작성자: Kyle Liu, Bing Ventures 투자 관리자

기조연설 요약:

레이어 2의 추진력에 힘입어 모듈식 퍼블릭 체인 내러티브가 인기를 얻고 있으며, 그 중 모듈식 퍼블릭 체인 실행 레이어 프로젝트가 가장 주목을 받을 만합니다. Bing Ventures 산업 연구 보고서 이번 호에서는 모듈식 퍼블릭 체인이 무엇인지, 그리고 현재 모듈식 퍼블릭 체인 실행 계층 분야의 기본 패턴을 간략하게 소개합니다.

레이어 2 및 롤업의 개발로 Ethereum 생태계는 모듈식 아키텍처로 전환되었습니다. 블록체인 기술의 대규모 도입에 있어 가장 큰 장애물 중 하나는 확장성입니다. Layer1 확장 솔루션은 블록 검증보다는 블록 생산에 중점을 둡니다. 모듈식 블록체인 인프라는 확장성, 보안 및 분산화를 통해 Web3 채택을 촉진하도록 설계되었으며 통합 용이성, 빠른 전달 및 사용자 경험에 중점을 둡니다.

모듈형 퍼블릭 체인이 점차 가장 많이 논의되는 주제가 되고 있는데, 소위 모듈화란 블록체인의 합의 계층, 데이터 가용성 계층(DA), 결제 계층, 거래 실행 계층 등을 하나의 체인이 아닌 여러 개의 체인으로 나누는 것입니다. 모든 모듈을 처리합니다. 실행 계층은 자체 블록체인으로 존재할 수도 있고, 기본 블록체인을 활용하여 유효성과 데이터 가용성을 보장할 수도 있습니다.

일반적으로 위의 3개 계층은 이미 존재하지만 이더리움 네트워크에서는 명확한 경계나 업무 분업 없이 결합되어 있습니다. 모듈형 퍼블릭 체인의 목적은 이러한 레이어를 분리하는 것입니다. 첫째, 레이어 2 애플리케이션의 기술 환경에서는 개인 정보 보호, 노드 확인, 거래 확인, 데이터 저장, 사기 방지 등의 기능이 별도로 처리되어 확장을 실현합니다. 체인의.

모듈식 스토리텔링의 등장

블록체인 기술의 '불가능한 삼각형'은 항상 개발자와 사용자를 괴롭히는 문제였으며, Layer2와 같은 솔루션은 이 핵심 문제를 해결하기 위해 설계되었습니다. 구체적으로 Layer2의 접근 방식은 데이터 계산 및 처리를 Ethereum의 두 번째 계층 네트워크로 옮기는 것이며, 첫 번째 계층 네트워크는 주로 보안, 즉 합의를 담당합니다. 모듈형 퍼블릭 체인은 주로 이더리움 업그레이드를 위해 제안된 솔루션이며, 그 내러티브 논리는 이더리움을 중심으로 전개된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그러나 현재 성능 개선을 위해 이를 참조하는 다른 프로젝트가 체인에 있습니다.

모듈형 퍼블릭 체인은 시스템을 여러 모듈 구성 요소로 나누어 블록체인의 특성을 가지며 DEX, 스테이블 통화, NFT 및 파생 상품과 같은 하위 기능까지 가질 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다. 개발자는 이러한 새 모듈을 추출하고 순서에 관계없이 결합하여 더욱 고급 기능을 구현할 수 있습니다. 지난해 하반기가 되어서야 모듈형 퍼블릭 체인이 다시 언급됐다. 왜냐하면 이더리움의 레이어 2 솔루션이 이때부터 떠오르기 시작했고, 레이어 2는 퍼블릭 체인의 모듈화를 실현하기 위한 중요한 기반이자 전제조건이기 때문이다.

모듈식 실행 계층의 경쟁 환경

이더리움 생태계는 레이어 2 및 롤업과 같은 기술을 통해 기본 블록체인에서 실행 레이어를 분리하여 확장성, 보안 및 상호 운용성을 향상시킵니다. 현재 모듈식 퍼블릭 체인 실행 계층에는 Celestia, LazyLedger 및 DataShards와 같은 데이터 가용성 계층 제공에 중점을 둔 일부 프로젝트가 있고, 일부 프로젝트는 Optimism, Arbitrum 및 zkSync3와 같은 실행 계층 제공에 중점을 두고 있습니다. Polygon, Connext 및 Hop Protocol과 같은 크로스체인 브리징 및 프로토콜 집계 프로젝트를 제공합니다.

