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by 디스프레드 Feb 23. 2023

옵티미스틱 롤업과 EIP-4844

레이어-1 탈피에 대한 기폭제

본 아티클은 2022년 12월 19일 ROK Capital 애널리스트 McKenna가 작성한 ‘Optimistic Rollups & EIP-4844: The catalyst for the Layer-1 Exodus’의 번역본입니다.

Optimistic Rollups & EIP-4844: The catalyst for the Layer-1 Exodus

확장성과 레이어-2 관련 기초 지식

이더리움이란 글로벌 튜링 완전한 스테이트 머신으로, 전체 체인의 역사를 검증하고 원장을 업데이트 하도록 상태 변화 (State Transition)를 실행하는 컨센서스 참여자 네트워크로 구동됩니다. 그리고 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup)과 zkEVM과 같은 레이어 2의 등장 이전의 레이어 1은 확장성 트릴레마 (Trilemma)라고 하는 오랜 난제에 의하여 트랜잭션 처리 능력과 대중화 간의 심각한 마찰을 겪어왔습니다. 블록 스페이스 경쟁으로 인해 수수료를 높게 지불하는 거래만이 처리가 되었고, 결국 네트워크 사용자 모두가 지불해야 하는 거래 비용은 계속해서 증가하는 결과가 초래되었습니다. 레이어 2의 역사를 이해하기 위해선 먼저 레이어 2 아키텍처가 왜 필요한지에 대한 명백한 동기인 확장성 트릴레마를 이해해야 합니다.

확장성 트릴레마

블록체인이 가지는 확장성이라는 한계점은 네트워크의 노드가 모든 트랜잭션을 저장하고 검증해야 한다는 것으로부터 시작됩니다. 이것이 바로 블록체인이 지구상에서 가장 느린 데이터베이스인 이유입니다. 대신 탈중앙성이라는 블록체인의 중요한 정신을 확보할 수 있었습니다.

따라서 블록체인은 Peer-to-Peer 네트워크 기반을 통해 컨센서스 참여자는 자유롭게 네트워크에 참여할 수 있고, 심지어 언제든지 떠나는 것이 가능하며, 언제나 원장의 상태를 업데이트 할 수 있습니다.

하지만 만일 네트워크가 처리량을 높이고 싶다는 이유로 모든 노드에게 높은 계산 능력을 요구한다면, 물리적으로 해당 조건을 만족하는 컨센서스 참여자의 범위는 줄어들 것이고 탈중앙성이 저하되는 결과를 초래합니다. 결국 그 어느 블록체인도 네트워크의 탈중앙성을 희생하지 않으면서 처리량을 높인다는 과제를 해결할 수 없었고, 우리는 이것을 확장성 트릴레마라 표현합니다.

확장성 트릴레마에 대한 레이어-2의 접근 방식

확장성 트릴레마라는 근본적인 문제에 봉착한 상태에서, 확장성을 개선하는 방법으로 현재 두가지의 솔루션이 제안되고 있습니다.

(1) 레이어-1의 상태를 샤드 (Shard)로 분할하여 전체 체인을 검증하는데 필요한 계산의 양을 줄이는 것으로 알려진 “샤딩 (Sharding)” 솔루션

(2) 트랜잭션을 외부의 연산 레이어에서 실행하나, 해당 레이어 또한 레이어-1에서 실행되는 것과 같은 수준의 보안을 제공하는 “레이어-2” 솔루션.

레이어 2 솔루션이란 정보를 압축하는 것으로 확장성을 향상시킨다고 생각하면 쉽습니다. 외부의 연산 레이어에서 발생한 상태 변화를 암호학적 증명을 통해 레이어 1으로 제출할 수 있다면, 모든 트랜잭션이 반드시 레이어 1에 배포될 필요가 없다고 생각해 볼 수 있습니다. 그리고 이 방법이 바로 “롤업 중심 로드맵 (rollup-centric roadmap)” 에서 소개된 이더리움 확장성 개선 전략입니다.

