ZkEVM이 이더리움 생태계를 어떻게 개선할 수 있습니까?

ZkEVM이 이더리움 생태계를 어떻게 개선할 수 있습니까?

작성: CoinUnited.io 리서치팀

15 Apr 2023

3분 소요

Kenny Li는 영지식 증명 기술을 기반으로 하는 프로그래밍 가능한 프라이버시 계층 1 프로토콜인 Manta Network의 저자이자 공동 설립자입니다.

Ethereum의 ZkEVM은 분산 앱(DApp)을 지원하기 위해 zk-rollup의 기능을 확장합니다.

이더리움 생태계를 개선하기 위해 zkEVM은 ZKP를 활용하는 신규 및 현재 이더리움 애플리케이션을 모두 간단하게 배포할 수 있도록 합니다.

2014년 이더리움 네트워크가 처음 제안되었을 때 ZKP 기술은 고려되지 않았습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 ZKP는 점점 더 유명해졌으며 블록체인 산업의 중심 무대가 될 것으로 예상됩니다. 따라서 ZKP 기술을 Ethereum의 가상 머신과 통합하려는 시도는 더욱 심각해졌습니다. zkEVM이 무엇인지 이해하기 위해 먼저 zkEVM의 두 가지 기본 아이디어인 zk-rollups 및 EVM을 빠르게 살펴보겠습니다.

메인 체인 외부의 여러 트랜잭션 실행은 단일 트랜잭션으로 결합되고 확장성 솔루션인 롤업의 일부로 메인 네트워크로 다시 전송됩니다. 단일 거래를 확인하는 대가로 롤업 내부의 거래는 압축되어 이더리움 플랫폼의 이더리움 메인넷으로 전송됩니다. 이더리움 메인넷은 롤업에서 트랜잭션 데이터를 검증하고 정산 서비스를 제공합니다. ZKP 기술은 정보 자체를 공개하지 않고 정보의 진위 여부를 확인할 수 있는 암호화 메커니즘으로 zk-rollup에 사용되며 이는 일종의 로우입니다. Zk-롤업은 상태 차이(예: 사용자 계정 상태 변경)와 유효성 증거만 있으면 되며 전체 거래 데이터를 이더리움 메인넷에 게시할 필요가 없기 때문에 가스 비용을 낮춥니다. ZKP 암호화는 암호화 기술을 사용하여 증명을 확인하고 무신뢰를 설정하여 zk-롤업의 보안을 제공합니다. 이것은 낙관적 롤업과 같은 다른 롤업과 구별됩니다. 이 롤업의 보안은 경제 게임 이론에서 비롯되고 도전자는 인센티브에 의해 구동되는 반면 나쁜 행위자는 예상 손실로 인해 인센티브가 감소합니다.

이더리움 계정 시스템과 스마트 컨트랙트는 상태 머신인 EVM에 의해 관리됩니다. EVM은 각 스마트 계약 실행 후 한 상태에서 다른 상태로 전환됩니다. 한 블록에서 다음 블록까지 새롭고 유효한 상태를 계산하는 공식은 EVM에 의해 정의됩니다. Merkle Patricia Trie 데이터 구조는 현재 이더리움의 상태를 묘사하고 누구나 현재 블록에서 제네시스 블록까지 트랜잭션 데이터의 흔적을 따라갈 수 있도록 합니다. 각 노드는 Ethereum을 유지하는 데 사용되는 합의 메커니즘 덕분에 정확한 현재 상태를 볼 수 있습니다.

ZKP는 기본적으로 EVM에서 지원되지 않습니다. 모든 정보가 정확하다는 증거를 제시하면서 zkEVM은 이더리움 상태의 연속성을 보장하고자 합니다. 이러한 방식으로 이러한 절차의 계산에 사용되는 많은 요소가 확인되는 동안 보안 및 개인 정보가 유지됩니다. 시작 상태에서 시작하여 모든 트랜잭션을 계산한 다음 해당 ZKP로 업데이트된 상태를 출력합니다. 이 증거는 유효성 검사기 스마트 계약으로 전송되어 각 트랜잭션을 별도로 확인할 필요 없이 원래 상태와 새 출력의 정확성을 모두 검사합니다. zkEVM은 EVM을 기반으로 하기 때문에 개발자는 ZKP 개발 작업을 수행할 필요 없이 이더리움 DApp 및 스마트 계약을 zkEVM으로 간단히 전송할 수 있습니다. 이전에 zkEVM 없이 가능했던 낮은 토큰 스왑 및 지불 외에도 zkEVM을 사용하면 zk-롤업이 스마트 계약을 실행할 수 있습니다. EVM의 호환성 기능으로 인해 개발자는 zkEVM이 제공하는 향상된 보안을 활용하면서 기존 EVM 프로그래밍 언어인 Solidity를 사용하여 새로운 제품을 구축할 수 있습니다. 사용자는 향상된 보안 및 개인 정보 보호를 즐기면서 동일한 DApp 및 잘 알려진 도구를 계속 사용할 수 있습니다.

