Guy Wuollet 지음
편집자: 테크 플로우 (techflowpost)
통신, 에너지, 물, 운송과 같은 기존의 물리적 인프라 네트워크는 종종 자연 독점입니다. 자연 독점이란 단일 기업이 제품이나 서비스를 제공하는 데 드는 비용이 경쟁을 장려하는 데 필요한 비용보다 훨씬 낮은 시장을 말합니다. 대부분의 선진국에서는 이러한 네트워크가 복잡한 정부 규제와 규칙에 의해 관리됩니다. 그러나 이 모델은 혁신을 위한 인센티브를 거의 제공하지 않으며, 고객 경험을 개선하고, 사용자 인터페이스를 최적화하고, 서비스 품질을 향상시키고, 응답 시간을 단축하는 데 더 많은 인센티브를 제공합니다. 더욱이 이러한 네트워크는 종종 비효율적이고 유지 관리가 제대로 이루어지지 않습니다. 예를 들어, PG&E의 파산 으로 이어진 캘리포니아 산불이나 기존 통신 회사를 보호하는 규제 정책이 이를 입증합니다. 개발도상국에서는 상황이 더욱 심각합니다. 그러한 서비스 중 상당수가 존재하지 않거나 비용이 많이 들고 부족합니다.
우리는 더 잘할 수 있어요. 탈중앙화 물리적 인프라 네트워크는 기존의 독점을 뛰어넘어 더욱 강력하고 투자 가능하며 투명한 네트워크를 구축할 수 있는 기회를 제공합니다. DePIN(탈중앙화 Physical Infrastructure Network) 프로토콜은 사용자 소유 및 운영 서비스로, 누구나 일상 생활을 운영하는 핵심 인프라에 기여할 수 있습니다. 이러한 프로토콜은 보다 효율적이고 개방적인 사회를 위한 중요한 민주화 원동력이 될 잠재력을 가지고 있습니다.
이 글에서는 DePIN이 무엇이고 왜 중요한지 설명하겠습니다. 동시에, DePIN 프로토콜을 평가하기 위한 프레임 공유하고, 특히 검증 문제와 관련하여 DePIN 프로토콜을 구축할 때 물어야 할 질문을 살펴보겠습니다.
DePIN이란 무엇인가요?
탈중앙화 형 물리적 인프라 네트워크(DePIN)는 암호화와 메커니즘 설계를 활용하여 클라이언트가 일련의 서비스 제공자에게 물리적 서비스를 요청할 수 있도록 보장하는 충분히 탈중앙화 네트워크로, 이를 통해 자연 독점을 깨고 경쟁의 이점을 가져옵니다(자세한 내용은 아래에서 살펴보겠습니다). 클라이언트는 일반적으로 최종 사용자이지만, 최종 사용자를 대신하여 운영되는 애플리케이션일 수도 있습니다. 서비스 제공자는 일반적으로 소규모 기업이지만, 네트워크에 따라서는 긱워커나 대규모 전통 기업이 포함될 수도 있습니다. 여기서 ' 탈중앙화 '는 단순히 물리적 유통이나 데이터 구조의 탈중앙화 아닌, 권력과 통제의 탈중앙화 의미합니다.
DePIN 프로토콜을 올바르게 설계하면 사용자와 중소기업이 물리적 인프라 네트워크에 참여하고 시간이 지남에 따라 개발을 공동 관리하도록 장려하는 동시에 기여에 대한 투명한 인센티브를 제공할 수 있습니다. 인터넷이 사용자 생성 콘텐츠에 의해 지배되는 것처럼, DePIN은 물리적 세계가 사용자 생성 서비스에 의해 지배될 수 있는 기회를 제공합니다. 더 중요한 점은 블록체인이 독점적 기술 기업의 '유치-추출' 악순환을 끊는 것처럼 DePIN 프로토콜도 물리적 세계에서 유틸리티 독점을 깨는 데 도움이 될 수 있다는 것입니다.
DePIN의 실제 활용: 에너지 그리드
에너지를 예로 들면 , 미국의 에너지 그리드는 암호화되지 않은 환경에서도 탈중앙화 향해 나아가고 있습니다 . 송전 병목 현상과 새로운 발전 용량을 전력망에 연결하는 데 오랜 시간이 걸리면서 탈중앙화 형 발전 용량에 대한 필요성이 커지고 있습니다. 가정과 사업체에서는 태양광 패널을 설치해 그리드 가장자리에서 전기를 생산하거나 배터리를 설치해 전기를 저장할 수 있습니다. 즉, 전력망에서 에너지를 구매할 뿐만 아니라, 전력망에 에너지를 다시 판매할 수도 있습니다.