옵티미스틱 롤업, 영지식 롤업 그리고 zkEVM

롤업이라는 용어는 여러개의 트랜잭션을 하나로 묶고, 해당 트랜잭션 집합에 의한 상태 변화의 증거를 제공하는 프로세스를 지칭합니다. 모든 트랜잭션을 각각 개별적으로 검증하는 것이 아닌 검증 가능한 단일 증명으로 말아올리는(롤업) 것입니다. 정보를 압축함으로써 이더리움 레이어 1에서 트랜잭션 유효성 검사에 필요한 데이터 크기을 크게 줄이는 방법입니다.

일반적으로 트랜잭션은 156바이트로 구성되며, 그 중 정보가 가장 무거운 부분은 디지털 서명입니다. 그리고 레이어-2는 각 트랜잭션을 개별적으로 검증할 필요가 없으며 다발로 만든 트랜잭션의 집합을 암호학적 증명으로 검증할 수 있도록 하는 솔루션입니다.

현재 존재하는 두 가지 다른 형태의 레이어-2 아키텍처를 간략히 설명해 보겠습니다.

옵티미스틱 롤업

게임 이론을 기반으로 트랜잭션 완결성을 달성하기 위해 만들어진 옵티미스틱 롤업의 어원은 다음과 같습니다;

옵티미스틱 롤업에 존재하는 모든 트랜잭션의 유효성은 즉시 보장되지 않지만, 선제적으로 낙관적인 (Optimistic) 판단에 따라 유효하다고 가정함.

즉 제안된 모든 블록과 트랜잭션 집합으로부터 발생한 모든 상태 변화를 증명하는 것이 아니라, 우선 현 상태가 올바른 것으로 가정하는 것입니다. 그리고 나서 7일 간 올바름이 가정된 트랜잭션 집합에 정말로 결함이 없는지를 확인하는 시간을 갖습니다. 이후 7일 간 이의가 제기되지 않는다면 상태 업데이트가 옵티미스틱 롤업의 형태로 완결되고 변경할 수 없게 됩니다.

[1]: Optimistic rollup architecture publishing state to Ethereums layer-1.

옵티미스틱 롤업의 블록 생산은 시퀀서 (Sequencer)에 의해 관리됩니다. 시퀀서는 레이어 2 블록을 생산하고(트랜잭션 순서 지정) 블록 내의 트랜잭션 세트에 의한 상태 변화를 실행하며, 최종적으로 사기 증명 (Fraud proof)이 가능한 형태로 데이터를 재구성한 후 이더리움 레이어 1에 제출합니다.

현재 옵티미스틱 롤업은 아비트럼을 운영하는 오프체인 랩스(Offchain Labs), 옵티미즘을 운영하는 PBC와 같이 네트워크를 개발하는 모회사가 시퀀서를 실행하는 형태로 단일 주체에 의해 구동되고 있습니다. 따라서 현재의 옵티미스틱 롤업은 극도로 중앙화되어 있으며 단일 주체를 신뢰해야 한다는 과제를 가지고 있지만, 두 네트워크 모두 런칭 직후인 극 초기 단계에 해당하기에 네트워크의 안전을 위한 조치입니다. 향후 시퀀서의 탈중앙화가 진행될 예정이며, 누구나 레이어-2 블록 생산에 참여함으로써 레이어-2 토큰 경제의 초석을 다지는 것에 일조할 수 있습니다.

영지식 롤업

영지식 롤업은 상태 변화를 검증할 수 있는 증거를 제공한다는 점에서, 상태 변화가 유효하다고 가정한 후 사기 증명을 실시해야하는 옵티미스틱 롤업과의 분명한 차별점을 가집니다. 또한 영지식 롤업의 경우 영지식 증명을 통해 약 45분 정도의 시간으로 레이어-1에서 완결성을 갖출 수 있다는 점에서도 완결성을 갖추기까지 7일이 소요되는 옵티미스틱 롤업과 크게 대조됩니다.

현재 단계의 영지식 롤업이 직면한 주요 문제는 (1) EVM 동등성 (Equivalence), (2) 증명에 필요한 시간 및 비용입니다.

