2023년, 블록체인 인프라 개발업체 ZeroSync의 공동 창립자인 로빈 리누스는 BitVM이라는 확장 솔루션을 제안했습니다. 이 솔루션은 비트코인 메인넷의 합의 규칙을 변경하지 않고도 비트코인 인프라 네트워크에 스마트 계약과 유사한 프로그래밍 기능을 도입하는 것을 목표로 합니다. 기반 프로토콜을 크게 변경해야 하고 개발 속도가 느린 많은 확장 방식과 달리, BitVM은 낙관적 메커니즘과 사기 방지 기능을 활용하여 임의의 계산을 비트코인 스크립트로 검증 가능한 형태로 변환합니다. 이를 통해 최소한의 변경으로 비트코인 인프라 네트워크에서 튜링 완전 계산을 구현할 수 있습니다.
최근 몇 년 동안 BitVM 커뮤니티와 개발자들의 관심이 빠르게 성장하고, 특히 BitVM2 출시 이후 이를 중심으로 구축된 레이어 2 생태계가 점차 부상하면서 비트코인 인프라 생태계 내 금융 애플리케이션 개발이 더욱 촉진되었습니다. 특히 GOAT 네트워크는 BitVM2를 기반으로 비트코인의 ZK 롤업을 구축했습니다. 운영자 노드의 기능과 역할을 체계적으로 최적화함으로써 BitVM2의 보안, 공정성, 효율성 측면에서 잠재적인 병목 현상을 극복하고 비트코인 생태계 내에서 "실시간 증명" 메커니즘을 구현했습니다. 공식적으로 GOAT 네트워크의 핵심 구성 요소인 GOAT BitVM2는 약 2.6초 만에 레이어 2 블록에 대한 ZK 증명(영지식 증명)을 생성할 수 있습니다. 이는 GOAT 네트워크가 BitVM 이론적 프레임워크 내에서 확장성과 검증 효율성의 한계를 더욱 극복하여 대규모 생태계 애플리케이션과 크로스체인 검증을 지원하는 실행 가능한 기반을 제공했음을 보여줍니다.
그렇다면 BitVM은 실제로 어떻게 작동할까요? GOAT Network는 BitVM을 어떻게 최적화할까요? BitVM 외에도 GOAT Network는 어떤 핵심 구성 요소를 도입하고 어떤 기술 혁신을 달성할까요? 이 연구 보고서에서는 각 구성 요소를 자세히 설명합니다.
저자: ShirleyLi
표지: 이 프로젝트의 로고
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배경
비트코인은 원래 P2P(개인 간) 전자 화폐 시스템, 즉 본질적으로 탈중앙화된 분산 원장으로 설계되었습니다. 따라서 1세대 블록체인으로서 복잡한 계약 기능이 부족했습니다. 그러나 비트코인 인프라 네트워크가 확장됨에 따라 이러한 설계는 비트코인 메인넷의 처리량과 확인 속도를 제한하는 병목 현상이 되었습니다. 더욱이, 비트코인 인프라 네트워크의 고도로 탈중앙화된 거버넌스 구조로 인해 네트워크 업그레이드는 개발자가 구현하기가 매우 어렵고 까다롭습니다. 이러한 요소들이 결합되어 비트코인 인프라 네트워크가 확장에 어려움을 겪는 근본적인 원인이 되었습니다.
이러한 배경에서 비트코인 인프라 네트워크 개발자들은 일련의 "회전식" 확장 계획을 시도하여 네트워크 처리 기능을 개선하고, 상호작용 비용을 줄이고, 비트코인 메인넷을 직접 변경하지 않고도 비트코인 인프라 네트워크에 스마트 계약 기능을 제공하려고 시도했습니다.
예를 들어, 라이트닝 네트워크는 두 노드 간에 양방향 결제 채널을 구축하여 단일 온체인 결제로 여러 오프체인 거래를 원활하게 처리하는 상태 채널을 제안합니다. 이는 소규모 고빈도 거래에 빠른 경로를 제공합니다. 반면 RGB는 클라이언트 측 검증 모델을 사용하여 각 참여 노드가 자신의 데이터만 검증하도록 함으로써 글로벌 데이터 검증 비용을 절감하고자 합니다. 그러나 이러한 솔루션은 몇 가지 한계에 직면합니다. 라이트닝 네트워크의 적용 시나리오가 상대적으로 제한적이며, 2019년에 개발을 시작했지만 올해 8월에야 메인넷을 공식 출시한 RGB는 배포 속도가 상당히 느렸습니다.
2023년 1월, 오디널 프로토콜이 등장하면서 비트코인 생태계가 폭발적으로 성장하고 수많은 레이어 2가 탄생했습니다. 이더리움 생태계의 롤업 모델에서 영감을 받은 개발자들은 이 모델을 비트코인 생태계에 더 효과적으로 도입할 방법을 모색하기 시작했습니다.
핵심 관점에서 Rollup 설계 개념은 이더리움 메인체인 외부에서 트랜잭션을 실행하고 실행 결과와 관련 데이터를 메인체인에 제출하는 것입니다. 이러한 접근 방식은 보안을 보장하는 동시에 메인체인의 연산 부담을 크게 줄입니다. 제출 방식에 따라 현재 주류 롤업은 낙관적 롤업과 ZK 롤업의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 낙관적 롤업은 모든 트랜잭션이 신뢰할 수 있다고 가정하고 이를 이더리움 메인넷에 일괄적으로 제출하지만, 제출된 데이터에 대해 누구나 의문을 제기하거나 이의를 제기할 수 있는 시간을 확보합니다. 반면 ZK 롤업은 메인넷에 제출된 데이터와 함께 모든 검증자에게 "유효성 증명"을 동시에 제출합니다.
그러나 ZK 증명 생성에 필요한 상당한 연산 오버헤드로 인해 ZK Rollup은 오랫동안 이더리움 생태계 내에서 널리 채택되는 데 어려움을 겪었습니다. 그러나 ZK 인프라가 성숙해짐에 따라 ZK Rollup은 빠른 속도로 구현되기 시작했으며, 이는 이더리움 확장성 생태계의 새로운 시대를 열었습니다.
동시에 비트코인 인프라 네트워크 내에서 핵심 연산 패러다임인 BitVM이 제안되었습니다. BitVM의 핵심 가치는 네트워크의 제한된 스크립팅 시스템 내의 특정 검증 메커니즘을 통해 비트코인 인프라 네트워크 메인넷에서 복잡한 애플리케이션의 로직을 간접적으로 검증할 수 있다는 것입니다. 즉, BitVM은 비트코인 인프라 네트워크에 더욱 강력한 연산 검증 기능을 도입하여 ZK Rollup의 연산 검증 요구를 정확하게 충족할 수 있습니다. 특히, 2025년 7월 BitVM3 백서가 발표된 이후, BitVM3는 온체인 거래 규모를 크게 줄여 전체 검증 프로세스의 거래 비용을 크게 절감하고, 경제적 타당성을 높여 비트코인 네트워크 내에서 복잡한 연산 검증을 구현하기 위한 전제 조건을 마련했습니다.