그들은 모두 적극적으로 자체 솔루션을 개발 및 배포하고 있으며 다양한 분산 애플리케이션과 협력하여 사용자 경험과 네트워크 효율성을 향상시키고 있습니다. 모듈형 퍼블릭 체인 실행 계층 프로젝트는 모두 공통된 과제와 기회에 직면하기 때문에 어느 정도의 경쟁과 협력이 있습니다.우리의 평가 차원은 항상 보안, 확장성, 상호 운용성 및 비용 효율성에 초점을 맞춰야 합니다. 4가지 지표. 저자는 다음과 같은 유형의 일반적인 프로젝트를 요약합니다.

퍼블릭 체인 속도 향상

모듈형 블록체인 아키텍처는 블록체인의 기능을 실행 계층, 보안 계층, 데이터 가용성 계층 등 다양한 계층으로 분해하여 블록체인의 효율성, 유연성 및 상호 운용성을 향상시킬 수 있습니다. 병렬 거래 상품은 병렬 처리를 사용하여 거래를 실행하고 다양한 검증 메커니즘을 통해 예금 거래의 유효성을 보장할 수 있으므로 블록체인의 처리 용량, 처리량 및 확인 속도를 향상시킬 수 있습니다. 더 많은 토큰과 스마트 계약을 지원할 수 있으며 사용자가 서로 다른 블록체인 간에 자산을 전송할 수 있도록 하여 DeFi, NFT 및 Web3와 같은 블록체인 애플리케이션 시나리오를 확장할 수 있습니다.

Arbitrum은 이더리움에서 효율적이고 저렴하며 호환성이 뛰어난 스마트 계약을 구현할 수 있는 Optimistic Rollup 기술을 기반으로 하는 고전적인 실행 계층 솔루션입니다. Arbitrum은 임의 데이터 기술을 활용하여 거래 처리량과 확인 속도를 향상시킬 수 있습니다. 동시에 ZK-Rollup 기술을 기반으로 한 실행 계층 플랫폼인 StarkNet은 Ethereum에서 확장 가능하고 안전하며 개인 정보를 보호하는 분산형 애플리케이션을 구현할 수 있습니다. StarkNet은 영지식 증명 기술을 사용하여 거래의 유효성과 데이터 가용성을 보장할 수 있습니다. 이 두 경로는 현재 임원급 기술 경로의 주류를 차지하고 있습니다.

그러나 병렬 처리에는 트랜잭션이 서로 간섭하지 않도록 엄격한 상태 액세스 목록이 필요합니다. 동시에 모듈형 블록체인은 보안, 합의 및 데이터 가용성을 제공하기 위해 다른 레이어에 의존해야 하므로 복잡성과 비용이 증가할 수 있습니다. 또한, 병렬 처리는 전체 블록을 확인하기 전에 모든 병렬 분기가 완료될 때까지 기다려야 하기 때문에 트랜잭션 확인 속도를 느리게 할 수 있습니다. 이러한 문제에 직면한 Fuel은 UTXO 모델을 기반으로 하는 실행 계층 프로토콜로서 다양한 블록체인에서 실행될 수 있습니다.

Fuel은 병렬 처리를 사용하여 트랜잭션을 실행할 수 있으며 사용자는 Optimistic Yanking 기술을 통해 서로 다른 블록체인 간에 자산을 전송할 수 있습니다. Fuel은 FuelVM이라는 가상 머신을 사용하여 트랜잭션과 블록을 빠르게 확인할 수 있으며 여러 토큰과 스마트 계약을 지원합니다. Fuel은 Optimistic Yanking이라는 기술을 사용합니다. 이를 통해 사용자는 오랜 확인을 기다리거나 높은 수수료를 지불하지 않고도 서로 다른 블록체인 간에 자산을 전송할 수 있습니다.

연료: 실행 계층의 병렬 트랜잭션

Fuel은 Ethereum 메인넷에 배포된 최초의 Optimistic Rollup이며, V1 버전은 2020년 말 Ethereum에서 출시되었습니다. UTXO 기반의 고도로 병렬화 가능한 최소 실행 시스템인 EVM과 다른 실행 모델을 사용하여 ETH 및 모든 ERC-20 토큰을 지원함으로써 확장성을 제공합니다. 그러나 Fuel V1은 사용자가 너무 적고 스마트 계약을 지원하지 않기 때문에 출시 이후 사용자들에게 인기가 없었습니다. 따라서 Fuel V1 출시 직후 Fuel의 개발팀인 Fuel Labs는 모든 개발 초점을 V2 버전으로 전환하고 이를 모듈식 블록체인 스택용으로 설계된 검증 가능한 컴퓨팅 시스템인 모듈식 실행 레이어로 배치했습니다.