엣지 생성과 저장이 보편화됨에 따라 그리드에 연결된 장비의 대부분은 더 이상 유틸리티 소유가 아닙니다. 사용자 소유의 이러한 장치는 중요한 순간에 에너지를 저장하고 방출함으로써 전력망에 큰 이점을 제공할 수 있는데, 그럼에도 불구하고 왜 이 장치가 충분히 활용되지 않고 있는 것일까요? 기존 공공 서비스 제공업체는 이러한 장치의 상태에 대한 정보를 효과적으로 얻을 방법이 없으며, 이를 통제할 수도 없습니다. Daylight Protocol은 에너지 산업의 분열 문제에 대한 해결책을 제공하고 있습니다 . 데이라이트는 사용자들이 그리드에 연결된 장치의 상태에 대한 정보를 판매하고, 에너지 회사가 수수료를 받고 해당 장치를 일시적으로 제어할 수 있는 탈중앙화 네트워크를 구축하고 있습니다. 간단히 말해서, Daylight는 탈중앙화 가상 발전소를 구축하고 있습니다.
그 결과, 사용자 소유의 발전 용량, 더 나은 데이터, 중앙 집중식 독점보다 더 적은 신뢰 가정을 갖춘 더 강력하고 효율적인 에너지 그리드가 탄생할 수 있습니다. 이것이 바로 DePIN의 약속입니다.
DePIN 건설 가이드
DePIN 프로토콜은 우리가 매일 상호작용하는 핵심적인 물리적 인프라를 개선할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있지만, 이 목표를 달성하려면 적어도 세 가지 주요 과제를 극복해야 합니다.
특정 상황에서 탈중앙화 필요한지 여부를 판단합니다.
마케팅;
검증이 가장 어려운 부분입니다.
저는 의도적으로 물리적 인프라의 특정 영역에 대한 구체적인 기술적 과제를 무시했습니다. 이는 이러한 과제가 중요하지 않기 때문이 아니라, 특정 분야에 국한되기 때문입니다. 이 글에서는 추상적인 수준에서 탈중앙화 형 네트워크를 구축하는 데 초점을 맞추고 다양한 물리적 산업에 걸친 모든 DePIN 프로젝트에 대한 권장 사항을 제공합니다.
1. 왜 DePIN을 선택해야 하나요?
DePIN 프로토콜을 구축하는 두 가지 일반적인 이유는 하드웨어 배포에 대한 자본 지출(Capex)을 줄이고 분산된 리소스 용량을 집계하는 것 입니다. 또한, DePIN 프로토콜은 허가 없이도 이용 가능한 혁신을 실현할 수 있는 물리적 인프라를 기반으로 중립적인 개발자 플랫폼을 구축할 수 있도록 지원합니다. 이러한 플랫폼에는 오픈 에너지 데이터 API나 중립적인 승차 공유 시장이 포함됩니다. 탈중앙화 통해 DePIN 프로토콜은 검열 저항성을 달성하고, 플랫폼 리스크 제거하며, 허가가 필요 없는 혁신을 촉진합니다. 이러한 구성 가능성과 허가가 필요 없는 혁신은 이더 과 Solana가 성공한 주요 이유입니다. 전통적으로 물리적 인프라 네트워크를 구축하는 데는 비용이 많이 들고 일반적으로 중앙 집중화된 회사가 필요하지만, DePIN은 탈중앙화 소유권을 통해 비용과 통제력을 분산시킵니다.
1.1 자본 지출(Capex)
많은 DePIN 프로토콜은 사용자가 하드웨어를 구매하고 네트워크 운영에 참여하도록 장려함으로써 일반적으로 중앙 집중형 회사에 필요한 대량 또는 실행 불가능한 자본 지출을 줄입니다. 높은 자본 지출은 많은 인프라 프로젝트가 자연 독점으로 간주되는 이유 중 하나이며, 자본 지출을 낮추는 것은 DePIN 프로토콜에 구조적 이점을 제공합니다.
예를 들어 통신산업을 살펴보겠습니다. 새로운 네트워크 표준을 도입하는 데는 새로운 하드웨어를 구축하는 데 필요한 높은 자본 지출이 방해가 되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 한 분석에 따르면 미국에서만 5G 셀룰러 네트워크를 구축하는 데 최대 2,750억 달러의 민간 투자가 필요할 것으로 예측됩니다 .