GOAT Network는 어떻게 ZK Rollup을 비트코인 인프라 네트워크에 도입합니까 ?
앞서 언급했듯이, 롤업은 현재 이더리움에서 가장 널리 사용되는 레이어 2 솔루션입니다. 따라서 옵티미직 롤업과 ZK 롤업은 원래 이더리움 확장을 위해 설계되었습니다. 그러나 비트코인 인프라 네트워크 스크립트의 단순성으로 인해 ZK 증명 검증을 직접 지원하기 어렵고, 온체인 직접 검증 비용이 높습니다. 따라서 롤업, 특히 ZK 롤업을 비트코인 인프라 네트워크에 구축하는 것은 이더리움보다 훨씬 어렵습니다. 그렇다면 롤업 모델을 비트코인 인프라 네트워크에 도입할 수 있을까요? 그리고 연산 결과와 데이터를 검증을 위해 비트코인 메인넷에 어떻게 제출할 수 있을까요?
GOAT 네트워크는 비트코인 네트워크에서 ZK 롤업을 구현하기 위한 솔루션을 제공합니다. ZKM, BitVM2, 그리고 분산형 시퀀서를 결합하여 비트코인 인프라 내에 ZK 롤업을 구축하고, 비트코인의 기능을 확장하여 더욱 빠르고 보편적인 사용자 경험을 제공하는 것을 목표로 합니다.
공식 발표에 따르면, GOAT 네트워크의 핵심 기여자인 케빈 리우는 이더리움 레이어 2 메티스(Metis)의 창립자이기도 합니다. 메티스는 낙관적 롤업(Optimistic Rollup)과 ZK 롤업(Zero-K Rollup)의 장점을 결합하여 높은 처리량과 빠른 상호작용 기능을 제공하는 이더리움 하이브리드 롤업입니다.
ZK 증명 메커니즘을 Optimistic Rollup 아키텍처에 도입하고 이를 Hybrid Rollup으로 변환할 수 있도록 하기 위해 Metis Foundation은 2023년 7월 zkVM 프레임워크인 ZKM을 인큐베이션했습니다 . 원래는 ZK 증명을 Optimistic Rollup 모델에 통합하여 개발자가 ZK 증명을 사용하여 최종 상태를 확인하고 크로스 체인 결제의 효율성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 것이었습니다. 그러나 개발이 진행됨에 따라 ZKM은 더 이상 단일 가상 머신에만 국한되지 않고 점차 일반적인 ZK 인프라로 발전했습니다. 그중 ZKM 팀이 출시한 zkMIPS(현재 Ziren으로 명칭 변경)는 ZKM의 범용 증명 시스템의 핵심이 되었으며, 다양한 체인이 통합된 ZK 검증 환경에서 상호 작용할 수 있도록 지원합니다. 따라서 ZKM 팀은 ZKM의 보편성이 가상 머신에 의존하지 않고 모든 블록체인을 지원할 수 있는 보편적인 결제 네트워크를 구축하는 데 도움이 될 수 있다고 생각하며, 비트코인 또한 이러한 멀티 체인 시스템에 포함되어야 한다고 생각합니다. [1]
따라서 GOAT 네트워크는 ZKM이 제공하는 기본 검증을 바탕으로 비트코인 인프라 네트워크에서 실행 가능한 ZK 롤업을 구축하는 방법을 탐색하기 시작했습니다.
공식 발표에 따르면, GOAT 네트워크는 이제 프로덕션 환경에서 실시간 ZK 증명 생성을 달성했습니다. 즉, GOAT 네트워크는 거래를 패키징하는 동시에 검증 증명을 신속하게 생성할 수 있게 됩니다.
구현 측면에서, GOAT 네트워크는 ZKM 가상 머신 Ziren을 확장성 인프라로 활용하는 것 외에도 BitVM2와 긴밀하게 통합되어 ZK 증명을 비트코인 스크립트에 작성하고 온체인에서 검증할 수 있도록 하여 비트코인 인프라 네트워크의 보안을 그대로 유지합니다. 또한, GOAT 네트워크는 분산형 정렬 프로토콜을 통해 크로스 체인 메시지가 비트코인 인프라 네트워크와 GOAT 네트워크 간의 합의에 도달할 수 있도록 지원하여 단일 중앙 노드에 대한 의존성을 제거하는 독창적인 방법을 제공합니다.
다음으로, 이러한 구성 요소를 하나씩 분석하고 GOAT 네트워크의 작동 논리를 심층적으로 분석해 보겠습니다.
GOAT 네트워크의 기술 경로
GOAT 네트워크의 이론적 기반 — BitVM
BitVM은 블록체인 인프라 개발사 ZeroSync의 공동 창립자인 로빈 리누스가 2023년에 제안한 확장 솔루션입니다. 이 솔루션의 목표는 비트코인 인프라 네트워크의 합의 규칙을 변경하지 않고도 스마트 계약과 유사한 프로그래밍 기능을 비트코인 인프라 네트워크에 도입하는 것입니다.
이더리움의 계정 모델과 달리, 비트코인 네트워크 인프라는 UTXO(미사용 거래 출력) 모델을 기반으로 구축됩니다. 비트코인 스크립트는 기본적으로 UTXO 지출 조건을 명시하도록 특별히 설계된 간단한 조건부 검증 메커니즘입니다. 따라서 비트코인 스크립트의 표현력은 매우 제한적입니다. 더욱이, UTXO가 지출되면 전체 스크립트 조건도 공개적으로 공개되어 지출 과정에서 프라이버시가 부족합니다.
2021년, 비트코인 인프라 네트워크는 Taproot 업그레이드를 통해 새로운 거래 유형인 Pay-to-Taproot(P2TR)를 도입했습니다. 이 거래 유형에서 사용되는 핵심 메커니즘 중 하나는 MAST(Merkelized Abstract Syntax Tree)입니다. MAST 메커니즘을 사용하면 복잡한 스크립트의 실행 조건을 분할하여 Merkle 트리로 엮을 수 있습니다. UTXO를 사용할 때 전체 스크립트를 노출하지 않고 실제로 실행되는 분기와 관련 증명만 게시됩니다. 이 접근 방식은 UTXO 거래의 개인 정보 보호 기능을 향상시킬 뿐만 아니라 실행 효율성도 향상시킵니다. 따라서 개발자는 더 복잡한 스크립트(예: 다중 서명 메커니즘, 지출 높이 등)를 작성할 수 있습니다. 동시에 실제로 실행되는 스크립트 분기만 공개하면 되므로 체인에 업로드해야 하는 데이터 양도 크게 줄어듭니다.