Fuel의 가장 큰 특징은 툴체인과 언어를 갖춘 새로운 VM 아키텍처인 FuelVM을 채택했다는 점입니다. FuelVM은 WASM, EVM 및 Solana의 SeaLevel에서 기능을 끌어오며, 가장 강력한 잠재력은 UTXO 기반 데이터 모델에서 실행된다는 것입니다. 오늘날의 Optimistic Rollups와 비교할 때 Fuel의 가장 큰 차이점은 UTXO 기반 데이터 모델을 사용한다는 점이며 첫 번째 버전은 P2P 결제를 응용 시나리오로 사용한다는 것입니다. Fuel V2는 이더리움과 같은 스마트 계약을 구현할 것으로 예상됩니다. VM은 애플리케이션별 결제 롤업을 위해 설계되었습니다. 더 많은 추론 편의성을 제공하는 맞춤형 VM이지만 이더리움과 같은 일반 롤업에서는 덜 명확합니다. .

FuelV2의 기술 스택에는 다음과 같은 세 가지 핵심 요소가 있습니다.

퓨얼VM

FuelVM은 개발자를 위한 잠재적인 설계 공간을 늘리는 동시에 기존 블록체인 가상 머신 아키텍처의 낭비적인 처리를 줄이는 것을 목표로 합니다. Fuel은 Bitcoin과 유사한 UTXO 데이터 모델을 채택하며 전체 상태는 UTXO 세트 형태로 표현됩니다. 차이점은 Fuel V2의 일부 UTXO는 토큰 UTXO이고 다른 일부는 계약 UTXO라는 것입니다. 토큰 UTXO와 달리 계약 UTXO에는 잔액 및 지출 조건 외에도 코드, 저장소 및 고유 계약 ID가 있습니다.

UTXO의 구별되는 특징은 원자적이라는 것입니다. 즉, 트랜잭션이 UTXO를 완전히 소비하고 새로운 UTXO를 생성한다는 것입니다. 계약 UTXO의 경우 Fuel은 몇 가지 새로운 유효성 규칙을 정의합니다. 중요한 규칙은 다음과 같습니다: 계약 UTXO는 누구나 소비할 수 있는 특별한 지출 조건으로 잠겨 있습니다. 거래가 계약을 소비할 때 UTXO는 동일한 지출 조건과 계약 ID를 가진 새로운 계약을 생성합니다. 동일한 트랜잭션에 사용되는 UTXO는 서로 상호 작용할 수 있습니다.

Fuel의 장점은 UTXO 모델을 통해 Fuel 블록체인이 거래를 보다 빠르고 효율적으로 수행할 수 있다는 것입니다. 단점은 UTXO 모델을 구현하려면 어느 정도 기술적인 어려움이 필요하고 계정 모델을 구현하는 것보다 더 많은 코드가 필요하다는 점입니다. 또한 UTXO 모델은 스마트 계약에 적합하지 않기 때문에 특정 기술 지식과 경험이 필요한 계약 UTXO를 사용할 때는 새로운 유효성 규칙을 따라야 합니다. 그러나 Fuel은 여전히 ​​개발 및 개선 중이며 앞으로 더 많은 기능과 응용 시나리오를 구현할 것으로 예상됩니다.

병행 거래 실행

Fuel은 UTXO 모델 형태의 엄격한 상태 액세스 목록을 사용하므로 트랜잭션을 병렬로 실행할 수 있는 기능을 갖추고 있으며 컴퓨팅, 상태 액세스 및 트랜잭션 처리량에 이점이 있습니다. Fuel은 UTXO 모델을 기반으로 한 블록체인으로, 다른 블록체인에는 없는 트랜잭션을 병렬로 실행할 수 있다는 점이 가장 큰 장점입니다. 이 기술의 핵심은 액세스 목록을 통해 트랜잭션이 수정할 상태 부분을 결정하여 병렬 실행을 달성하는 것입니다.