이와 대조적으로 DePIN Networks Helium은 단일 기관이 대규모 하드웨어 투자를 하지 않고도 전 세계에서 가장 큰 장거리 저전력 네트워크( LoRaWAN )를 성공적으로 구축했습니다 . LoRaWAN은 사물 인터넷(IoT) 사용 사례에 매우 적합한 표준입니다. 헬륨은 하드웨어 제조업체와 협력하여 LoRaWAN 라우터를 개발했으며, 이를 통해 사용자는 제조업체로부터 직접 라우터를 구매할 수 있습니다. 이러한 사용자는 네트워크의 소유자이자 운영자가 되어 LoRaWAN 연결이 필요한 고객에게 서비스를 제공하고 그에 대한 보상을 받습니다. 현재 헬륨은 5G 셀룰러 네트워크 커버리지 확장에 집중하고 있습니다.
헬륨처럼 IoT 네트워크를 구축하려면 막대한 초기 자본 지출 리스크 감수해야 하며, 대규모 고객 기반이 새로운 네트워크에 대한 연결을 구매할 의향이 있는지에 대한 베팅이 필요합니다. 하지만 DePIN 프로토콜인 헬륨은 탈중앙화 방식으로 시장 공급 측면을 검증하고 비용 구조를 크게 줄입니다.
1.2 자원 용량
어떤 경우에는 물리적 자원에 잠재적으로 유휴 용량이 대량 있지만, 복잡성으로 인해 기존 회사에서는 이를 효과적으로 통합하는 데 어려움을 겪습니다. 예를 들어, 하드 디스크의 여유 공간. 단일 하드 드라이브에서 그 정도의 공간은 AWS와 같은 저장 회사의 관심을 끌기에는 너무 작을 것입니다. 하지만 Filecoin과 같은 DePIN 프로토콜을 통해 집계되면 이러한 분산 공간은 클라우드 저장 서비스 제공자로 전환될 수 있습니다. DePIN 프로토콜은 블록체인 기술을 활용하여 일반 사용자의 리소스를 조정하고, 이를 통해 대규모 네트워크에 기여할 수 있도록 합니다.
1.3 허가 없는 혁신
DePIN 프로토콜이 제공하는 가장 중요한 기능은 허가 없이도 혁신을 이룰 수 있다는 것입니다. 누구나 이 프로토콜을 기반으로 구축할 수 있습니다. 이는 지역 전력 회사의 전력망과 같은 전통적인 독점적 인프라와는 극명한 대조를 이룹니다. 허가 없이 혁신할 수 있는 잠재력은 자본 지출을 줄이거나 자원 용량을 통합하는 것에 비해 과소평가되는 경우가 많습니다.
허가 없는 혁신은 물리적 인프라가 소프트웨어 속도로 진화할 수 있도록 해줍니다. 우리는 디지털 영역(" 비트 ")의 혁신 속도가 놀라운 반면, 물리적 영역(" 원자 ")의 혁신 속도는 실망스럽다는 말을 자주 듣습니다. DePIN은 개발자와 투자자에게 "원자"를 "비트"에 더 가깝게 만드는 중요한 경로를 제공합니다. 인터넷에 연결된 전 세계 누구나 우리 세계를 운영하는 물리적 시스템을 조직하고 조정할 새로운 방법을 생각해 낼 수 있을 때, 똑똑하고 창의적인 사람들은 기존 솔루션보다 더 나은 솔루션을 발명할 수 있습니다.
1.4 구성 가능성
허가 없는 혁신이 '원자'에서 '비트'로의 전환을 가속화할 수 있는 이유는 구성 가능성 이기 때문입니다. 결합성을 통해 개발자는 최고의 포인트 솔루션을 구축하는 데 집중하고 해당 솔루션을 쉽게 통합할 수 있습니다. 우리는 이미 탈중앙화 금융(DeFi)의 "머니 레고"에서 이러한 힘을 목격했습니다. DePIN에서는 "인프라 레고"가 비슷한 영향을 미칠 수 있습니다.
2. 시장 출시: 기회와 과제
DePIN 프로토콜을 구축하는 것은 블록체인을 구축하는 것보다 더 어렵습니다. 탈중앙화 프로토콜과 기존 업무 의 두 가지 과제를 동시에 해결해야 하기 때문입니다. 비트코인과 이더 기존 금융 및 클라우드 컴퓨팅 부문에서 비교적 독립적으로 시작되었지만, 대부분의 DePIN 프로토콜은 그러한 사치를 누릴 수 없으며 물리적 세계의 기존 문제와 밀접하게 연관되어 있습니다.