BitVM은 MAST 메커니즘을 활용하여 복잡한 프로그램 로직을 머클 트리 형태로 표현하고자 합니다. 사기 방지(fraud proof) 개념을 기반으로, BitVM은 증명자(prover)와 검증자(verifier)라는 두 가지 역할을 수행합니다. 증명자는 프로그램의 연산을 오프체인으로 실행하고 결과의 정확성을 주장하는 반면, 검증자는 증명자의 결과를 검증하고 이의가 제기된 데이터에 대해 이의를 제기합니다. 연산의 신뢰성을 보장하기 위해 증명자는 프로그램을 논리 연산으로 구성된 회로로 컴파일한 다음, 이 전체 회로를 거대한 탭루트(Taproot) MAST로 매핑합니다. 각 논리 게이트는 머클 트리의 리프 스크립트에 해당합니다. 이 매핑은 실제 실행이 아니라 프로그램 로직에 대한 "약속"이라는 점에 유의해야 합니다. 그런 다음 증명자는 이 트리의 루트에서 P2TR UTXO를 생성하고, 약속을 보장하기 위해 예치금을 여기에 잠그고, 전체 프로그램 연산을 오프체인으로 실행합니다.
BitVM의 초기 설계에서는 고정된 검증자 집합만이 챌린지를 수행할 수 있었습니다. 또한, 충돌을 유발한 연산을 찾아내기 위해 상호작용 사기 증명(interactive fraud proof)을 사용했기 때문에, 즉 이분법을 통해 문제의 범위를 지속적으로 좁히기 위해 각 챌린지마다 많은 온체인 상호작용이 필요했고, 이로 인해 분쟁이 장기간 지속되었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2024년에 BitVM2가 제안되었습니다. 이 솔루션은 챌린지 메커니즘을 자유화하여 비트코인 풀 노드를 가진 모든 사용자가 챌린지를 시작할 수 있도록 했으며, SNARK(Succinct Non-interactive Argument of Knowledge) 검증자를 도입하여 챌린지 상호작용 라운드 수를 2~3회로 줄여 검증 효율성을 향상시켰습니다. [2]
특히 BitVM2는 낙관적 메커니즘을 기반으로 합니다. 증명자가 제출한 계산 결과가 정직하고 신뢰할 수 있다고 가정할 때, 어떤 검증자가 이의를 제기할 수 있더라도, 그중 적어도 한 명이라도 정직하고 증명자가 제출한 증명과 결과를 정확하게 비교할 수 있다면 증명자의 실제 행동을 검증할 수 있습니다. 부정직한 검증자는 처벌을 받습니다(스테이킹된 자금은 몰수됩니다). 이는 소위 1/n 정직성 가정입니다.
상호 작용 라운드 수를 줄이기 위해 BitVM2는 SNARK 검증기를 사용하여 전체 연산 프로세스에 대한 커밋을 오프체인으로 생성합니다. 그러나 비트코인 스크립트의 한계로 인해 이더리움처럼 전체 SNARK 검증 프로세스를 한 번에 실행할 수 없습니다. 따라서 BitVM2는 SNARK 검증기를 여러 개의 서브루틴으로 분할하고, 각 서브루틴은 MAST의 리프 스크립트에 내장됩니다. 따라서 BitVM2의 실제 작동에서 증명자는 먼저 오프라인에서 SNARK 커밋을 생성하여 실행한 프로그램의 연산 결과가 정확함을 확인합니다. 이 SNARK 커밋은 이후 분쟁 해결을 위해 저장됩니다. 이후 검증자가 특정 연산 단계에 의문을 제기하면 리프에서 검증자 서브루틴에 직접 이의를 제기하여 증명자에게 해당 입력 및 출력을 공개하도록 요청한 다음, 검증을 위해 스크립트를 온체인에서 실행할 수 있습니다. 증명자가 합의된 시간 내에 데이터를 공개하지 못하거나, 공개된 데이터가 실행 후 실제 데이터와 일치하지 않으면, 검증자는 증명자의 예치금을 획득합니다. 이의신청 기간 내에 유효한 이의신청이 제기되지 않으면 증명자는 궁극적으로 보증금을 회수할 수 있습니다.
간단히 말해, BitVM의 초기 버전은 비트코인 메인넷에 전체 연산 과정을 점진적으로 공개하고, 분쟁 지점을 찾기 위해 여러 차례의 상호작용을 거쳐야 했기 때문에 검증 시간이 길어졌습니다. BitVM2는 "낙관적 실행 + 사기 방지" 모델을 도입하여 이 문제를 해결합니다. 이 모델은 기본적으로 연산 결과가 정확하다고 가정하고, 이의 제기가 시작될 때만 분쟁 데이터를 온체인에 공개합니다. 또한, 이를 통해 검증 상호작용 횟수를 줄여 검증 효율성을 향상시킵니다.
BitVM 기반 혁신——GOAT BitVM2
그러나 BitVM2는 설계상 여전히 몇 가지 단점을 가지고 있습니다. 구체적으로는 다음과 같습니다.
- BitVM2는 SNARK 검증자를 Taproot MAST 구조로 분리하기 때문에, 단일 온체인 검증은 이더리움처럼 전체 상태 전환의 전역 유효성을 한 번에 검증하는 것이 아니라 특정 연산 단계에만 대응할 수 있습니다. 따라서 "가장 긴 체인 원칙"을 채택하는 비트코인 인프라 네트워크의 경우, 악의적인 운영자 노드가 포크된 체인에서 생성된 상태 커밋을 BitVM2의 검증자에게 제출할 경우, BitVM2는 이론적으로 이 상태 커밋이 "가장 긴 체인"에서 생성되었는지 확인하지 않아 "이중 지불 공격"의 잠재적 위험을 야기합니다.
- BitVM2는 SNARK 검증기를 도입하여 검증 효율성을 향상시켰지만 여전히 사기 방지 메커니즘을 기반으로 하며 1~2주간의 챌린지 주기를 갖고 있습니다.[2]
- 챌린지 프로세스의 효율성을 보장하기 위해 모든 참가자는 분쟁 기간 동안 일정량의 자산을 스테이킹해야 합니다. 그러나 분쟁 기간이 길기 때문에 스테이킹된 자금을 신속하게 출금하기 어려워 참여 노드의 비용이 의도치 않게 증가합니다. 더 나아가, 챌린지 결과에서 부정 행위가 발견되지 않을 경우(이는 일반적인 현상입니다), 검증인은 "노력"을 기울이면서도 "보상"을 받지 못하는 상황에 직면하게 되어 챌린저들의 열정을 더욱 약화시킵니다.
위의 문제를 해결하기 위해 GOAT Network는 BitVM2의 검증 아키텍처와 ZK 증명 메커니즘에 대한 zkVM의 지원을 결합하여 보안, 챌린지 메커니즘, 경제적 인센티브와 같은 핵심 문제를 체계적으로 최적화했으며, 이를 통해 비트코인 인프라 네트워크에서 ZK Rollup 솔루션 구현을 촉진했습니다.
Optimistic Rollup과 달리 ZK Rollup의 핵심 기능은 사기 증명 대신 ZK 증명을 사용한다는 것입니다. 증명자는 각 거래 배치에 대해 ZK 증명을 생성해야 하며, 검증자는 해당 증명을 직접 검증할 수 있으므로 장시간의 상호작용 문제를 피할 수 있습니다.