이는 트랜잭션에 소비된 UTXO가 겹치지 않으면 멀티 코어 CPU의 성능을 최대한 활용하여 별도로 실행할 수 있음을 의미합니다. 이 기술은 블록 내 트랜잭션에만 적용되는 것이 아니라 블록 전반에 걸쳐 실행될 수 있어 (재)진입 노드의 동기화가 더욱 빨라집니다. 대조적으로, 계정 기반 블록체인도 병렬 실행을 달성할 수 있지만 액세스 목록에 대한 엄격한 규제 등 더 많은 고려 사항이 필요합니다. 동시에 단일 코어 성능은 더 이상 수요를 충족할 수 없으며 멀티 코어 CPU의 사용이 계속해서 대중화되고 있습니다. 멀티 코어 처리는 실행 효율성을 향상시키는 데 있어서도 배가되는 효과를 갖습니다. 따라서 퓨얼의 병렬실행 기술은 앞으로 더욱 중요해질 것입니다.

개발자 경험

Fuel은 자체 도메인별 언어 Sway와 지원 도구 체인 Forc를 사용하여 보다 강력하고 원활한 개발자 경험을 제공합니다. 개발 환경은 Solidity와 같은 스마트 계약 언어의 장점을 유지하면서 Rust 도구 생태계에 도입된 패러다임을 채택하고 블록체인 VM을 활용하기 위한 구문을 포함합니다. 상태 성장 문제를 해결하기 위해 FuelVM은 Turing-complete 스마트 계약을 향상시키기 위한 스크립트와 조건부라는 두 가지 절차를 채택합니다.

EVM과 달리 FuelVM 사용자는 계약을 직접 호출하지 않고 스크립트를 실행하여 여러 계약을 호출합니다. 스크립트의 장점은 정리가 가능하다는 것입니다. 스크립트가 실행되면 상태에 아무런 영향을 주지 않고 완전히 정리됩니다. 조건자는 스크립트와 유사하지만 실행 중에 계약 저장소를 읽지 않으며 완전히 상태 비저장입니다. 스크립트와 조건자의 주요 목적은 FuelVM을 반상태 비저장 실행으로 전환하는 것입니다. FuelVM에서 애플리케이션은 애플리케이션의 기능과 리소스 가격에 따라 상태나 실행을 선호할 수 있습니다. 또한 Fuel은 여러 로컬 자산 지원, 단일 거래의 승인 및 전송, 코인 믹서 및 개인 정보 보호 애플리케이션 등과 같은 다양하고 복잡한 애플리케이션을 뛰어난 유연성으로 지원합니다.

모듈식 실행 레이어에 대한 공통 경로

오늘날 롤업의 주요 가치는 이더리움과 가능한 경우 그 기능을 확장하는 것입니다. 롤업은 두 가지 방법으로 이더리움을 확장합니다: 1. 상태(및 실행)를 오프체인으로 전송(예: L1에서 L2로 이동) 2. 병렬 컴퓨팅, 즉 여러 롤업이 이더리움에서 동시에 실행될 수 있습니다. 롤업은 상태의 일부를 오프체인으로 이동하여 이더리움 상태 증가 문제를 완화하지만 이것이 상태를 유지할 필요성을 마술처럼 제거하지는 않습니다. Ethereum 노드는 이를 유지할 필요가 없지만 Rollup 노드는 유지합니다.

현재 롤업 공간에서는 상태 최적화에 중점을 두지 않습니다. 대신 현재 데이터는 Rollup의 가장 비싼 비용 항목이기 때문에 L1 데이터를 줄이는 데 대부분 중점을 둡니다. Arbitrum 비용의 약 2/3는 L1 통화 데이터 형태입니다. EVM 롤업은 L1에 게시된 데이터를 최적화하여 사용자에게 더 저렴한 요금을 제공하기 위해 최대한 압축하려고 합니다.

현재 롤업 공간에서는 상태 최적화에 중점을 두지 않습니다. 대신 현재 데이터는 Rollup의 가장 비싼 비용 항목이기 때문에 L1 데이터를 줄이는 데 대부분 중점을 둡니다. Arbitrum 비용의 약 2/3는 L1 통화 데이터 형태입니다. EVM 롤업은 L1에 게시된 데이터를 최적화하여 사용자에게 더 저렴한 요금을 제공하기 위해 최대한 압축하려고 합니다.