첫 번째 문제로 현존하는 스타크웨어(Starkware)와 같은 영지식 증명 기반 레이어 2는 EVM과 호환되지 않는다는 것입니다. EVM 옵코드(opcode)를 대표하는 솔리디티(Solidity)는 스타크웨어에 원활하게 포팅될 수 없으며 코드베이스를 카이로(Cairo) 프로그래밍 언어로 다시 작성해야 합니다. 따라서 프로토콜 개발자는 SNARKS/STARKS가 제공하는 뛰어난 확장성을 활용하고 싶다면 상당한 프로그래밍 부담을 짊어야한다는 과제가 뒤따릅니다. 이로부터 영지식 롤업의 궁극적인 비전 중 하나가 바로 EVM 동등성(Equivalence)를 달성하는 것으로 여겨지고 있습니다.

두번째 문제로는 현재 상태 변화의 유효성을 증명하기 위한 시간 및 비용이 완전히 최적화되어 있지 않다는 것인데, 이에 대한 새로운 영지식 셋업 및 최적화 하드웨어 등 다양한 개발이 진행되고 있습니다.

zkEVM

zkEVM은 확장성 솔루션 중에서도 모두가 간절히 바라는 성배이자, 현재까지 이 산업에서 대두되는 가장 어려운 공학적 문제 중 하나입니다. zkEVM은 영지식 증명의 계산에 사용하기 위한 산술 회로 (Arithmetic Circuit)에 EVM (Ethereum Virtual Machine)을 완전히 통합시키는 것을 목표로 하고 있습니다.

일반적으로 영지식 롤업은, 연산이 올바르게 실행되었다는 증거를 보여주기 위한 영지식 증명을 실현하는 프로그램에 대해 일일이 맞춤형 산술 회로를 구축해야 합니다. 그러나 zkEVM은 EVM 내에 모든 옵코드를 완전히 구현함으로써 맞춤형 산술 연산 회로 없이도 EVM에서 스마트 컨트랙트 연산이 올바름을 증명할 수 있습니다. 즉 개발자 압박이 크게 완화됩니다.

[2]: EVM Stack trace displaying solidity source code and the EVM opcode execution.

또한 zkEVM은 영지식 롤업의 두번째 과제인 증명 시간을 줄이기 위해 최선을 다하고 있으며 Poseidon 해시 함수라고 불리는 영지식에 최적화된 암호화 해시 함수, Polynomial commitments, Lookup tables, Recursive zero-knowledge proofs, 영지식에 최적화된 하드웨어 등 수 많은 최첨단의 암호학적 기술을 요구하고 있습니다. 뿐만 아니라 Scroll, zkSync, Polygon 처럼 다수의 개발 팀이 EVM 동등성을 지닌 산술 회로를 만들고자 노력하고 있습니다.

현재 상태에서는 해당 확장성 솔루션의 코드베이스는 지나치게 커서 공격의 여지가 크게 노출되어 있습니다. 따라서 zkEVM은 네트워크가 안전하게 작동하는 지에 대한 충분한 테스트 기간을 가질 것이며, 긴 시간을 필요로 할 것입니다. 따라서 한동안은 아비트럼 및 옵티미즘과 같은 옵티미스틱 롤업이 스크롤(Scroll), 지케이싱크(zkSync)와 같은 영지식 롤업 기반 메커니즘을 상회할 것으로 예상할 수 있습니다.

레이어-2 아키텍처의 모듈성

블록체인의 원장 상태 업데이트가 각 역할군을 담당하는 여러개의 시스템이 맞물려서 구동되는 일련의 메커니즘이 되자 엔지니어 간 일체형(Monolithic) 아키텍처와 모듈러 아키텍처에 대한 논쟁이 불거지고 있습니다.