대부분의 DePIN 분야는 첫날부터 기존의 중앙 시스템과 상호 작용해야 합니다. 예를 들어 공공 서비스 제공업체, 케이블 회사, 승차 서비스 제공업체, 인터넷 서비스 제공업체를 살펴보겠습니다. 이러한 기존 네트워크는 규제로 보호되는 경우가 많으며 강력한 네트워크 효과를 갖고 있습니다. 신규 진입업체가 경쟁하는 것은 종종 어렵습니다. 탈중앙화 네트워크가 인터넷 독점에 대한 자연스러운 해독제인 것처럼, DePIN 네트워크는 물리적 인프라 독점에 대한 자연스러운 해독제입니다.
그러나 DePIN 개발자는 먼저 가치를 더할 수 있는 진입점을 찾은 다음 이 목표를 염두에 두고 점진적으로 확장해야 하며, 궁극적으로는 기존의 물리적 네트워크 전체에 도전해야 합니다. 미래의 성공을 위해서는 올바른 진입점을 찾는 것이 중요합니다. DePIN 개발자는 또한 자사 네트워크가 기존 대안과 어떻게 상호 작용할 것인지 이해해야 합니다. 대부분의 기존 기업은 전체 블록체인 노드를 실행하는 데 소극적이며 일반적으로 자체 보관이나 온체인 거래를 처리하는 데 어려움을 겪습니다. 그들은 종종 암호화 기술의 의미나 가치를 이해하지 못합니다.
이를 위한 한 가지 방법은 DePIN 프로토콜이 암호화를 기반으로 실행된다는 사실을 언급하지 않고도 이 프로토콜이 가져올 수 있는 가치를 보여주는 것입니다. 기존 참여자들이 통합을 진지하게 고려하거나 새로운 프로토콜이 가져오는 가치를 이해할 수 있게 되면 암호화폐를 수용할 의향이 더 강해질 것입니다. 더 광범위하게 말하면, 개발자는 프로토콜의 가치 제안을 다양한 대상 고객에게 맞춰 조정하고 대상 고객에게 감정적으로 공감되는 이야기를 만들어야 합니다.
전술적으로, 기존 네트워크와 인터페이싱하려면 보통 어느 정도 조기 중재와 신중한 물리적 구조 설계가 필요한데, 이는 프로토콜이 타겟으로 하는 특정 물리적 도메인에 따라 크게 달라집니다.
기업 판매 역시 DePIN 프로토콜의 과제입니다. 기업 영업은 종종 '화이트 글러브' 방식으로 진행되며, 시간이 많이 걸리고 맞춤형 서비스가 필요합니다. 고객은 일반적으로 책임을 질 수 있는 직접적인 책임자를 원합니다. 하지만 DePIN 네트워크에서는 어떤 개인이나 회사도 전체 네트워크를 대표할 수 없으며, 전통적인 기업 판매 프로세스를 운영할 수도 없습니다.
한 가지 해결책은 DePIN 프로토콜이 중앙화된 회사를 초기 유통 파트너로 두고 서비스를 재판매하는 것입니다. 예를 들어, 중앙 집중형 통신 회사는 일반 소비자에게 직접 서비스를 판매하고 미국 달러로 수수료를 청구할 수 있지만, 실제 서비스는 기반이 되는 탈중앙화 통신 네트워크에서 제공됩니다. 이런 방식으로 복잡한 암호화폐 지갑과 자체 보관 문제는 추상화되고 "암호화폐"의 속성이 숨겨집니다. 중앙화된 회사가 DePIN 네트워크 서비스를 배포하는 이러한 모델은 금융 서비스에서 널리 사용되는 " DeFi mullet" 모델과 유사한 "DePIN mullet "이라고 불릴 수 있습니다.
3. DePIN의 어려움: 검증
DePIN 프로토콜을 구축하는 데 가장 어려운 부분은 검증 입니다. 검증은 매우 중요합니다. 이는 고객이 비용을 지불한 서비스를 받았는지 확인할 수 있는 유일하고 확실한 방법이고, 서비스 제공자가 업무에 대한 적절한 대가를 받았는지 확인할 수 있는 방법이기 때문입니다.
3.1 피어투풀 대 피어투피어
대부분의 DePIN 프로젝트는 피어투풀 모델을 채택합니다. 이 모델에서 클라이언트는 네트워크에 요청을 하고, 네트워크는 클라이언트의 요구에 응답할 공급자를 선택합니다. 더 중요한 점은 고객이 네트워크에 수수료를 지불하고, 네트워크는 다시 서비스 제공자에게 수수료를 지불한다는 것입니다.