BitVM2는 이미 사기 방지 기능을 SNARK 검증에 통합하여 SNARK 검증기를 단계적으로 구현하고 있으므로, Rollup에 대한 완전한 ZK 증명 검증 로직을 BitVM2 검증기에 내장하여 비트코인 인프라 메인넷에서 ZK 증명의 유효성을 직접 확인할 수 있게 되면 비트코인 인프라 네트워크에서 ZK Rollup 모델을 지원할 수 있게 됩니다. 이를 위해 GOAT Network는 BitVM2를 최적화하고 GOAT BitVM2를 개발했습니다.
GOAT Bridge를 통한 크로스 체인 브리지 메커니즘 최적화
앞서 언급했듯이 BitVM2는 비트코인 인프라 네트워크에서 복잡한 로직의 실행을 검증할 수 있는 컴퓨팅 프레임워크입니다. BitVM2는 운영 중에 비트코인 메인넷을 결제 계층으로 활용하며, 분쟁 발생 시 데이터 가용성 계층의 일부 역할을 수행할 수 있도록 합니다. 즉, BitVM2는 외부 시스템이 비트코인 인프라 네트워크의 보안을 상속받는 동시에 비트코인 인프라 네트워크 자산과 외부 네트워크 간의 상호 작용을 원활하게 할 수 있도록 합니다. 따라서 크로스체인 시나리오에서 BitVM2의 검증 기능을 기반으로 BitVM2 크로스체인 프로토콜이 도출되었습니다.
운영 관점에서 크로스 체인 브릿지는 시작 체인과 대상 체인을 연결합니다. 자산이 두 체인 간에 "이동"하는 것은 진정한 크로스 체인 전송이 아니라, 한 체인에 자산을 잠그고 다른 체인에 동일한 양의 자산을 해제하는 것입니다. 예를 들어, 사용자가 비트코인 인프라 네트워크에서 일정량의 메인넷 자산을 잠그면 BitVM2 크로스 체인 프로토콜은 동일한 양의 래핑된 자산을 레이어 2에 매핑합니다. 이 과정을 페깅이라고 합니다. 사용자가 비트코인 인프라 메인넷에서 잠긴 자산을 해제하려고 하면 레이어 2에 래핑된 자산이 파기되고, 비트코인 인프라 메인넷에 있는 해당 자산은 검증 후 해제됩니다. 이 과정을 페깅 아웃이라고도 합니다. 따라서 자산 해제 여부를 결정하는 것은 다양한 브릿징 솔루션의 핵심 메커니즘이 됩니다.
기존의 브리징 솔루션은 일반적으로 다중 서명 메커니즘을 사용하여 거래를 확인하거나, 시작 체인과 대상 체인 모두에 스마트 계약을 배포한 후, 스테이킹된 노드 그룹이 크로스 체인 거래를 검증하고 실행합니다. 반면, BitVM2 크로스 체인 프로토콜은 크로스 체인 거래의 정확성을 BitVM2의 검증 메커니즘에 직접 위임하여 SNARK 검증자와 사기 방지 기능을 결합하여 비트코인 메인넷과 레이어 2 간의 자산 흐름을 원활하게 합니다. 따라서 BitVM2 브리징 프로토콜은 "신뢰 최소화 크로스 체인 브릿지" 솔루션으로 간주될 수 있습니다.
크로스체인 브리징 과정에서 BitVM2는 전송 과정의 보안을 보장하기 위해 운영자 노드(BitVM의 증명자(prover)에 해당), 검증자 노드(BitVM의 검증자(verifier)에 해당), 그리고 위원회(Committee)라는 세 가지 역할을 설계했습니다. 운영자 노드는 작업 실행을 담당하며, 지분(stake)과 SNARK 검증자(verifier)의 정직한 실행에 대한 약속을 요구합니다. 페그아웃(peg-out) 동안, 운영자 노드는 SNARK 검증자의 출력을 청구된 연산 결과로 비트코인 메인넷에 제출합니다. 그런 다음 검증자 노드는 운영자 노드의 연산 결과에 이의를 제기할 책임이 있습니다. 위원회는 추가적인 보안 조치로 거래 서명을 지원합니다.
GOAT Bridge는 BitVM2의 크로스체인 로직을 기반으로 몇 가지 조정을 했습니다.
먼저, BitVM2의 페그아웃(Peg-out) 프로세스는 사용자가 시작해야 합니다. GOAT Bridge에서 사용자가 래핑된 자산을 폐기하려고 할 때, 운영자 노드는 동시에 비트코인 인프라 메인넷에서 동일한 금액의 메인넷 자산을 지불합니다. 이 프로세스는 BitVM2의 검증 로직을 따릅니다. 검증이 통과되면 사용자는 해당 비트코인 인프라 메인넷 자산을 받고, 래핑된 자산은 폐기됩니다. 검증이 실패하면 두 거래 모두 롤백됩니다. 이 메커니즘을 통해 운영자 노드는 여러 개의 소규모 페그아웃을 집계하고 청산하여 실행 비용을 줄이고, 크로스체인 효율성을 향상시키며, 사용자 경험을 최적화할 수 있습니다.
둘째, 운영자 노드가 페그아웃 단계에서 유리한 정렬기 세트를 선택하여 거래 정렬 및 검증 프로세스에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 GOAT Bridge는 위원회가 2주마다 다음 정렬기 세트의 공개 키 목록을 미리 패키징하여 비트코인 인프라 메인넷에 제출하고 UTXO 형태로 브로드캐스트하여 공개 정보의 목적을 달성하도록 요구합니다.
마지막으로, 운영자 노드에 도전한 후 검증 노드가 얻은 보상은 통합 보상 풀에 모아지고 위원회에서 균등하게 분배하여 인센티브 시스템의 지속 가능성을 유지합니다.
다중 라운드 무작위 도전 메커니즘
검증 프로세스의 신뢰성을 높이기 위해 BitVM2는 챌린지 메커니즘을 도입합니다. 그러나 여러 사람이 동일한 연산에 동시에 챌린지하는 경우, 자원 낭비뿐만 아니라 검증 효율성도 저하됩니다. 더 나아가, 운영자 노드가 여러 라운드의 챌린지 동안 부정 행위가 발생하지 않으면, 검증자 노드는 비용이 발생하지만 인센티브를 받지 못하는 문제에 직면하게 됩니다. 따라서 GOAT BitVM2는 이 프로세스를 최적화하기 위해 다중 라운드 무작위 챌린지 메커니즘을 도입합니다.
구체적으로, GOAT BitVM2는 기존 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup)에서 사용되는 1~2주간의 챌린지 기간을 세분화합니다. 이 기간 동안 검증자 그룹은 무작위로 선정되어 여러 라운드에 걸쳐 챌린지를 받게 되며, 각 라운드에는 한 명의 챌린저만 참여합니다. 예를 들어, GOAT BitVM2는 6명의 검증자(모두 소량의 비트코인 메인넷 인프라 자산을 스테이킹해야 함)를 선정하고, 각 검증자에게 2시간의 검증 기간을 할당하여 교대로 검증하도록 할 수 있습니다. 검증자가 라운드 중 부정 행위를 감지하고 부정 행위 증명을 제출하면 보상을 받습니다. 라운드에서 책임을 다하지 못하면 페널티를 받습니다.
