비탈릭 부테린: 이더리움 종국의 전투

저자：Vitalik Buterin

번역：Block unicorn

특별히 Optimism과 Flashbots의 많은 사람들에게 이 글에 대한 논의와 아이디어를 감사드리며, Karl Floersch, Phil Daian, Alex Obadia의 피드백과 검토에 감사드립니다.

일반적인 "대 블록체인"을 고려해 보세요 ------ 매우 높은 블록 빈도, 매우 큰 블록 크기, 초당 수천 건의 거래, 그러나 또한 매우 집중화되어 있습니다: 블록이 너무 커서 수십 개 또는 수백 개의 노드만이 완전 참여 노드를 운영할 수 있으며, 블록을 생성하거나 기존 체인을 검증할 수 있습니다. 적어도 제 기준으로, 이러한 체인을 신뢰할 필요 없이 검열 저항이 가능하게 하려면 어떻게 해야 할까요?

합리적인 로드맵은 다음과 같습니다:

• 자원 요구가 낮은 제2계층 담보를 추가하여 분산 블록 검증을 수행합니다. 하나의 블록 내 거래는 100개의 버킷으로 나뉘며, 각 버킷 뒤에는 Merkle 또는 Verkle 트리 상태 루트가 있습니다. 각 제2계층 스테이커는 무작위로 하나의 버킷에 할당됩니다. 블록은 각 버킷에 할당된 최소 2/3의 검증자가 서명할 때만 수락됩니다.

• 사용자에게 블록 유효성을 직접(그리고 저렴하게) 검증할 수 있도록 사기 증명 또는 ZK-SNARK를 도입합니다. ZK-SNARK는 블록 유효성을 직접 암호화하여 증명할 수 있습니다; 사기 증명은 더 간단한 솔루션으로, 블록에 유효하지 않은 버킷이 있는 경우 누구나 해당 버킷의 사기 증명을 방송할 수 있습니다. 이는 무작위로 할당된 검증자 위에 또 다른 보안 계층을 제공합니다.

• 데이터 가용성 샘플링을 도입하여 사용자가 블록 가용성을 검증할 수 있도록 합니다. DAS 검증을 사용하여, 경량 클라이언트는 무작위로 선택된 일부 블록을 다운로드하여 블록이 게시되었는지 검증할 수 있습니다.

• 검열을 방지하기 위해 제2계층 거래 채널을 추가합니다. 한 가지 방법은 제2계층 스테이커가 다음 주요 블록에 포함되어야 할 거래 목록을 제출하도록 허용하는 것입니다.

이 모든 작업을 마친 후 우리는 무엇을 얻을까요? 우리는 여전히 블록 생산이 집중된 체인을 얻지만, 블록 검증은 신뢰가 필요 없고 매우 분산되어 있으며, 전용의 검열 저항 마법이 블록 생산자가 검열을 수행하는 것을 방지할 수 있습니다. 이는 미학적으로 다소 추하게 보일 수 있지만, 우리가 찾고 있는 기본 보장을 제공합니다: 주요 이해관계자(블록 생산자)가 공격이나 검열을 의도하더라도 그들이 할 수 있는 최악의 일은 완전히 오프라인이 되는 것이며, 이 경우 체인은 거래를 수락하지 않게 되고, 커뮤니티가 자원을 모아 정직한 주요 이해관계자 노드를 구축할 때까지 기다려야 합니다.

이제 Rollup의 가능한 장기 미래를 고려해 보세요…

특정 Rollup을 상상해 보세요 ------ Arbitrum, Optimism, Zksync 또는 완전히 새로운 것 ------ 그들이 노드 구현을 설계하는 데 매우 잘하고, 충분히 강력한 하드웨어를 제공하면 실제로 초당 10,000건의 거래를 처리할 수 있습니다. 이를 위한 기술은 원칙적으로 잘 알려져 있으며, 몇 년 전 Dan Larimer와 다른 사람들이 이미 구현했습니다: 실행을 하나의 CPU 스레드로 분리하고, 비할 데 없이 저렴한 비즈니스 로직을 실행하며, 많은 다른 스레드가 비싼 비즈니스 로직을 실행합니다. 그러나 고도로 병렬화된 암호학. 또한 이더리움이 데이터 가용성 샘플링을 통해 샤딩을 구현하고, 64개의 샤드 간에 해당 집계의 체인 상 데이터를 저장할 공간이 있다고 상상해 보세요. 그 결과, 모든 사람이 이 집계로 이전하게 됩니다. 그 세계는 어떤 모습일까요?