또 다른 옵션은 클라이언트가 서비스 제공자에게 직접 서비스를 요청하는 P2P 모델입니다. 이를 위해서는 클라이언트가 서비스 제공업체 그룹을 찾아 그 중 한 곳을 선택해 협력해야 합니다. 그 사이 고객은 서비스 제공자에게 직접 비용을 지불합니다.
피어 투 풀 모드에서는 피어 투 피어 모드보다 검증이 더 중요합니다. P2P 모델에서는 공급자나 고객이 거짓말을 할 수 있지만, 고객이 공급자에게 직접 비용을 지불하기 때문에 양측 모두 상대방이 거짓말을 하고 있다는 것을 네트워크에 증명하지 않고도 스스로 문제를 발견하고 거래를 중단할 수 있습니다. 피어 투 풀 모델에서는 네트워크에 클라이언트와 공급자 간의 분쟁을 중재할 수 있는 메커니즘이 필요합니다. 일반적으로 서비스 제공자는 네트워크에 가입할 때 네트워크에서 할당한 모든 클라이언트에게 서비스를 제공하기로 동의하므로 클라이언트와 서비스 제공자 간의 분쟁을 예방하거나 해결하는 유일한 방법은 탈중앙화 검증 방법을 갖는 것입니다.
DePIN 프로젝트는 두 가지 이유로 P2P 풀 설계를 선택했습니다. 첫째, P2P 모델은 기본 토큰을 사용하여 보조금을 제공하기 쉽게 해줍니다. 둘째, 사용자 경험(UX)을 개선하고 네트워크 사용에 필요한 오프체인 인프라를 줄입니다. DePIN 외부에서도 비슷한 예를 찾아볼 수 있는데, 바로 Uniswap과 같은 P2P 탈중앙화 거래소(DEX)와 0x와 같은 P2P DEX의 차이입니다.
토큰은 네트워크를 구축할 때 콜드 스타트 문제를 해결하는 데 도움이 되므로 중요합니다. Web2든 Web3든 프로젝트는 일반적으로 어떤 형태의 보조금을 통해 사용자에게 강력한 가치를 제공하여 네트워크 효과를 구축합니다. 이러한 보조금은 때로는 직접적인 경제적 인센티브(예: 비용 절감)이기도 하고, 때로는 확장할 수 없는 부가가치 서비스이기도 합니다. 토큰은 종종 재정적 보조금을 제공하는 동시에 커뮤니티를 구축하고 고객에게 네트워크 방향에 대한 의견을 제시하는 데 도움을 줍니다.
피어 투 풀 모델을 사용하면 사용자는 X 금액을 지불하고 서비스 제공자는 Y의 보상을 받습니다. 단, X < Y입니다. 이는 일반적으로 DePIN 프로젝트에서 서비스 제공자에게 보상하는 데 사용되는 기본 토큰을 생성하여 달성됩니다. 토큰 보상 Y는 고객이 지불한 금액 X보다 높을 수 있습니다. 투기자들이 토큰을 구매하여 초기 가치(네트워크가 아직 사용되지 않을 때는 종종 매우 낮거나 0일 수 있음)보다 높은 시장 가격을 할당하기 때문입니다.
궁극적인 목표는 서비스 제공자가 서비스 효율성을 개선함에 따라 DePIN 프로젝트는 네트워크 효과를 구축하여 X > Y를 달성하고, 이를 통해 X와 Y의 차이를 프로토콜 수익으로 사용하는 것입니다.
이와 대조적으로, P2P 모델은 토큰 보상을 보조금으로 구현하는 것을 더욱 어렵게 만듭니다. 고객이 X를 지불하고 서비스 제공자가 Y를 받는 경우(X < Y) 고객과 서비스 제공자가 직접 상호 작용할 수 있는 경우, 서비스 제공자는 고객이 자신에게서 서비스를 구매하는 것처럼 가장하여 "자체 거래"를 할 수 있습니다. 중앙집중화가 어느 정도 도입되거나 피어 투 풀 모델이 채택되지 않는 한, 탈중앙화 DePIN 프로토콜에서는 이러한 동작을 피하기 어렵습니다.
3.2 자기 거래
자기거래는 사용자가 고객이자 서비스 제공자 역할을 모두 하면서 스스로와 거래하여 네트워크에서 가치를 클레임 시도할 때 발생합니다. 이런 행동은 네트워크에 분명히 해롭기 때문에 대부분의 DePIN 프로젝트에서는 이 문제를 해결하려고 노력합니다.
가장 간단한 해결책은 보조금이나 토큰 인센티브를 제공하지 않는 것이지만, 이렇게 하면 네트워크 콜드 스타트 문제를 해결하기가 훨씬 어려워질 것입니다.
