성을 입증합니다. 

이제 우리는 롤업과 ZKP가 무엇인지 알았습니다. 이것들을 모아서 zk-롤업이 어떻게 작동하는지 이해해 봅시다.

zk-롤업은 어떻게 작동하나요?

zk-롤업에는 두 가지 핵심 구성 요소가 있습니다.

• 온체인 계약 : 스마트 컨트랙트는 zk-롤업 프로토콜이 작동하는 규칙을 정의합니다. 이는 주요 계약과 검증자 계약으로 구성됩니다. 주요 계약은 롤업 블록을 저장하고 예금을 추적하며 중요한 업데이트를 수행합니다. 검증자 계약은 생성된 ZKP를 검증합니다.
• 오프체인 가상 머신 : 이 머신은 L2의 기본 Ethereum 블록체인에서 벗어나 트랜잭션 실행을 처리합니다. 오프체인 가상 머신은 이더리움 체인과 독립적으로 작동합니다.

zk-롤업은 비록 독특한 계층에 있기는 하지만 이더리움 블록체인과 복잡하게 얽혀 있습니다. 그들은 매 순간마다 모든 거래의 세부사항을 남기는 것으로 이더리움을 넘치게 하지 않는 대신, 번들 요약을 제공하여 기본 레이어를 깔끔하고 효율적으로 유지합니다.

zk-롤업 사용의 장단점

그렇다면 zk-롤업을 사용하면 어떤 이점이 있을까요?

zk-롤업의 장점

• 처리량 증가 : zk-롤업은 트랜잭션 실행을 기본 계층에서 보다 효율적인 컴퓨팅 환경으로 오프로드합니다. 트랜잭션은 온체인에서 개별적으로 처리되지 않으므로 전체 처리량이 향상됩니다.
• 혼잡 감소 : zk-롤업은 블록체인 팽창을 줄여서 레이어 1이 효율적일 수 있도록 돕습니다. 전체 노드는 전체 데이터 대신 영지식 증명만 저장하면 됩니다.
• 수수료 절감 : 혼잡 감소로 인해 zk-롤업은 전체 수수료를 줄이는 데 도움이 됩니다.
• 보안 측정 : zk-롤업에는 롤업 네트워크에 문제가 있는 경우에도 사용자가 자금을 인출할 수 있는 보안 조치가 포함되어 있으며, 이는 네트워크 장애 시 자금을 손상시킬 수 있는 사이드체인에 비해 뚜렷한 이점입니다.
• 더 빨라진 트랜잭션 챌린지 기간 : zk-롤업을 사용하면 롤업 내의 유효성 증명만 확인하면 되므로 트랜잭션 챌린지 기간이 단축됩니다.

zk-롤업의 단점

• 복잡성 : zk-롤업의 가장 큰 단점은 본질적인 복잡성입니다. 낙관적 롤업보다 실행하기가 훨씬 더 복잡합니다.
• 기본 계층의 제약 : 효율성에도 불구하고 zk-롤업은 여전히 ​​기본 기본 계층의 제한 사항에 묶여 있습니다.
• 유동성 단편화 : 모든 레이어 2는 생태계에서 유동성의 분산을 초래합니다. 기본 계층 프로토콜의 유동성이 낮으면 잠재적인 문제가 발생할 수 있습니다.

낙관적 롤업과 zk-롤업 비교

낙관적 롤업과 zk-롤업이 어떤 관계에 있는지 살펴보겠습니다.

마치며

확장성은 종종 블록체인 기술의 "성배"로 여겨집니다. 시스템이 최적으로 작동하지 않으면 사용자는 불편을 겪습니다. 낙관적 롤업과 zk-롤업은 이 오랜 문제에 대한 우아한 솔루션을 제공했습니다. 독특한 접근 방식을 갖춘 zk-롤업은 더 빠른 속도, 더 적은 트래픽 및 강력한 보안을 약속합니다. 분명 복잡하지만 잠재력은 엄청납니다. 가상 자산의 미래에 관심이 있고 더 나은 성능을 필요로 하는 사람은 그 방법인 zk-rollup에 대해 숙지해야 할 것입니다.