원작자: Namcios

비트코인은 곧 Zero Knowledge(ZK) 롤업을 얻을 예정입니다. 최근 두 가지 다른 프로젝트가 이러한 개발을 현실로 가져왔습니다. 이는 비트코인의 확장을 더욱 도울 수 있을 뿐만 아니라 이를 사용하기로 결정한 사용자에게 추가 개인 정보 보호를 보장할 수 있는 개발입니다.

Chainway는 지난주 개발자가 Sovereign 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 사용하여 롤업을 개발하기 위해 비트코인의 보안과 최종성을 활용할 수 있는 기술인 데이터 가용성(DA) 어댑터를 오픈 소스화한다고 발표했습니다. Sovereign은 개발자에게 다양한 유형의 롤업을 구축하기 위한 번들 서비스를 제공하는 반면 Chainway의 출시는 비트코인 ​​최초의 ZK 롤업을 활성화하는 것을 목표로 합니다.

Kasar Labs는 Taproot Wizards와 협력하여 우연히 동시에 비트코인용 DA 어댑터를 출시했습니다. 이 어댑터를 사용하면 개발자는 Madara 스택을 Bitcoin에 연결하여 StarkWare에서 만든 Cairo 프로그래밍 언어를 기반으로 Starknet 롤업을 실행할 수 있습니다.

ZK 롤업이란 무엇입니까?

롤업은 비표준 비트코인 ​​트랜잭션(예: 특정 사이드체인의 트랜잭션)을 기본 블록체인(예: 비트코인)의 블록으로 일괄 처리하고 게시합니다. 이는 이러한 트랜잭션을 확인하는 데 드는 계산 비용을 크게 줄이는 동시에 레이어 1 블록체인의 보안으로부터 어느 정도 이점을 얻습니다. 이런 의미에서 롤업 거래는 비트코인에 존재합니다. 그런 다음 사용자는 비트코인에 게시된 데이터를 해석하고 계정 잔액을 구축하는 방법을 알고 있는 해당 사이드체인에 대한 노드를 실행합니다. 그러나 이는 모든 사람이 확장할 수 없는 이 다른 프로토콜을 실행하는 전체 노드가 필요하다는 것을 의미합니다. 여기서 ZK가 등장합니다.

ZK Rollup은 개인 정보를 침해하지 않고 계산 무결성을 보장하는 암호화 증명인 영지식 증명을 활용합니다. 이를 통해 증명자는 증명을 계산하는 데 사용된 특정 정보의 세부 사항을 공개하지 않고도 수학적으로 확실하게 계산 설명의 정확성을 검증자에게 증명할 수 있습니다. 롤업의 맥락에서 이는 관찰자가 이러한 진술이나 거래를 확인하기 위해 최종 증거만 알면 되기 때문에 매우 중요합니다. ZK 증명을 사용하면 Rollup을 사용하는 사람들은 완벽한 개인 정보 보호를 유지하면서 수학적 확실성을 바탕으로 비트코인의 최신 상태 증명을 얻을 수 있습니다.

ZK 롤업의 이점에는 사용자가 결제를 받기 위해 온라인 상태일 필요가 없으며, 가능한 경우 온체인 결제 데이터만 가능하고, 유동성을 관리할 필요가 없으며, 비트코인 ​​기본 레이어의 낮은 수수료에 의존하지 않는다는 점 등이 포함됩니다. 또한 개발자는 ZK 롤업을 사용하여 비트코인 ​​위에 Turing-complete 스마트 계약과 같은 원하는 프로그래밍 환경을 추가할 수 있습니다.