모듈러 진영은 하나의 소프트웨어가 하나의 기능을 담당하고 이를 탁월히 수행해내는 방식을 채용하는 UNIX 철학을 준수합니다. 각 모듈은 쉽게 임포트되고 재사용될 수 있고, 엔지니어는 이미 쓰이고 있고 테스트가 완료된 모듈을 사용하여 반복 작업을 최소화할 수 있기에 개발적 부담을 줄이는데 큰 도움이 됩니다. 그리고 동일한 원리가 블록체인에도 활용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예시를 옵티미즘 베드락(Bedrock) 아키텍처에서 살펴볼 수 있습니다.

옵티미즘 베드락 (Optimism Bedrock)

옵티미즘은 최근 레이어 2 롤업을 모듈식 스택으로 볼 수 있다는 개념과 함께 베드락 아키텍처를 소개했습니다. 모듈성은 시스템을 설계하거나 반복 작업에 관한 여러 이점을 제공합니다. 하지만 먼저 모듈식 베드락 아키텍처를 구성하는 레이어에 관하여 알아봅시다.

합의 레이어 (Consensus Layer)

합의 레이어는 현재의 상태와 페이로드(payload)를 실행 레이어로 전송하는 데이터 가용성 (Data Availability) 레이어 역할을 담당합니다. 데이터 가용성은 정산 레이어(settlement layer)에 가장 중요한 항목으로, 결함 증명 시스템 (Fault proving system)이 상태 변화를 올바르게 증명하기 위해 증명자가 과거 상태 및 페이로드를 사용하여 상태 변화를 재구성할 수 있어야 합니다. 그리고 데이터 가용성이 보장되지 않으면 시스템의 보안을 손상시키는 잠재적인 악의적 상태 변경을 걸러낼 수 없습니다.

옵티미즘 베드락은 이전에 일체형 레이어 2 아키텍처에서 사용되었던 옵티미즘 가상 머신(OVM) 대신 Geth와 Prysm과 같은 전통적인 이더리움 클라이언트를 사용합니다. 합의 레이어와 실행 레이어를 분리하면, 합의 레이어 클라이언트에 크게 의존하는 EIP-4844를 원활하게 통합할 수 있는 토대가 마련됩니다.

실행 레이어 (Execution Layer)

실행 레이어는 스마트 컨트랙트가 실행되는 가상 환경이며, 옵티미즘의 경우 실행 환경은 이더리움 가상 머신(EVM)입니다. 따라서 이미 레이어 1에 배포된 스마트 컨트랙트는 코드베이스를 수정하지 않고도 옵티미즘에 원활하게 배포될 수 있고, 개발자는 부담 없이 확장성을 누릴 수 있습니다. 실행 레이어는 상태 변화를 실행하는 역할을 담당하며, 다음과 같이 표현할 수 있습니다;

STF(prev_state, payload) ⇒ next_state

여기서 prev_state는 레이어-2의 현재 상태이고 payload는 현재 블록에 포함된 트랜잭션의 집합으로, EVM 내부에서 페이로드가 실행된 후의 상태를 나타내는 post_state를 생성합니다.

그리고 실행 레이어가 모듈화되었으므로 합의 또는 결제 레이어를 변경하지 않고도 실행 환경을 변경할 수 있습니다. 이 내용이 왜 강력한지 설명하자면, EVM에서는 작동하지 않지만 비트코인의 UTXO와 같은 실행 모델에서 작동할 수 있는 옵티미스틱 롤업을 만들 수 있다는 것을 의미합니다. 즉, 비트코인이 이더리움에서 옵티미스틱 롤업이 될 수 있다는 것입니다.

정산 레이어 (Settlement Layer)

정산 레이어는 트랜잭션 완결성이 달성되는 레이어입니다. 옵티미스틱 롤업을 기준으로 하면 잘못된 상태 업데이트를 분간하기 위한 결함 증명 시스템에 해당합니다. 베드락 아키텍처는 캐넌(Canon)이라 불리는 새로운 결함 증명 시스템을 도입했습니다.

정산 레이어를 모듈화하면 완결성을 달성하는 데 사용되는 시스템을 원활하게 변경할 수 있습니다. 실제로 베드락 아키텍처는 결함 증명 시스템을 유효성 증명으로 대체함으로써 옵티미스틱 롤업이 영지식 롤업으로 전환될 수 있는 발판을 마련합니다.