자기 이익을 위해 서비스를 제공하는 데 드는 비용이 전혀 없을 때(보통은 그렇지 않지만) 자기 거래자 위해 돈을 쓰는 것은 특히 해롭습니다. 자기거래 문제를 해결하는 일반적인 방법 중 하나는 서비스 제공자에게 토큰(일반적으로 기본 토큰)을 스테이킹 요구하고 스테이킹 가중치에 따라 고객 요청을 서비스 제공자에게 분배하는 것입니다.
스테이킹 메커니즘은 자체 거래 문제를 완화할 수 있지만 완전히 해결할 수는 없습니다. 그 이유는 대규모 서비스 제공자( 대량 의 토큰을 스테이킹 서비스 제공자)가 여전히 자신에게 할당된 고객 요청의 일부에서 이익을 얻을 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 서비스 제공자의 보상이 고객 결제 비용의 5배인 경우, 토큰의 25%를 스테이킹 서비스 제공자는 토큰 4개를 사용할 때마다 토큰 5개를 보상으로 받게 됩니다.
이 시나리오에서는 셀프 거래자 가 스스로 서비스를 제공하는 데 비용이 전혀 들지 않으며 다른 공급자에게 할당된 요청으로부터 아무런 이익도 얻지 못한다고 가정합니다. 셀프 거래자 다른 공급업체에 할당된 요청에서 일부 혜택이나 가치를 추출할 수 있다면 클라이언트 비용과 공급업체 보상의 특정 비율에서 셀프 거래자 더 많은 가치를 클레임 할 수 있습니다.
3.3 검증 방법
이제 인증이 왜 중요한 문제인지 이해했으므로 DePIN 프로젝트에서 고려할 수 있는 다양한 인증 메커니즘에 대해 논의해 보겠습니다.
의견 일치
대부분의 블록체인은 합의 메커니즘(일반적으로 작업 증명 (PoW) 또는 지분 증명(PoS )과 같은 Sybil어택 저항 메커니즘과 결합)을 사용합니다. "합의"를 "재실행"으로 다시 표현하는 것이 더 유용할 수 있습니다. 이는 합의를 형성하는 블록체인 네트워크의 모든 노드가 일반적으로 네트워크에서 처리된 모든 계산을 다시 실행해야 한다는 것을 강조하기 때문입니다. (이 규칙은 모듈 블록체인 또는 합의, 실행 및 데이터 가용성을 분리하는 블록체인 아키텍처에는 완전히 적용되지 않습니다.)
네트워크의 모든 노드가 잠재적으로 비잔틴 행동을 보일 것으로 가정되기 때문에 재실행이 필요한 경우가 많습니다. 즉, 노드들은 서로를 신뢰할 수 없기 때문에 서로의 작업을 확인해야 합니다. 새로운 상태 변경이 제안되면 블록체인을 검증하는 모든 노드가 해당 상태 변경을 실행해야 합니다. 이로 인해 재실행이 대량 발생할 수 있습니다! 예를 들어, 이 글을 쓰는 시점에서 이더 네트워크에는 6,000개가 넘는 노드가 있습니다.
블록체인이 신뢰할 수 있는 실행 환경(TEE, 하드웨어 또는 보안 엔클레이브라고도 함)이나 완전 동형 암호화를 사용하지 않는 한 재실행은 일반적으로 투명합니다. 두 기술에 대한 자세한 내용은 아래를 참조하세요.
정확한 실행 증명(예: 유효성 요약, ZEXE 등)
블록체인 네트워크의 모든 노드가 모든 상태 변경을 다시 실행할 필요 없이, 단일 노드가 주어진 상태 변경을 실행하고 노드가 상태 변경을 올바르게 실행했다는 증명을 생성할 수 있습니다. 정확한 실행이 증명되면 계산을 직접 수행하는 것보다 검증이 더 빠릅니다(이러한 특성으로 인해 증명이 간결해집니다 ). 이러한 증명의 가장 일반적인 형태는 SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) 또는 STARK(Succinct Transparent Argument of Knowledge)입니다. SNARK와 STARK는 종종 제로 지식 증명으로 확장되는데, 이는 증명된 진술에 대한 정보를 유출하지 않고 증명이 완료된다는 것을 의미합니다. 따라서 압축된 계산 증명을 언급할 때 SNARK/STARK와 제로 지식 증명(ZK 증명)이라는 용어는 종종 같은 의미로 사용됩니다 .