다시 한 번, 우리는 블록 생산이 집중된 세계를 얻지만, 블록 검증은 신뢰가 필요 없고 매우 분산되어 있으며, 검열 제도는 여전히 차단됩니다. 집계 블록 생산자는 많은 거래를 처리해야 하므로 이는 진입 장벽이 높은 시장이지만, 그들은 무효 블록을 밀어낼 수 없습니다. 블록 가용성은 기본 체인에 의해 보장되며, 블록 유효성은 집계 논리에 의해 보장됩니다: ZK 집계인 경우 SNARK가 보장하며, 어딘가에 정직한 참여자가 사기 증명 노드를 운영하는 한, 낙관적인 집계는 안전합니다(그들은 Gitcoin 보조금으로 보조할 수 있습니다). 또한 사용자는 항상 체인 상 제2계층 포함 채널을 통해 거래를 제출할 수 있으므로 집계 정렬자도 효과적으로 검열할 수 없습니다.

이제 집계의 또 다른 가능한 장기 미래를 고려해 보세요…

어떤 집계도 대부분의 이더리움 활동과 성공적으로 일치할 수 없습니다. 반대로, 그들은 초당 몇 백 건의 거래 속도로 최고에 도달합니다. 우리는 이더리움의 다중 집계 미래를 얻었습니다 ------ Cosmos 다중 체인 비전이지만 데이터 가용성과 공유 보안의 기본 계층 위에 있습니다. 사용자는 종종 교차 집계 브리지를 통해 서로 다른 집계 간에 이동하며, 기본 체인에서 높은 수수료를 지불할 필요가 없습니다. 그 세계는 어떤 모습일까요?

우리는 모든 것을 가질 수 있을 것 같습니다: 분산 검증, 강력한 검열 저항, 심지어 분산 블록 생산, 왜냐하면 집계가 매우 작고 블록 생산을 시작하기가 쉽기 때문입니다. 그러나 블록 생산의 분산화는 지속되지 않을 수 있습니다, 왜냐하면 교차 도메인 MEV의 가능성이 있기 때문입니다. 여러 도메인에서 다음 블록을 동시에 구축할 수 있는 많은 이점이 있습니다: 두 개의 집계에서 거래를 하거나 하나의 집계와 기본 체인에서 거래를 하는 것에 의존하는 차익 거래 기회를 활용하는 블록을 생성할 수 있습니다. 또는 더 복잡한 조합도 가능합니다.

Western Gate에서 발견된 교차 도메인 MEV 기회

따라서 다중 도메인 세계에서 모든 도메인에서 블록 생산을 제어하는 동일한 사람은 엄청난 압박을 받습니다. 이는 발생하지 않을 수도 있지만, 발생할 가능성이 높으며, 우리는 이러한 가능성에 대비해야 합니다. 우리는 그것을 위해 무엇을 할 수 있을까요? 지금까지 우리가 아는 최선의 방법은 두 가지 기술을 결합하여 사용하는 것입니다:

• 집계는 각 시간 슬롯에서 블록을 경매하는 메커니즘을 구현하거나, 이더리움 기본 계층이 제안자/구축자 분리를 구현합니다(PBS)(또는 둘 다). 이는 최소한 블록 생산의 어떤 집중화 경향도 완전히 엘리트에 의해 포획되고 집중된 스테이킹 풀 시장이 블록 검증을 지배하지 않도록 보장합니다.

• 집계는 검열 저항 우회 채널을 구현하고, 이더리움 기본 도구 PBS의 반검열 기술을 구현합니다. 이는 잠재적으로 고도로 중앙화된 "순수" 블록 생산 시장의 승자가 거래를 검열하려고 할 경우, 검열을 우회할 방법이 있음을 보장합니다.

그렇다면 결과는 무엇일까요? 블록 생산은 집중화되고, 블록 검증은 신뢰가 필요 없고 매우 분산되어 있으며, 여전히 검열을 방지할 수 있습니다.