이 메커니즘의 장점은 여러 노드가 동시에 챌린지를 시작함으로써 발생하는 자원 낭비를 방지하고 검증 효율성을 향상시킨다는 것입니다. 또한, 검증 노드가 무작위로 선정되기 때문에 검증 프로세스의 보안도 눈에 띄게 향상됩니다. 공식 발표에 따르면, GOAT BitVM2는 이 메커니즘을 사용하여 챌린지 기간을 하루로 단축합니다.
GOAT 네트워크 의 증명 엔진 — ZKM
2계층 블록에 대한 ZK 증명(영지식 증명)을 생성하기 위해 GOAT Network는 ZKM 팀의 가상 머신 제품을 사용했습니다.
2023년 7월 메티스 재단에서 인큐베이션한 프로젝트인 ZKM(이전 명칭: Project M)은 처음에는 하이브리드 롤업 아키텍처를 위한 영지식 증명 솔루션을 도입하고 이더리움 생태계를 위한 오픈소스 인프라 계층을 구축하는 것을 목표로 했습니다. 그러나 개발이 진행됨에 따라 ZKM의 중요성은 점차 커져 하이브리드 롤업 개발을 넘어 "크로스 체인 검증 계층" 구축에 집중하게 되었습니다. 이를 통해 개발자는 ZK 증명을 사용하여 여러 체인에서 실행 결과를 균일하게 검증할 수 있게 되었으며, 이를 통해 중앙 집중식 크로스 체인 브리지에 대한 의존도를 줄일 수 있었습니다.
올해 6월, ZKM의 핵심 가상 머신인 zkMIPS가 버전 1.0을 출시했습니다. 이 버전은 이더리움과 비트코인 인프라 네트워크 모두에 서비스를 제공하고, 다양한 체인과 호환되는 ZK Rollup 인프라를 구축하는 데 전념합니다. 이를 통해 zkMIPS의 다재다능함이 더욱 향상됩니다.
구현 측면에서 zkMIPS는 MIPS32r2 명령어 집합 아키텍처를 기반으로 하는 zkVM입니다. zkVM은 영지식 증명(ZK 증명)과 가상 머신(VM)을 결합하여 zkEVM보다 더 일반적인 기능을 제공합니다. 즉, zkVM은 스마트 계약과 암호화 검증을 지원할 뿐만 아니라 더 일반적인 계산 논리를 실행할 수 있어 이더리움 생태계를 넘어 그 적용 범위를 확장합니다. 현재 Polygon과 RISC Zero와 같은 팀이 zkVM 개발을 진행하고 있습니다.
그러나 RISC Zero에서 사용하는 주류 명령어 집합인 RISC-V와 달리 zkMIPS는 MIPS32r2 명령어 집합을 사용합니다. 이 선택에 대해 설명하기 전에 먼저 RISC-V의 관련 배경을 살펴보겠습니다.
RISC-V는 RISC 원리에 기반한 오픈 소스 명령어 집합 아키텍처(ISA)입니다. 이 명령어 집합은 Web2 컴퓨팅 분야에서 유래되었으며, 일반 컴퓨팅을 위한 명령어 집합을 나타냅니다. RISC-V 명령어 집합에는 연산 및 논리 연산, 로드 및 저장 연산, 점프 및 기타 다양한 기능을 수행하는 명령어가 포함되어 있습니다. 기본 명령어 집합은 40개가 넘는 명령어로 구성되어 있으며, 모듈러 확장 명령어를 포함하더라도 그 수는 수십 개에 불과합니다. 따라서 RISC-V 아키텍처는 단순성과 유연성이라는 특징을 가지며, 완전히 오픈 소스이고 다재다능합니다. [3]
그러나 이처럼 지나치게 간소화된 접근 방식은 비트코인 인프라를 동시에 지원하는 것을 목표로 하는 zkMIPS에 최선의 선택이 아닌 것으로 보입니다. RISC-V의 기본 명령어 집합은 단순하지만, 복잡한 프로그램 로직을 구현하려면 수많은 명령어가 필요하기 때문에 증명 회로의 크기와 증명 생성 비용이 증가하기 때문입니다. 반면 MIP32r2는 더 풍부한 명령어 스트림( 62개 명령어 구현)과 더욱 통합된 형식을 지원하여 불필요한 단계를 제거합니다. 더욱이 RISC-V가 여전히 발전하고 있다는 점을 고려할 때, 장기적인 안정성, 크로스체인 이식성, 그리고 낮은 ZK 증명 생성 비용을 추구하는 zkMIPS에는 MIP32r2가 더 나은 선택입니다.
올해 7월, ZKM 팀은 zkMIPS를 최신 버전인 Ziren으로 더욱 업그레이드했습니다 . 이 버전은 GPU 가속을 통해 ZK 증명 생성 속도를 크게 향상시키고, 병렬 ZK 증명 생성을 지원하는 분산 노드 네트워크를 도입했습니다.
기능적으로 Ziren은 Rust 또는 C(곧 Golang 지원 예정)로 개발된 프로그램을 실행 가능한 MIPS 명령어로 컴파일하고, 계산을 실행하고, 동시에 계산의 정확성을 증명하기 위해 ZK 증명을 생성합니다. GOAT BitVM2의 경우, Ziren은 생성된 각 블록에 대해 Layer 2의 각 상태 변경에 대한 ZK 증명을 생성할 수 있습니다. 운영자 노드는 이러한 블록별 증명을 단일 SNARK 증명으로 집계하여 필요할 때 비트코인 메인넷에 제출할 수 있습니다. 최신 공식 데이터 에 따르면, Ziren은 약 2.6초 안에 Layer 2 블록에 대한 ZK 증명을 생성할 수 있고, 운영자 노드는 약 2.7초 안에 ZK 증명 배치를 집계할 수 있으며, 증명 집계에서 비트코인 메인넷에 제출까지 걸리는 시간은 약 10.38초입니다. 이러한 성능 지표는 GOAT BitVM2 베타 테스트넷에서 실시간 증명 기능의 실현 가능성을 명확히 뒷받침합니다.
Universal Operator를 사용한 분산 정렬
그렇다면 GOAT 네트워크는 어떻게 네트워크에서 실행되는 데이터를 비트코인 인프라 네트워크에 제출하여 비트코인 메인넷의 보안을 계승할 수 있을까요? 이를 위해서는 GOAT 네트워크의 분산형 정렬 메커니즘을 사용해야 합니다.
레이어 2 롤업은 레이어 1 메인넷의 트랜잭션 요청을 처리하는 데 도움이 되므로, 메인넷은 네트워크의 멤풀(Mempool)에 대기 중인 트랜잭션을 정렬하여 블록으로 패키징하는 방법을 결정해야 합니다. Arbitrum과 Optimism을 포함한 많은 초기 롤업은 단일 공식 정렬기를 사용하고 선착순(FCFS) 방식으로 트랜잭션을 처리하는 중앙 집중식 정렬 방식을 채택했습니다. 이러한 방식은 트랜잭션 순서와 효율성을 효과적으로 유지하지만, 중앙 집중화의 위험을 수반합니다. 단일 정렬기 노드가 오프라인 상태가 되면 전체 네트워크가 잠시 동안 블록을 생성하지 못할 수 있습니다.