EIP-4844

상기했듯이 이더리움은 탈중앙성을 희생하지 않으면서 확장성을 추구하기 위해 롤업 중심의 로드맵을 쫓고 있습니다. 그리고 옵티미스틱 롤업은 이미 2021년 12월부터 메인넷이 운영되고 있으며 가장 프로덕트를 확고하게 제공하고 있는 확장성 솔루션입니다.

영지식 롤업의 경우 EVM 동등성을 달성하지 못했거나 이제 막 메인넷에 배포된 상태가 전부이며, 이전에 옵티미스틱 롤업이 겪었던 것과 마찬가지로 제한된 연산능력으로 한정된 테스트 기간을 거치게 될 것입니다. 따라서 그 기간 동안 옵티미스틱 롤업이 선봉대장이 되어 레이어 1에 데이터를 담기 위한 가스 비용을 줄여 처리량을 늘리고 유저의 부담을 낮추는 과제를 해결해야 합니다.

현재 상태의 옵티미스틱 롤업은 레이어 2에서 실행 및 저장 비용의 절감을 달성해내고 있지만, 데이터 가용성 준수를 위해 레이어 1에 데이터를 게시하는데 있어서는 여전히 유저에게 비용적 부담으로 작용하고 있습니다.

데이터는 콜데이터 옵코드 (calldata opcode)를 사용하여 이더리움 레이어 1에 게시되므로, 아비트럼과 옵티미즘은 모두 Zlib, Brotli compression algorithm과 같은 콜데이터 압축 알고리즘을 구현해 왔습니다. 그리고 옵티미즘의 베드락 아키텍처의 콜데이터 압축은 현재 이론적 한계에 가까워졌으며, EIP-4844 구현 전의 L1 트랜잭션 비용은 달성 가능한 최소값에 도달했다는 것을 의미합니다.

[3]: Transaction fees for Ethereum-based rollups.

EIP-4844는 새로운 트랜잭션 유형을 통해 이더리움 레이어 1에 데이터를 게시하는 방식을 변경하는 것을 목표로 하는 이더리움 개선 제안으로, 레이어 2 트랜잭션 가스 수수료를 최소 20배 절감할 수 있을 것으로 예상됩니다. 해당 새로운 트랜잭션은 ‘Blob-carrying 트랜잭션’으로 알려져 있습니다. 블롭 트랜잭션은 콜데이터를 사용하여 이더리움 레이어 1에 데이터를 게시하는 것이 아닌, 실제로 비콘 체인 노드 합의 레이어에 저장되어 약 14~30일 동안 지속됩니다. 옵티미스틱 롤업의 경우 확인 기간인 7일 동안 데이터를 사용할 수 있어야 하지만, 트랜잭션이 완결되면 데이터 가용성을 위한 블롭 데이터를 유지할 필요가 없으므로 합의 노드에서 지워버릴 수 있습니다.

[4]: EIP-4844 Beacon nodes storing EIP-4844 Blob Data.

EIP-4844의 최초 목적은 콜데이터 옵코드의 가스 비용을 10배 줄여 이더리움 레이어 1에 데이터를 게시하는 비용을 대폭 저렴하게 만드는 것이었습니다. 그러나 이는 평균 블록 크기를 증가시켜 노드 하드웨어 요구 사항을 증가시키고, 데이터가 실행 레이어에 저장되기 때문에 노드가 이 데이터를 영원히 저장해야 하여 프루닝(Pruning) 형태가 존재하지 않습니다.

대신 프로토-댕크샤딩(Proto-danksharding)이 합의 클라이언트가 다운로드해야 하는 비콘 체인의 합의 레이어에 블롭 데이터를 저장하며, 이는 ‘블롭 스페이스’로 분류됩니다. 블롭 스페이스는 레이어-2 데이터 가용성을 위해 블롭 데이터 저장 기간이 지나면 데이터 프루닝의 대상이 됩니다. 해당 방법은 실행 레이어에 데이터를 영구적으로 저장해야하는 컨센서스 클라이언트의 유지보수를 보다 용이하게 만들어줍니다.