ZK 증명은 SNARK와 STARK라는 두 가지 주요 수학적 기술을 사용합니다. 전자의 간결한 비대화형 지식 주장은 후자보다 앞서며 Zcash와 같은 암호화폐에 사용되어 사용자에게 높은 수준의 개인 정보 보호를 제공합니다. 원하는 개인 정보 보호에 더해 더 나은 보안과 확장성을 제공하기 위해 확장 가능한 투명한 지식 인수가 나중에 개발되었습니다. 이는 SNARK가 신뢰할 수 있는 설정에 의존하여 증명을 생성하는 반면 STARK는 완전히 무신뢰를 목표로 하기 때문입니다. 마지막으로 SNARK는 양자 컴퓨팅에 취약하지만 STARK는 양자 안전합니다.

비트코인의 실패에 가까운 이력과 심층적인 재구성에 대한 저항을 고려할 때, 사용자가 소비해야 하는 중요한 데이터에 액세스하기 위해 메인 체인에 의존하는 롤업 거래에 가장 적합한 암호화폐입니다. 메인 체인은 또한 Rollup이 활성 상태로 유지되고 사용 가능하도록 보장합니다.

비트코인에서 ZK 롤업을 올바르게 구현하고 사용자가 롤업 간에 비트코인을 무신뢰할 수 있도록 하려면 비트코인의 소프트 포크가 필요합니다. 이 소프트 포크는 가장 오래된 암호화폐에 새로운 opcode를 추가하여 비트코인 ​​자체가 ZK 증명을 인식하고 확인할 수 있도록 합니다. 이런 일이 발생하는 경우 사용자는 특정 롤업에서 발행된 증명을 확실하게 확인하고 계정 및 잔액에 대해 알아보고 롤업에서 자금을 인출할 수 있도록 비트코인 ​​노드만 실행하면 됩니다.

첫 번째 부분에서 언급된 두 프로젝트는 비트코인이 합의 변화를 겪을 것이라고 가정하지 않습니다. 대신 새로운 opcode가 필요하지 않도록 Ordinals 프로토콜을 활용합니다. 보다 구체적으로, 개발자와 사용자가 특정 플래그와 몇 가지 opcode를 사용하여 모든 유형의 데이터를 캡슐화할 수 있도록 하는 혁신인 Ordinals에서 도입된 새겨진 봉투 개념을 활용합니다. 서수 비문에서 이 기호는 "ord"입니다.

봉투 시작 부분에 있는 플래그와 opcode는 두 가지 목적으로 사용됩니다. 첫째, 그들은 비트코인 ​​네트워크와 관련이 없는 정보의 봉투를 건너뛸 수 있다는 것을 비트코인 ​​노드에 알립니다. 둘째, 엔벨로프를 인식하는 사용자와 애플리케이션에 반대 효과를 가져서 엔벨로프에 관심 있는 콘텐츠가 포함되어 있음을 알려줍니다. ZK 롤업의 경우 사용자는 비트코인 ​​블록에서 이러한 봉투를 스캔하고 롤업의 최신 상태를 확인하며 수학적 검증을 위해 ZK 증명을 사용할 수 있습니다.

이제 우리는 ZK 증명에 대해 이해했으므로 이전에 언급한 두 프로젝트로 돌아가서 해당 디자인의 독특한 측면을 살펴보겠습니다.

주권자

Sovereign SDK 자체에는 세 가지 주요 목표가 있습니다. 첫째, Rollup과 DA 레이어 간의 통신을 위한 표준 인터페이스를 제공하여 새로운 DA 레이어에 Rollup을 더 쉽게 배포하고 새로운 체인이 기존 Rollup을 지원할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 둘째, 암호화 컴파일러와 통합되어 코드의 비즈니스 로직을 암호화 검증 가능한 형식으로 변환합니다. 마지막으로 토큰, 대체 불가능한 토큰, 크로스체인 브리지와 같은 일반적인 블록체인 기본 요소의 기본 구현을 제공합니다.