"EVM 호환"이라는 용어는 Solidity 프로그래밍 언어를 사용하여 생성된 DApp의 배포를 지원하는 블록체인의 기능을 나타냅니다. Ethereum 네트워크에서 작동하는 스마트 계약을 만들기 위해 Solidity가 만들어졌습니다. 실제로 이더리움 개발자는 이더리움에서 코드를 복사하여 붙여넣기만 하면 거의 또는 전혀 수정하지 않고 기존 DApp을 다른 EVM 호환 체인에 배포할 수 있습니다. 사용자의 경우 이더리움 주소는 EVM과 호환되는 모든 체인 주소와 동일합니다. 현재 EVM과 호환되는 주요 체인은 Polygon, BNB Chain 및 Avalanche C-Chain입니다. EVM 등가성을 EVM 호환성으로 착각해서는 안 됩니다. 이는 DApp 개발자의 관점에서 레이어 2 롤업이 레이어 1 이더리움과 상당히 유사하다는 것을 의미합니다. 사용자의 이전 컴퓨터와 새 컴퓨터가 모두 Apple 운영 체제에서 실행되는 경우 EVM 동등성은 운영 체제 비교를 위해 Apple Cloud를 사용하여 파일 및 설정을 복원하는 것과 유사합니다. 반대로 EVM 호환성은 새 시스템이 Windows 운영 체제로 변경될 때마다 이전 파일과 기본 설정을 복구하기 위해 원본 데이터를 클라우드 스토리지를 통해 가져와 변환해야 합니다.

ZKP 기술은 이더리움에서 지원하도록 의도되지 않았기 때문에 EVM을 사용하여 ZKP를 직접 생성하고 검증하는 것은 상당히 느립니다. 상황에 따라 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 그러나 EVM 호환성과 ZKP 효과 사이의 균형을 맞추는 것이 필요합니다. 블록체인 트릴레마와 마찬가지로 각각 ZKP 성능 효율성과 EVM 호환성 간에 다양한 장단점이 있습니다.

Enshrined Rollup이라고도 하는 Type 1 zkEVM의 체인 상태 및 트랜잭션은 합의 수준에서 이더리움과 동일합니다. 그들은 Ethereum 실행 클라이언트와 직접 상호 작용하고 블록을 상호 검증할 수 있습니다. 이더리움 자체는 이더리움 메인넷에 바로 추가될 수 있는 Type 1 zkEVM으로 인해 더 확장 가능합니다. ZKP의 단점은 효율성이 매우 낮고 검증을 위해 많은 계산이 필요하다는 것입니다. 최고의 zkEVM 유형은 ZK 효율성이 높은 유형 또는 유형 1입니다. 현재 이러한 종류의 zkEVM에 대해 많은 프로젝트가 구축되거나 조사되고 있습니다.

유형 2는 Ethereum이 아니지만 EVM과 완전히 동일합니다. 데이터 구조(예: 블록 구조 및 상태 트리) 측면에서 Ethereum과 다르며 ZK 친화적이지 않은 여러 스택 작업을 삭제합니다. Ethereum의 현재 개발 인프라, 디버깅 도구 및 DApp과 완벽하게 호환됩니다. 바이트코드 수준 등가성은 증명 시간을 간신히 단축할 수 있습니다. 유형 2의 명백한 단점은 높은 비용, ZK 시너지 부족, 낮고 비용이 많이 드는 효율성입니다.

유형 2의 장점과 단점은 가스 가격이 다소 낮은 유형 2.5와 공유됩니다.

Type 2를 기반으로 사용하는 Type 3은 ZK 효율성 향상을 위해 호환성을 더 포기합니다. 프리컴파일을 포함하여 zkEVM에서 구현하기 어려운 기능을 삭제하기 때문에 이 기능에 의존하는 DApp에서 사용되는 일부 코딩을 변경해야 합니다.

zkEVM 구현의 주요 목표는 스마트 계약 실행 중에 ZKP 계산을 지원하여 DApp을 모든 EVM 호환 프로토콜로 확장하는 것입니다. 그러나 ZKP의 용도는 여기서 끝나지 않습니다. ZKP 기술이 Web2 사용 사례에서 작동할 가능성이 있습니다. ZKP는 다양한 Web2 사용 사례와 함께 사용되어 Web3 앱을 보다 매끄럽고 사용자 친화적으로 만들 수 있습니다. 또한 기존 인터넷 브라우저를 사용하는 데 익숙한 사용자가 Web3에 액세스할 수 있으므로 Web3 채택이 촉진됩니다.

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