요약하자면 EIP-4844는 이더리움 머지 이후 첫 번째 하드포크인 상하이 하드포크에 포함될 것으로 예상되며, 이를 통해 비콘 체인에 스테이킹된 $ETH를 출금할 수 있고 레이어 2 거래 비용을 최소 20배 이상 크게 절감할 수 있을 것으로 기대됩니다. 그리고 EIP-4844가 이더리움 롤업 중심 로드맵의 실현 및 대중상용화를 위한 진정한 촉매로 작용할 것으로 기대합니다.

EIP-4844는 옵티미스틱 롤업에 있어 머지 트레이딩(Merge trade)이라 할 수 있습니다. 그리고 그 이유에 대하여 아래에서 레이어 2에 대한 전반적인 논지를 다루면서 설명을 이어가겠습니다.

레이어-2 논제 (Thesis)

레이어 2의 역사, 아키텍처의 다양한 접근 방식, 그리고 곧 출시될 EIP-4844를 간략히 살펴보았으니, 이것들로부터 무엇을 도출해 냈는지에 대해 간결한 논제를 구성해 보겠습니다:

이번 하락장 직전 크립토 시장의 성장 사이클에서 두드러졌던 레이어 1 간의 힘싸움이 발생한 것으로부터, 온체인 유저는 기본적으로 낮은 거래 수수료를 추구한다는 것을 알 수 있었습니다. 그리고 이더리움은 확장성 제한과 네트워크의 탈중앙화의 트레이드 오프를 희생하지 않으려는 원칙을 지키고 있습니다.

이더리움 레이어 1은 옵티미스틱 롤업에 대한 분쟁 해결 및 zk롤업에 대한 영지식 증명을 제출받는 데이터 가용성을 위한 레이어가 될 것이라고 생각합니다. 따라서 사용자들이 낮은 트랜잭션 수수료를 추구하고 레이어 1이 데이터 가용성/증명 레이어가 될 것이므로 레이어 1의 실제 이전과 같은 온체인 활동은 (디앱 사용 등) 시간이 지남에 따라 감소하고 0으로 향하는 추세가 될 것으로 예상할 수 있습니다.

현재 이더리움 TVL (총 예치 금액)은 239.5억 달러, 옵티미즘과 아비트럼 TVL은 각각 5.35억, 9.26억 달러에 달합니다. 사용자는 낮은 거래 수수료를 추구하고 유동성은 사용자를 추구하기 때문에 시간이 지남에 따라 자본이 이더리움 레이어 1에서 일부 레이어 2 네트워크로 이동할 것으로 예측할 수 있습니다.

EIP-4844는 옵티미스틱 롤업에서 트랜잭션 수수료를 최소 20배까지 낮출 것으로 예상되는 레이어 2 논제의 핵심에 해당하며, EIP-4844 이후 옵티미스틱 롤업으로의 자본 이탈이 가속화될 것으로 예상됩니다. 장기적으로는 향후 5년 이내에 이더리움 레이어 1 TVL의 70%가 레이어 2로 옮겨갈 것으로 예측하고 있습니다. 또한 레이어 2가 신규 사용자를 온보딩하는 표준 네트워크가 될 것이며, 중앙화 거래소 혹은 제3자의 온보딩 프로세스가 성숙해짐에 따라 신규 온체인 유저는 이더리움 레이어 1과 거의 상호작용하지 않게 될 것으로 예상합니다.

이더리움 머지(The Merge) 이후 포트폴리오 구성의 핵심 질문은 어떤 자산이 이더리움보다 더 나은 성과를 낼 수 있을까 일 것입니다. 이더리움 발행량이 약 90% 감소하고 네트워크 수요가 높은 기간에는 이더리움이 EIP-1559의 기본 수수료 소각으로 디플레이션이 발생한다는 점을 고려하면 사실 이 질문은 답하기 어려운 질문입니다.