더욱이, 정렬이 어떻게 그리고 누구에 의해 수행되는지는 종종 MEV(최대 추출 가능 가치) 경쟁을 수반합니다. MEV(최대 추출 가능 가치)는 경제적 이익과 관련된 행동 개념입니다. 이는 PoW 네트워크의 노드 또는 PoS 네트워크의 검증자와 블록 빌더가 블록 내 거래를 포함하거나 제외하거나, 블록 내 거래 순서를 변경함으로써 표준 블록 보상 및 가스 수수료 이상의 가치를 추출하는 블록 생성 과정을 의미합니다. 단일 정렬기를 사용하면 생성된 모든 MEV가 해당 정렬기에 속하게 되어 의도치 않게 노드 수익이 감소합니다.
이를 위해 GOAT 네트워크는 전체 네트워크의 모든 참여 노드를 포함하도록 챌린저 로테이션 메커니즘을 확장했습니다. GOAT 네트워크의 실제 운영에는 위원회, 시퀀서, 운영자, 챌린저, 워치타워(시퀀서 후보 풀에서 선정된 챌린저 유형), 그리고 릴레이어 등 여러 역할이 있습니다. 이러한 노드들은 서로 다른 업무 분담을 가지고 있으며, 각기 다른 비용을 부담하고, 각기 다른 혜택을 누립니다. 예를 들어, 운영자 노드는 다른 역할보다 훨씬 더 많은 컴퓨팅 파워를 필요로 하는 반면, 시퀀서 노드는 MEV 수익을 관리합니다.
노드 간의 전력 및 비용 부담을 균형 있게 조정하고 소수의 특정 노드 유형으로 인한 중앙 집중화 위험을 완화하기 위해 GOAT 네트워크는 범용 운영자(Universal Operator)라는 개념을 도입했습니다. 이는 모든 역할을 통합하고 노드가 다양한 역할을 순환할 수 있도록 하여 노드 간 비용과 편익의 균형을 맞추고 동기를 부여합니다. 즉, GOAT 네트워크의 노드는 정렬자(sorter) 또는 검증자(validator)로 고정되지 않고 역할을 순환합니다. 설계상 범용 운영자는 라운드별로 무작위로 다른 역할에 할당되기 전에 지분을 보유해야 합니다. 그러나 노드가 역할을 할당받을 확률은 스테이킹된 지분에 비례합니다. 예를 들어, 노드의 스테이킹된 자산이 전체 스테이킹 풀의 5%를 차지한다면, 이 노드가 정렬자 노드가 될 확률은 5%, 운영자 노드가 될 확률은 5%, 챌린저 노드가 될 확률은 5%입니다. 이를 통해 노드는 컴퓨팅 파워 비용과 네트워크 편익을 모두 순환할 수 있습니다.
하지만 이 프로세스는 잠재적인 문제를 야기할 수도 있습니다. 예를 들어, 운영 노드마다 하드웨어 성능이 달라 실행 속도가 달라질 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 GOAT 네트워크는 타임아웃 메커니즘을 구현했습니다. 도전자 또는 분류자 노드가 정해진 시간 내에 작업을 완료하지 못하면, 시스템은 바로 다음 노드로 전환하여 이번 라운드에서 작업을 완료하지 못한 노드에 페널티를 부여하거나 다음 라운드에서 해당 역할을 맡을 기회를 박탈합니다.
EIP-1559를 사용하여 가스 요금을 절감하세요
또한, GOAT 네트워크는 가스 수수료 구조를 최적화했습니다. 팀은 EIP-1559 메커니즘을 활용하여 수수료를 절감하고자 노력하고 있습니다.
EIP-1559 는 가스 청구 방식을 조정하기 위해 2019년에 제안된 이더리움 개선 제안이며, 런던 업그레이드의 핵심 내용으로 2021년 8월 5일에 공식 출시되었습니다.
EIP-1559가 채택되기 전에 이더리움의 가스 수수료 모델은 본질적으로 경매 메커니즘이었습니다.가스 가격(사용자가 각 가스 단위에 대해 지불할 의향이 있는 금액) × 가스 한도(사용자가 거래에 대해 지불할 의향이 있는 최대 가스 양, 일반적으로 실제로 소비된 양은 이 한도보다 적음).[4] 사용자가 더 높은 가스 가격을 제시하면 노드는 자신의 주문을 우선적으로 패키징합니다.네트워크 혼잡이 증가함에 따라 사용자는 가스 수수료를 지속적으로 늘려야 합니다.이로 인해 수수료 변동성이 매우 높아져 사용자가 지불해야 할 가스 수수료를 예측하기 어렵습니다.노드의 경우 이러한 변동성은 불공정 경쟁을 야기하고 심지어 이더리움 네트워크의 공정성과 안정성을 위협할 수도 있습니다.
따라서 EIP-1559는 가스 수수료를 기본 수수료와 현재 이더리움 네트워크에서 사용되는 수수료 구조인 블로커 팁(blocker tip)의 두 가지 요소로 나눕니다. 기본 수수료는 사용자가 지불하는 의무 수수료로, 알고리즘에 의해 제어되며 이더리움 네트워크 자산의 총량을 줄이기 위해 직접 소각됩니다. 반면, 블로커 팁은 사용자가 거래 처리를 신속하게 처리하기 위해 기꺼이 지불하는 추가 수수료입니다. 이러한 접근 방식은 가스 수수료를 더욱 정확하고 제어 가능하게 만듭니다.
GOAT 네트워크는 이 모델을 자체 레이어 2 네트워크에 도입했습니다. 네트워크의 가스 요금은 기본 요금과 블록 패커 팁의 두 부분으로 구성됩니다.
이더리움 생태계 도구와의 호환성을 보장하기 위해 GOAT 네트워크는 EIP-1559 표준 로직을 직접 채택하여 기본 수수료를 계산합니다. 가스 수수료는 Wei(이더리움의 최소 단위)로 표시되지만, 실제 결제 과정에서 지불을 위해 비트코인 인프라 네트워크 자산(BTC)으로 변환됩니다. 그러나 GOAT 네트워크는 EIP-4844를 지원하지 않으므로 블롭 사용과 관련된 수수료가 발생하지 않습니다. 또한, 이더리움 네트워크와 달리 GOAT 네트워크는 기본 수수료를 소각하지 않습니다. 대신, 통합 보상 풀에 통합하여 노드에 인센티브로 재분배합니다.
요약
보시다시피, GOAT 네트워크의 핵심 실행 시스템인 GOAT BitVM2는 세 가지 측면에서 BitVM2의 병목 현상 문제를 극복하려고 시도합니다.
1. 운영자 노드의 이중 지출 공격 위험을 줄이기 위해 분산형 시퀀서 메커니즘을 사용합니다.