앞서 언급했듯이 Chainway의 DA 어댑터는 Sovereign SDK를 사용하여 구축된 애플리케이션이 비트코인에 더 쉽게 연결할 수 있도록 설계되었습니다. 즉, 어댑터를 사용하면 이전에는 불가능했던 Sovereign Rollup이 비트코인을 DA 계층으로 활용할 수 있습니다. 데이터 가용성은 메인 체인 외부에서 수행된 계산에 대한 신뢰할 수 있는 검증을 허용하고 사용자가 잔액을 확인 또는 수정하고 Rollup에서 자금을 인출할 수 있도록 하기 때문에 Rollup에 매우 중요합니다.

Sovereign Rollup 거래가 비트코인 ​​블록에 포함되기 위해 사용자는 거래를 시퀀서에 전달합니다. 시퀀서는 Chainway의 DA 어댑터 설계에서 재단 자체에 의해 실행되며 사이드 체인과 비트코인 ​​간의 연결을 설정하여 사용자가 전달한 모든 거래가 ZK 증명 형식으로 비트코인에 게시되도록 보장합니다.

이것은 약간 중앙화된 것처럼 들리는데, 그렇습니다. 그러나 ZK-STARK로 알려진 유효성 증명 기술이 존재하므로 시퀀서는 실제로 악의적으로 행동할 수 없습니다. 증명은 거래의 적법성을 비공개적으로 확인하고 누구나 확인할 수 있기 때문입니다. 예를 들어 시퀀서는 사용자 자금을 유용하거나 승인되지 않은 거래를 수행할 수 없습니다. 그러나 이론적으로 사용자의 거래를 비트코인 ​​블록에 포함하지 않고 해당 데이터를 유지함으로써 검열할 수 있습니다. 이런 일이 발생하면 사용자는 해당 정보를 비트코인에 기록하여 거래 데이터를 비트코인에 게시하도록 선택할 수 있습니다.

체인웨이는 앞으로 소규모 분류기를 통해 분산형 분류를 구현할 계획이며, 참여는 무허가형 스테이킹을 기반으로 할 것이라고 밝혔습니다.

스타크넷

Sovereign과 마찬가지로 Starknet도 롤업 구성을 허용하도록 설계되었습니다. 그러나 Starknet은 개발자가 구축할 수 있는 Cairo, CairoVM 및 Madara와 같은 명확한 구성 요소를 포함하는 좀 더 독선적인 생태계입니다.

Starknet은 현재 Ethereum에서 실행되는 ZK 롤업입니다. 즉, 롤업은 Vitalik Buterin이 만든 블록체인을 DA 레이어로 사용한다는 의미입니다. 이는 STARK 증명을 활용하여 사용자에게 필요한 개인 정보 보호 및 보안 가정을 ​​제공할 뿐만 아니라 증명 및 새로운 상태를 Layer-1에 게시하기 전에 트랜잭션을 일괄 처리하여 확장성을 개선하고 트랜잭션 비용을 줄입니다. Cairo는 입증 가능한 프로그램을 작성하기 위한 Turing-complete 프로그래밍 언어로, 한 당사자가 다른 당사자에게 동일한 프로그램을 다시 실행하도록 요구하지 않고도 특정 계산이 올바르게 수행되었음을 다른 당사자에게 증명할 수 있습니다. 일반 컴퓨팅에 대한 STARK 증명을 생성하기 위한 최초의 프로덕션급 플랫폼입니다.

Cairo 가상 머신은 컴파일러에서 생성된 바이트코드를 수신하여 컴퓨터에서 실행합니다. 실행의 출력은 프로그램의 추적이며, 이는 Cairo 코드에 표현된 명령문의 유효성을 증명하기 위해 STARK 증명 생성기로 전송될 수 있습니다.

Madara는 Starknet 스택용 시퀀서로 개발자가 Starknet 기반 ZK 롤업을 지원하도록 돕습니다.

Madara는 Starknet 스택용 시퀀서로 개발자가 Starknet 기반 ZK 롤업을 지원하도록 돕습니다.