다른 레이어 1의 경우 현재 밸리데이터를 위한 발행량이 많아 매년 시장에 더 많은 공급이 이루어지고 있어, 토크노믹스가 열악하다고 보고 있습니다. 이제 레이어 1 힘싸움 트렌드가 지나갔고, 크립토 시장 참가자는 이더리움에 관심으로 쏟고 있으며 궁극적으로는 롤업 중심의 로드맵이 완전히 실현되면서 이더리움은 다음 단계의 대중상용화를 준비하는 과정에 있다고 생각합니다. 위와 같은 이유로 저희는 연율 상 레이어 2는 이더리움의 시장 수익률을 상회하는 강한 베타를 갖게 될 것이라고 생각합니다.

[5]: Ethereum supply post-merge.

레이어 2의 미래

시퀀서 탈중앙화

현재 시점에서 레이어 2의 시퀀서는 네트워크를 개발한 당사자들로 구성되어 중앙화 되어 있습니다. 아비트럼의 경우 오프체인 랩스, 옵티미즘의 경우 옵티미즘 PBC가 그 주체들 입니다. 이들은 현재 고도로 중앙화 된 레이어 2 시퀀서의 유일한 운영자입니다. 그러나 네트워크가 아직 초기 런칭 단계이며 공격의 여지가 많은 새로운 연산 레이어이기에 탈중앙화는 점진적으로 실행해야 한다는 여론은 매우 큰 공감을 받고 있습니다.

시퀀서의 탈중앙화는 누구나 네이티브 L2 토큰을 스테이킹하여 지분 증명 메커니즘에 참여하고, 누구나 캐넌 결함 증명 시스템을 사용하여 악의적인 행동과 잘못된 상태 변화를 포스팅하지 못하도록 슬래싱(slashing)을 부과하는 시스템을 통해 이루어질 가능성이 높습니다. 그리고 시퀀서의 탈중앙화를 전제로 실현 가능한 레이어 2 토크노믹스를 추측해볼 수 있습니다.

트랜잭션 수수료: 레이어 2의 트랜잭션 수수료 중 일부는 시퀀서에 스테이킹하고 참여하는 사람들에게 지급될 수 있으며, 이는 시퀀서 역할을 더욱 탈중앙화하기 위한 직접적인 경제적 인센티브가 될 수 있습니다.

MEV: 레이어 2 블록을 구성하는 과정에서 트랜잭션 순서를 재구성하는 MEV 서비스가 제공되며, 수익의 일부가 블록 생성자에게 분배될 수 있습니다.

스테이킹 보상: 시퀀서 역할에 참여하는 사람들은 정직한 행동에 대한 보상으로 L2 네이티브 토큰을 받게 됩니다. 스테이킹을 하고 블록 생성에 참여하는 사람들에게는 토큰 인플레이션의 일부가 지급됩니다.

MEV Protection

프론트러닝 및 샌드위치 공격과 같은 좋지 않은 형태의 MEV(Maximum Extractable Value)를 제거하자는 논의가 활발한 현재, 트랜잭션이 검증되고 레이어 2 블록에 추가될 때까지 트랜잭션을 보호하는 타임록 암호화 트랜잭션 메커니즘을 구현하자는 이야기가 있습니다. 타임록 암호화 시스템은 다음과 같이 작동합니다:

유저가 트랜잭션을 암호화하고 타임록 퍼즐과 함께 키를 생성

트랜잭션 + 타임록 퍼즐 + 유효성 증명이 시퀀서로 전송

시퀀서가 유효성 증명을 검증하고 선착순으로 암호화된 트랜잭션을 배치

시퀀서가 키로 타임록 퍼즐을 풀고 트랜잭션을 복호화합니다.

간단히 설명하자면 시퀀서는 트랜잭션의 내용을 볼 수 없으므로, 네트워크 유저로부터 가치를 추출하기 위해 블록에서 트랜잭션의 순서를 재구성하는 MEV를 실행할 수 없게됩니다. 이로 인해 지연 시간은 증가하지만 프론트러닝 및 샌드위치 공격과 같은 좋지 않은 형태의 MEV가 완전히 제거할 수 있습니다. 지케이싱크(zkSync)는 이미 해당 MEV Protection 방식에 관심을 표명했습니다.