2. ZK 증명 메커니즘을 도입하여 검증 효율성을 높이고, 도전 단계에서 다중 라운드 무작위 도전 메커니즘을 도입하여 도전자의 악의적 행동 비용을 높입니다.
3. Universal Operator의 설계를 통해 참여 노드에 대한 인센티브 전략을 최적화합니다.
전반적으로 비트코인 인프라 네트워크를 위한 레이어 2 확장 솔루션인 GOAT 네트워크는 BitVM2와 ZKM을 결합하여 비트코인 인프라 네트워크 내 프로그램 연산 로직 검증, 크로스 체인 상호 작용 지원, 그리고 ZK 증명 생성의 과제를 해결합니다. 이러한 접근 방식은 개발 단계에서 이더리움 EVM과의 호환성을 유지할 뿐만 아니라 비트코인 메인넷의 보안성을 그대로 이어받습니다. GOAT 네트워크는 또한 범용 운영자 메커니즘을 활용하여 노드 비용과 지분을 분배함으로써, 탈중앙화 순위 메커니즘을 독창적으로 구현하고 효율성과 탈중앙화 간의 균형을 이룹니다. 또한, GOAT 네트워크는 EIP-1559 모델을 도입하여 가스 메커니즘을 최적화하여 노드 간의 지속 가능한 경쟁을 촉진합니다.
특히, BitVM3 백서는 올해 7월에 공식 발표되었습니다. BitVM2를 기반으로 성능과 효율성을 크게 최적화하여, 이전에는 온체인에서 필요했던 전체 검증 프로세스를 오프체인으로 전환함으로써 온체인에 저장되는 분쟁 데이터의 양을 최소화했습니다. 특히 BitVM2에서는 SNARK 증명을 검증하기 위해 일반적으로 약 4MB의 트랜잭션을 생성해야 했습니다. BitVM3의 최적화를 통해 이 데이터 크기가 KB 수준으로 압축되어 분쟁 비용이 거의 1,000배 감소했습니다. 또한 노드 스테이킹 비용도 크게 절감됩니다. 즉, BitVM3를 사용하면 온체인에 저장해야 하는 데이터 양이 더욱 줄어들고, 분쟁 비용도 낮아지며, ZK 증명의 검증 효율성이 크게 향상됩니다. 이를 통해 비트코인 인프라 네트워크에서 ZK Rollup을 구축하는 것이 현실적으로 가능해졌습니다. BitVM3의 등장은 더욱 광범위한 의미를 가질 것이라고 할 수 있습니다.
공식 발표에 따르면, GOAT 네트워크는 BitVM3를 최적화하고 구현하여 "실험적 개념"에서 "배포 가능한" 단계로 발전시켰습니다. 이러한 변화는 검증 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 BitVM 기술의 실제 적용을 더욱 발전시킵니다. BitVM2 기반 Rollup이 여전히 어느 정도 낙관적인 전망을 가지고 있다면, BitVM3 지원 구현은 GOAT 네트워크가 진정한 ZK Rollup 아키텍처로 점진적으로 전환하고 있음을 의미합니다.
GOAT Network의 제품 진행 및 생태적 발전
비트코인 인프라 네트워크와 GOAT 네트워크 간의 효율적인 상호운용성을 달성하기 위해 GOAT 네트워크의 Testnet3 베타가 2025년 7월 31일에 공식 출시되었습니다. 이번 출시는 "실시간 증명" 비트코인 ZK 롤업을 지원한다는 GOAT 네트워크의 비전이 공식적으로 실현되었음을 의미합니다. GOAT 네트워크를 사용하면 더 이상 긴 인증 주기를 기다릴 필요 없이 신속하게 검증을 완료할 수 있어 원활한 사용자 경험을 제공할 수 있습니다.
2025년 9월 15일 기준 최신 데이터 에 따르면, Testnet3 베타는 730만 개 이상의 블록을 생성했습니다. 최근 6개 블록에 대한 ZK 증명 생성 평균 시간은 약 2.17초였고, 최근 6개 증명을 집계하는 데는 약 2.67초가 걸렸으며, 가장 최근 SNARK 증명에는 약 9.71초가 소요되었습니다. 이는 Testnet3 베타가 현재 운영 단계에서 비교적 빠른 속도로 안정화되었음을 보여줍니다.
본 글은 독자 여러분께 GOAT 네트워크의 기술적 원리와 구성에 대한 이해를 돕기 위한 것이며, Web3 및 블록체인 산업의 준법적인 발전을 촉진하는 것을 목적으로 합니다. 본 글은 어떠한 제안이나 제안도 아닙니다. 토큰 발행 및 투자는 국가 및 지역별로 다양한 수준의 규제 요건과 제한을 받는다는 점을 유념해 주시기 바랍니다. 특히 중국 본토에서의 토큰 발행은 "불법 증권 발행"으로 의심됩니다(중국 본토 독자께서는 " 중국 본토 블록체인 및 가상화폐 관련 법률 및 규정 편찬 및 주요 요약 "을 반드시 읽어보시기 바랍니다). 따라서 본 정보를 바탕으로 어떠한 결정도 내리지 마시고, 해당 국가 및 지역의 법률 및 규정을 엄격히 준수하시기 바랍니다.
2025년 9월 15일 기준, GOAT 네트워크는 DeFi, 인프라, 크로스 체인 브릿지, 블록체인 게임 등 다양한 분야를 아우르는 66개의 생태계 파트너를 공식 발표했습니다. 그중 글로벌 노드 인프라 제공업체 RockX, 블록체인 인프라 기업 BenMo, 그리고 HashKey 그룹 산하 클라우드 인프라 서비스인 Hashkey Cloud는 GOAT 네트워크의 현재 공개된 협력 시퀀서 노드 운영자로, GOAT 네트워크 내에서 거래 순서 지정, 블록 생성, 그리고 ZK 증명의 실행 및 검증을 담당합니다.
제품 수준에서 GOAT Network가 직면한 잠재적 과제
하지만 비트코인 인프라 네트워크에서 ZK Rollup을 구축하는 것은 아직 탐색 단계이며, GOAT 네트워크는 잠재적인 위험과 과제에 직면하게 될 것입니다.
예를 들어, 시스템의 정상 작동을 보장하기 위해 GOAT 네트워크의 노드 로테이션 정책은 노드가 시간 초과되면 시스템이 자동으로 다음 노드로 전환되도록 규정합니다. 그러나 네트워크의 노드, 특히 운영자 노드는 다양한 노드 역할을 로테이션해야 하며, 이는 암묵적으로 노드의 컴퓨팅 성능에 높은 부담을 줍니다. 운영자 노드 로테이션 동안 노드가 입은 손실은 컴퓨팅 파워 요구량이 낮고 상대적으로 높은 인센티브를 제공하는 분류자 노드 역할을 수행함으로써 어느 정도 상쇄될 수 있지만, 시스템의 장기적인 운영 과정에서 노드는 여전히 "적자생존" 경향을 보일 것이며, 궁극적으로 고성능 노드만 남게 될 것입니다.