세 가지 경로가 동일한 목적지로 향합니다

그렇다면 이것은 무엇을 의미할까요?

확장 가능하고 안전한 장기 블록체인 생태계를 구축하는 데는 많은 경로가 있지만, 그것들은 모두 매우 유사한 미래를 향해 나아가는 것 같습니다. 블록 생산이 결국 집중화될 가능성이 높습니다: 집계 내 네트워크 효과 또는 교차 도메인 MEV의 네트워크 효과가 각기 다른 방식으로 우리를 이 방향으로 이끌고 있습니다. 그러나 우리가 할 수 있는 것은 위원회 검증, 데이터 가용성 샘플링 및 우회 채널과 같은 프로토콜 수준의 기술을 사용하여 이 시장을 "규범화"하고, 승자가 권력을 남용할 수 없도록 보장하는 것입니다.

이것은 블록 생산자에게 무엇을 의미할까요? 블록 생산은 전문 시장이 될 가능성이 높으며, 분야의 전문 지식은 서로 다른 분야를 넘나들 가능성이 높습니다. 좋은 Optimism 블록 생산자의 90%는 좋은 Arbitrum 블록 생산자를 만들고, 좋은 Polygon 블록 생산자, 심지어 좋은 이더리움 기본 계층 블록 생산자도 될 수 있습니다. 도메인이 많아지면 교차 도메인 차익 거래도 중요한 수익원이 될 수 있습니다.

이것은 이더리움에게 무엇을 의미할까요? 첫째, 고유한 불확실성이 존재하지만, 이더리움은 이 미래 세계에 적응하기에 매우 적합합니다. 이더리움 집계를 중심으로 한 로드맵의 깊은 이점은 이더리움이 모든 미래에 열려 있으며, 어떤 것이 반드시 승리할 것인지에 대해 의견을 제시할 필요가 없다는 것입니다. 사용자는 특정 집계에 매우 열망할까요? 이더리움은 기존의 로드맵을 따르며, 고용량 도메인이 필요로 하는 안전한 반사기 및 반검열 "갑옷"을 자동으로 제공하는 기본 계층이 될 수 있습니다. 고용량 도메인을 만드는 것이 기술적으로 너무 복잡한가요, 아니면 사용자가 다양성에 대한 큰 수요를 가지고 있나요? 이더리움은 또한 그 기본 계층이 될 수 있으며 ------ 그리고 매우 좋은 기본 계층이 될 수 있습니다, 왜냐하면 공동의 신뢰 뿌리가 집계 간에 안전하고 저렴하게 자산을 이전하는 것을 더 쉽게 만들기 때문입니다.

또한 이더리움 연구자들은 블록 생산에서 실제로 달성할 수 있는 분산화 정도를 진지하게 고려해야 합니다. 교차 도메인 MEV(심지어 하나의 집계에서 여러 샤드를 차지하는 교차 샤드 MEV)가 지속 가능하지 않게 만든다면, 고도로 분산된 블록 생산을 단순화하기 위해 복잡한 파이프라인을 추가하는 것은 가치가 없을 수 있습니다.

이것은 대 블록체인에게 무엇을 의미할까요? 그들은 신뢰할 필요 없고 검열 저항이 있는 것으로 변할 수 있는 경로를 가지고 있으며, 우리는 곧 그들의 핵심 개발자와 커뮤니티가 정말로 검열 저항과 분산화를 중시하는지, 그렇게 할 만큼 충분히 가치 있게 여기는지를 알게 될 것입니다!

이 모든 것이 완료되기까지는 수년이 걸릴 수 있습니다. 샤딩과 데이터 가용성 샘플링은 구현하기 복잡한 기술입니다. 사람들은 완전한 EVM을 실행하는 ZK-rollup에 자산을 안전하게 저장할 수 있도록 완전히 안심할 수 있는 수년간의 개선과 감사가 필요합니다. 교차 도메인 MEV 연구도 여전히 초기 단계에 있습니다. 그러나 확장 가능한 블록체인의 현실적이고 밝은 미래가 나타날 수 있으며, 이는 점점 더 명확해 보입니다.