정확한 실행 증명을 기반으로 한 블록체인 중 가장 잘 알려진 유형은 아마도 제로 지식 롤업(ZKR, Zero-Knowledge Rollup)일 것입니다. ZKR은 기본 블록체인의 보안을 계승한 2계층 블록체인(L2)입니다. ZKR은 거래를 일괄 처리하고, 해당 거래가 올바르게 실행되었다는 증거를 생성한 다음, 검증을 위해 해당 증거를 1계층 블록체인(L1)에 게시합니다.
정확한 실행 증명은 블록체인의 확장성과 성능 , 개인 정보 보호 또는 둘 다를 개선하는 데 자주 사용됩니다. zkSync, Aztec, Aleo, Ironfish가 대표적인 예입니다. 더욱이, 정확한 실행의 증거는 다른 시나리오에서도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, Filecoin은 저장 증명에 ZK-SNARK를 사용합니다. 최근 몇 년 동안 정확한 실행 증명은 머신러닝(ML) 추론(ML 추론 ), 학습(ML 학습 ), 인증 등의 분야에 적용되기 시작했습니다.
무작위 표본 추출/통계적 측정
DePIN 프로젝트의 검증 문제를 해결하는 또 다른 방법은 서비스 제공자를 무작위로 표본 추출하여 고객 요청에 올바르게 대응하는지 측정하는 것입니다. 이러한 "도전 요청"은 일반적으로 네트워크에서 서비스 제공자의 스테이킹 에 비례하여 분산되며, 이는 검증에 도움이 될 뿐만 아니라 자체 거래 문제를 완화합니다.
많은 DePIN 프로젝트가 서비스 제공자의 가용성에 대한 높은 보상을 제공하기 때문에(가용성 보상은 일반적으로 고객 요청 처리에 대한 보상보다 높음) 무작위 표본 추출을 통해 서비스 제공자가 실제로 가용성이 있는지 확인할 수 있습니다. 네트워크는 가끔 서비스 제공자에게 도전 요청을 보냅니다. 제공자가 요청에 올바르게 응답하고 요청의 해시 값이 특정 난이도 임계값을 초과하는 경우, 제공자는 블록 보상과 동일한 보상을 받게 됩니다. 이러한 메커니즘은 합리적인 서비스 제공자가 일반적인 고객 요청과 도전적 요청을 구분할 수 없기 때문에 고객 요청에 올바르게 대응하도록 동기를 부여할 수 있습니다.
무작위 표본 추출의 일부 버전은 Nym , Orchid , Helium 과 같이 네트워크 기능에 초점을 맞춘 DePin 프로젝트에서 가장 널리 사용됩니다.
합의 메커니즘과 비교했을 때, 무작위 샘플링은 네트워크의 상태 변경 횟수보다 샘플 수가 훨씬 적을 수 있으므로 확장성이 더 좋을 수 있습니다.
신뢰할 수 있는 하드웨어
신뢰할 수 있는 하드웨어는 위에서 언급한 대로 개인 정보 보호에 유용할 뿐만 아니라 센서 데이터를 검증하는 데에도 사용할 수 있습니다. DePIN 프로젝트의 경우 탈중앙화 검증의 주요 과제는 오라클 문제를 해결해야 한다는 것입니다. 즉, 신뢰할 수 없거나 신뢰가 최소화된 방식으로 물리적 세계의 데이터를 블록체인에 도입하는 방법입니다. 신뢰할 수 있는 하드웨어를 사용하면 네트워크에서 물리적 센서 데이터의 결과를 기반으로 고객과 서비스 제공자 간의 분쟁을 판결할 수 있습니다.
신뢰할 수 있는 하드웨어에도 취약점이 있는 경우가 많지만, 단기 또는 중기적으로 실용적인 해결책이 될 수도 있고, 심층 방어를 위한 또 다른 보호 계층으로 활용될 수도 있습니다. 가장 일반적인 신뢰할 수 있는 실행 환경(TEE)에는 Intel SGX , Intel TDX, ARM TrustZone이 있습니다. Oasis , Secret Network , Phala 등의 블록체인 프로젝트는 모두 TEE를 사용했으며, SAUVE 프로젝트도 TEE를 사용할 예정입니다.
허용 목록 및 감사
검증을 위한 가장 실용적이고 기술적으로 가장 복잡하지 않은 솔루션은 DePIN 프로토콜에 참여하도록 특정 물리적 장치를 허용 목록에 추가하고, 서비스 제공자가 고객에게 올바르게 서비스를 제공하고 있는지 확인하기 위해 로그와 원격 측정 데이터를 수동으로 감사 것입니다.