최근까지 이러한 모든 소프트웨어 스택은 Ethereum에서만 사용할 수 있었습니다. 이제 Kasar Labs와 Taproot Wizards는 개발자가 Starknet의 오픈 소스 버전을 사용하여 구축된 롤업을 독창적이고 가장 안전한 암호화폐 네트워크에 고정할 수 있도록 설계된 비트코인용 DA 어댑터를 출시했습니다.

비트코인에는 ZK 롤업이 필요합니까?

본질적으로 비트코인은 그럴 필요가 없습니다. 현재 상태에서는 매우 잘 작동하며 비트코인에 큰 변화가 필요하다고 생각할 이유가 많지 않습니다. 반면, 확장성은 실제로 필요하며 라이트닝 네트워크와 같은 기술은 비트코인 ​​경제 거래에 참여할 수 없는 사용자의 더 많은 참여를 허용하는 데 매우 유용한 것으로 입증되었습니다.

ZK 롤업은 비트코인을 다른 관점에서 볼 수 있는 방법을 제공합니다. 위에서 언급한 두 프로젝트는 비트코인 ​​자체에 대한 실제 변경을 요구하지 않지만, 이 기술의 전체 기능이 실현되려면 새로운 opcode 도입을 통한 합의 변경이 필요할 것입니다. 현재 이러한 영지식 기반 롤업 기술 연구는 비트코인의 잠재적 경계를 넓히려는 시도인 것으로 보이며, 이는 라이트닝 네트워크와 마찬가지로 비트코인 ​​사용자 기반을 확대하는 데 좋은 일입니다.

라이트닝 네트워크와 마찬가지로 롤업은 여러 거래를 병합하고 단일 정보 피드를 비트코인에 게시하는 방식으로 작동합니다. 물론 ZK Rollup은 라이트닝 네트워크와는 매우 다른 접근 방식을 취하며, 당연히 그렇습니다. 이 기술은 비트코인 ​​사용자가 이미 선호하는 저렴한 결제라는 입증된 2단계 기술과 경쟁하려고 하지 않습니다. 대신 Rollup은 다른 문제에 초점을 맞추고 다른 솔루션을 제공하려고 합니다.

비트코인으로 더 많은 일을 하고 싶은 사람들에게는 마침내 개인적이고 복잡한 계산을 가능하게 하고 수학적 증명에 의존할 수 있는 이 스케일링 기술이 매력적으로 들립니다. 그럼에도 불구하고 롤업 안팎으로 비트코인을 완전히 무신뢰할 수 있는 연결은 이 opcode에 따라 달라집니다. 하지만 그럼에도 불구하고 아이디어는 있습니다.

ZK Rollup이 비트코인에서 어떤 견인력을 얻을지는 확실하지 않습니다. 비트코인에는 이미 사이드체인이 있고 Liquid는 수년 동안 비트코인에서 활동해 왔지만 거래량은 여전히 ​​미미합니다. Liquid의 경우 연합 모델이 있다는 것이 단점인 반면, ZK Rollup은 이 경우 장점이 더 많다고 할 수 있습니다. 아마도 Rollup은 Liquid와 동일한 운명, 즉 낮은 거래량과 낮은 이자율을 겪을 수 있습니다. 왜냐하면 Bitcoin 사용자는 계속해서 단순히 "비트코인을 보유하고 보유"하기를 선택하기 때문입니다. 아니면 비트코인 ​​개발과 사용에 새로운 장을 열 수도 있습니다.

궁극적인 결과가 성공이든 실패이든, 이러한 고품질 연구의 발전을 모색하는 것은 자연스럽고 필요한 노력입니다. 결과에 관계없이 그로부터 새로운 것을 배울 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 한 가지는 확실합니다. 비트코인은 계속해서 블록을 해시하고 생성하여 모든 사용자가 이러한 사항에 신경 쓰지 않고도 경화의 금전적 확실성을 누릴 수 있다는 것입니다.