레이어-3 앱체인

레이어 2 모듈화는 앱체인의 가능성을 열어주는 창구가 됩니다. 이제 프로젝트는 오리지널 옵티미즘 레이어 2의 시퀀서를 계승하는 자체 ‘옵체인(opchain)’을 배포할 수 있습니다. 다양한 프로젝트가 자체적인 옵체인을 생성하여 ‘슈퍼체인’으로 알려진 상호 연결된 옵체인 네트워크를 구성할 수 있습니다.

슈퍼체인은 오리지널 레이어 2 시퀀서를 사용하기 때문에, 옵체인의 상호 운용성에 필수적인 완전한 크로스체인 아토믹 트랜잭션을 적용할 수 있습니다. 이러한 유형의 아키텍처에 대한 논지는 일반적으로 옵체인이나 앱체인(appchain)은 이더리움의 일체형 레이어 1의 한계점인 다른 디앱의 성능에 영향을 받는 것을 원치 않는다는 것입니다. 따라서 코스모스가 제안한 애플리케이션별 롤업 또는 자주적 체인이 실제로 미래에 구현될 수 있습니다.

또한, 지케이싱크는 커스터마이징이 가능하고 무신뢰 기반으로 연결된 블록체인인 ‘하이퍼체인’을 개발 중이며, 이는 지케이싱크의 레이어 2 zkEVM 확장성 솔루션으로 구동됩니다. 개발자는 이더리움 자체의 보안을 계승하면서 자신의 체인을 커스터마이징할 수 있습니다. 하이퍼체인을 구동하는 데이터 가용성 솔루션과 온체인 프라이버시, 토큰 이코노미 설계를 체인 자체에 맞추는 것과 같은 옵션에서 커스터마이징을 수행할 수 있습니다. 이러한 레이어 3 앱체인은 ‘하이퍼브리지’로 상호 연결됩니다.

자주적 체인이 각자 상호 연결되어 전체를 아우르는 하나의 생태계를 구현하는 것을 목표로 하고있는 코스모스 생태계처럼, 이더리움 레이어 2 확장성 솔루션도 같은 방향으로 나아가고 있습니다.

[6]: zkSync Layer-3 HyperChain Architecture

요약

레이어 2는 이더리움 확장성 로드맵의 핵심입니다. 레이어 1 끼리 힘싸움을 했던 이전 사이클은 이더리움이 대중상용화를 위한 확장성을 제때 갖추지 못한 결과였습니다. 옵티미스틱 롤업은 이제 초기 런칭 단계에서 벗어나 콜데이터 압축 알고리즘을 통해 거래 수수료를 계속 낮추고 있습니다.

EIP-4844는 옵티미스틱 롤업의 즉각적인 확장성을 실현할 수 있는 궁극적인 촉매입니다. 레이어 2 거래 수수료가 크게 감소할 것으로 예상되는 만큼, 옵티미즘과 아비트럼 모두에 유저 및 유동성이 유입될 것으로 기대할 수 있습니다.

이더리움은 가장 큰 개발자 커뮤니티와 최고의 개발자 툴을 갖춘 명실상부한 최대 스마트 컨트랙트 블록체인입니다. 이러한 개발자들이 기존의 디앱 혹은 새로 개발한 디앱을 옵티미즘 롤업으로 포팅하여 사용자의 가스 비용 절감의 수혜를 입을 것으로 예상합니다.

향후 3년 간 대부분의 온체인 활동이 옵티미스틱 롤업에서 발생할 것으로 예상되며, 따라서 유동성과 온체인 활동이 더 저렴한 거래 환경을 추구하기 위해 기본 레이어 1을 떠나는 경향을 보이면서 옵티미스틱 롤업은 막대한 가치를 창출할 수 있는 포지션을 잡을 것으로 기대합니다.