실제로 이는 서명 키를 내장한 맞춤형 하드웨어를 구축하는 것을 포함하며 네트워크에 참여하는 모든 하드웨어를 검증된 제조업체에서 구입해야 함을 요구합니다. 그런 다음 제조업체는 내장된 키 세트를 허용 목록에 추가합니다. 네트워크에서는 허용 목록에 있는 키 쌍으로 서명된 데이터만 허용됩니다. 이 접근 방식은 장치에서 내장된 키를 클레임 매우 어렵고 제조업체가 어떤 키가 어떤 장치에 내장되어 있는지 정확하게 보고할 수 있다고 가정합니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 수동 감사 필요한 경우가 많습니다.
서비스의 정확성을 더욱 보장하기 위해 DePIN 프로토콜은 일반적으로 프로토콜 거버넌스를 통해 "감사"를 선출합니다. 감사자는 악의적인 행동을 찾아내고 그 결과를 프로토콜에 보고하는 책임을 맡습니다. 감사 인간이기 때문에 표준화된 프로토콜로는 감지할 수 없는 미묘한 공격을 식별할 수 있지만, 일단 식별되면 이러한 공격은 인간에게는 매우 명백하게 보일 수 있습니다. 일반적으로 감사 프로토콜 거버넌스에 잠재적인 징벌적 조치(예: 스테이킹 삭감)를 제출하거나 직접 삭감 이벤트를 유발할 수 있는 권한을 갖습니다. 이러한 접근 방식은 프로토콜 거버넌스가 사회적 합의에 관련된 인간의 인센티브 문제에도 대면 동시에 프로토콜의 최상의 이익에 따라 이루어진다고 가정합니다.
가장 좋은 해결책은?
잠재적인 인증 옵션이 여러 가지 대면 새로운 DePIN 프로토콜은 종종 가장 좋은 옵션을 결정하는 데 어려움을 겪습니다.
합의 메커니즘과 정확한 실행의 증거는 검증하기 어려운 경우가 많습니다. DePIN 프로토콜은 물리적 서비스를 포함하며, 합의나 증명은 계산적(즉, 물리적이 아닌 디지털) 상태 변화에 대해서만 강력한 보장을 제공할 수 있습니다. DePIN 프로토콜에서 검증을 위해 합의나 증명을 사용하려면 오라클 도 도입해야 하는데, 오라클 자체에는 (보통은 약한) 신뢰 가정 세트가 함께 제공됩니다.
무작위 표본 추출은 효율적이고 게임 이론 논리에 부합하며 물리적 서비스에도 잘 적용될 수 있기 때문에 DePIN 프로토콜에 적합합니다. 신뢰할 수 있는 하드웨어와 허용 목록은 스타트업에 가장 적합한 옵션인 경우가 많습니다. 구현하기 가장 간단하고 쉽기 때문입니다. 하지만 가장 중앙 집중화된 솔루션이기도 하며 장기적으로 성공할 가능성이 낮습니다.
DePIN이 중요한 이유
암호화폐의 인기는 국가로부터 돈을 자유롭게 통제하려는 욕구에서 비롯되었지만, 실제로는 기본적인 인터넷 연결, 전기 공급, 물 사용과 같은 더 필수적인 서비스의 권력이 소수의 손에 집중됩니다. 이러한 네트워크를 탈중앙화 우리는 더 자유로운 사회를 만들 수 있을 뿐만 아니라, 더 효율적이고 번영하는 사회를 만들 수 있습니다.
탈중앙화 미래란 특권층만이 아니라 많은 사람이 더 나은 솔루션을 내놓는 데 기여할 수 있다는 것을 의미합니다. 이러한 철학은 잠재적인 인적 자본은 어디에나 존재한다는 믿음에 뿌리를 두고 있습니다. 탈중앙화 금융 시스템이나 탈중앙화 개발자 플랫폼에 관심이 있다면, 우리가 매일 사용하는 다른 필수적인 웹 기반 서비스에 대해서도 생각해 보세요.
저자 소개
가이 울렛은 a16z 암호화폐 투자팀의 파트너로, 암호화폐 전반에 걸친 투자에 중점을 두고 있습니다. Guy는 a16z에 합류하기 전 Protocol Labs에서 독립적인 연구를 수행하며 탈중앙화 네트워크 프로토콜을 구축하고 인터넷 인프라를 업그레이드하는 작업을 진행했습니다. 그는 스탠포드 대학에서 컴퓨터 과학 학사 학위를 취득했으며, 재학 시절 학교 조정팀의 일원으로 활동했습니다.