그러나 우리가 고려하지 않는 것은 모듈 시대에는 비용이 크게 변할 것이라는 점입니다. 기본 계층이 데이터 가용성 샘플링 기술 덕분에 대량으로 데이터를 제공하기 시작하면 롤업은 곧 훨씬 더 저렴한 데이터를 누릴 수 있습니다. 동시에 상태 성장에 대한 관심이 줄어들면서 상태 크기는 모듈식 세계에서 빠르게 주요 병목 현상이 될 것입니다. Rollup이든 L1이든 모든 블록체인에서 상태를 추가하는 작업은 네트워크에 영구적인 비용을 발생시킵니다. 이러한 작업은 현재 노드의 리소스를 소비할 뿐만 아니라 향후 모든 노드의 리소스도 소비합니다.

현재 Fuel은 AMM, 다중 서명, oracle 및 DAO 투표와 같은 일부 데모 사용 사례를 성공적으로 구축했습니다. 앞으로 Fuel 팀은 대출, NFT 시장 등 다른 제품에 대한 데모 사용 사례도 구축할 계획입니다. UTXO 기반 실행 방법은 다소 직관적이지 않을 수 있지만 Fuel의 고유한 기능이 새로운 애플리케이션을 생성하고 DeFi 공간의 현재 기능의 한계를 뛰어 넘을 것이라고 믿습니다. 전반적으로 저는 Fuel이 모듈형 스택에 가져올 잠재력에 대해 매우 기대하고 있습니다. 데이터 가용성 계층은 데이터를 확장할 수 있지만 완전한 분산형 사용자 경험을 위해서는 실행도 확장해야 합니다. 연료는 그 격차를 메울 준비가 되어 있습니다.

평가 규모에 따르면 Fuel의 보안은 메인넷 Ethereum에 의해 제공됩니다. 즉, Fuel은 자체 유효성 검사기나 합의 메커니즘이 필요하지 않으며 공격이나 포크의 위험이 없습니다. 그러나 이는 Fuel이 이더리움의 보안과 안정성에 의존해야 한다는 의미이기도 하며, 이더리움이 실패하거나 업그레이드될 경우 Fuel의 운영에 영향을 미칠 수 있습니다. Fuel의 확장성은 효율적인 거래 형식과 짧은 지연 시간의 확인 시간을 통해 가능합니다. 이를 통해 Fuel은 초당 수천 건의 거래를 처리하고 몇 초 안에 거래 확인을 완료할 수 있습니다. 그러나 이는 또한 Fuel이 리소스 및 사용자를 두고 다른 롤업 체인과 경쟁해야 함을 의미하며, 다른 롤업 체인이 더 높은 처리량 또는 더 낮은 대기 시간을 제공한다면 이는 Fuel의 매력에 영향을 미칠 수 있습니다.

Fuel의 상호 운용성은 크로스 체인 전송 기능과 멀티 토큰 지원 기능을 통해 달성되며, 이는 Fuel이 Ethereum, Arbitrum, Optimism, Polygon 등과 같은 레이어 1 및 레이어 2 네트워크와 호환되고 상호 운용 가능하게 만듭니다. 그러나 이는 또한 Fuel이 효율성과 보안을 위해 다른 크로스체인 솔루션과 경쟁해야 함을 의미하며, 다른 크로스체인 솔루션이 더 빠르고 저렴하며 안전한 전송 서비스를 제공한다면 이는 Fuel의 경쟁력에도 영향을 미칠 것입니다.

앞으로 Fuel은 전송, 결제, 스마트 계약, 오라클 등을 포함한 다양한 유형의 거래 및 계산을 지원할 수 있습니다. 이를 통해 Fuel은 다양한 사용 사례와 요구 사항에 적응하고 효율적이고 유연한 서비스를 제공할 수 있습니다. 동시에 Ethereum 2.0, Celestia 등을 포함한 다양한 모듈형 블록체인 네트워크와의 통합 및 상호 운용성을 가속화합니다. 이를 통해 Fuel은 이러한 네트워크의 데이터 가용성과 합의 보안을 활용하고 체인 간 전송 및 상호 운용성 기능을 제공할 수 있습니다. Fuel은 Merkle Patricia Trie, Zero-Knowledge Proofs 등을 포함한 기술 솔루션을 최적화하고 혁신을 강화함으로써 실행 효율성과 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이러한 이니셔티브는 향후 모듈식 실행 계층으로서의 다양성을 확장할 것으로 예상됩니다.