더욱이 GOAT 네트워크는 비트코인 인프라 네트워크 내 스마트 컨트랙트 지원을 위해 BitVM에 크게 의존하고 있습니다. 그러나 BitVM 자체는 아직 지속적인 최적화 과정에 있으며, 성능과 안정성은 불확실할 수 있습니다. 이러한 모든 요인은 GOAT 네트워크에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.
더욱이, GOAT Network는 현재 시장에서 BitVM 기반으로 구축된 유일한 레이어 2 플랫폼이 아닙니다. 다른 직접적인 경쟁사들도 있습니다. 더욱이 BitVM은 비트코인 인프라 네트워크에 대한 스마트 계약 지원을 제공하는 유일한 공급업체가 아니므로, GOAT Network는 향후 개발 과정에서 치열한 경쟁에 직면할 수 있습니다.
GOAT Network와 다른 확장 솔루션의 수평적 비교
앞서 언급했듯이 BitVM의 출시 및 개발과 함께 GOAT Network 외에도 더 많은 프로젝트들이 동일한 개발 경로에 진입하고 있습니다. 여기에는 Citrea, Alpen, Hemi Network 등이 포함됩니다. 그렇다면 이러한 프로젝트와 GOAT Network의 차이점은 무엇일까요?
Citrea는 비트코인 ZK 롤업 네트워크로, 비트코인 인프라 네트워크에서 낙관적 검증을 위해 BitVM 메커니즘을 사용하고 레이어 2 상태를 비트코인 메인넷에 고정합니다. Citrea는 EVM 호환성을 위해 RISC Zero 가상 머신을 사용하며, 향후 추가 가상 머신 지원을 계획하고 있습니다. 또한, Citrea는 분산화를 위해 여러 개의 정렬 노드를 통합합니다.
Alpen은 비트코인 인프라 네트워크를 결제 계층으로 활용하여 EVM과 호환되는 ZK Rollup입니다. 비트코인 메인넷을 기반 계층으로 활용하여 상태 커밋과 유효한 상태 전환 증명을 저장합니다. 비트코인 인프라 네트워크와 Aplen 네트워크 간의 크로스 체인 전송을 지원하기 위해 Aplen 팀은 BitVM2의 검증 및 분쟁 해결 메커니즘을 활용하는 비트코인 브리지 프로토콜인 Strata Bridge를 출시했습니다. 또한, Aplen 팀은 다양한 애플리케이션 시나리오에서 성능과 보안 간의 균형을 달성하기 위해 낙관적 메커니즘을 기반으로 하는 검증자를 개발하고 있습니다.
헤미 네트워크는 모듈식 레이어 2 네트워크입니다. 비트코인과 이더리움 인프라 네트워크를 통합하여 사용자와 개발자가 비트코인 인프라 네트워크의 보안을 그대로 유지하면서 이더리움 네트워크의 스마트 계약 기능을 활용할 수 있도록 지원합니다. 헤미 네트워크는 EVM을 기반으로 자체 hVM 가상 머신을 개발하여 완전한 비트코인 인프라 네트워크 노드를 EVM에 직접 통합하여 비트코인 인프라 네트워크 데이터에 접근할 수 있도록 했습니다. 헤미 네트워크의 공식 계획에 따르면, 헤미 네트워크는 ZKP(영지식증명)를 사용하여 비트코인 인프라 네트워크, 이더리움 인프라 네트워크, 그리고 헤미 네트워크의 상태를 증명하는 BitVM 메커니즘을 도입할 예정입니다.
| 프로젝트 | 제품 포지셔닝 | BitVM을 도입할지 여부 | 현재 핵심 역학 | 개발 진행 상황 |
| 시트레아 | 비트코인 ZK 롤업 | 예 | BitVM 기반으로 개발된 브릿지를 활용하여 비트코인을 결제 계층으로 만드는 데 전념하고 있습니다. | 메인넷 출시가 곧 다가옵니다 |
| 애플렌 | EVM 호환 Bitcoin ZK Rollup | 예 | Strata Bridge를 사용하여 Bitcoin 네트워크와 Alpen 네트워크 간의 전송을 구현하고 이를 Bitcoin 네트워크의 ZK 결제 계층으로 구축합니다. | 올해 4월 공개 베타가 출시되었습니다. |
| 헤미 네트워크 | 모듈형 레이어 2 | 소개합니다 | 완전한 비트코인 인프라 네트워크 노드를 EVM에 직접 통합하여 비트코인 인프라 네트워크 데이터에 액세스할 수 있는 기능을 제공합니다. | 올해 3월 메인 네트워크가 출시되었습니다. |
| GOAT 네트워크 | 비트코인 ZK 롤업 | 예 | BitVM2, ZKM 및 분산형 정렬 메커니즘을 활용하여 ZK 증명을 실시간으로 생성합니다. | 올해 7월, 테스트넷 Testnet3 Beta가 공식 출시되었습니다. |
앞서 언급한 모든 프로젝트가 BitVM 메커니즘을 도입했거나 도입하는 중이지만, GOAT Network와 마찬가지로 Aplen과 Citrea는 스스로를 Bitcoin ZK Rollup으로 명확히 정의합니다. 그러나 Aplen, Citrea, GOAT Network는 각자의 포지셔닝이 다릅니다. Aplen과 Citrea는 주로 크로스 체인 브리지를 사용하여 레이어 2 상태 변경을 비트코인 메인넷에 고정함으로써 비트코인 인프라 네트워크의 데이터 가용성 및 결제 계층 역할을 활용합니다. 다시 말해, 이들은 레이어 2 상태 변경을 비트코인 메인넷에 고정하여 비트코인 네트워크에 내재된 보안성과 검증 가능성을 달성하는 데 중점을 둡니다. 그러나 GOAT Network는 실시간으로 ZK 증명을 생성하는 기능을 강조하며, 네트워크 성능을 개선하여 비트코인 인프라 네트워크에서 ZK Rollup의 실질적인 사용 가능성을 입증하고자 노력합니다. 따라서 Aplen, Citrea, GOAT Network는 향후 서로 다른 제품 경로를 추구할 것입니다.
미래 전망
GOAT Network가 Bitcoin ZK Rollup을 구축하는 핵심 목표는 비트코인 인프라 네트워크 생태계의 가치를 더욱 극대화하고 혁신의 여지를 확대하는 것입니다. 최근 글로벌 블록체인 관련 정책이 더욱 포용적으로 변화하고 있지만, 분산 금융 상품에 대한 규정 준수 및 규제 전략은 여전히 불분명합니다. 이러한 상황에서 GOAT Network는 기술 혁신을 지속적으로 추진하는 동시에 미래의 규제 프레임워크를 준수하는 개발이 이루어져야 합니다.
특히, 올해 4월 비탈릭 부테린은 "장기 L1 실행 계층 제안: EVM을 RISC-V로 대체 "라는 논문에서 RISC-V를 사용하여 EVM(이더리움 가상 머신)을 대체할 가능성을 제시했습니다. 이는 이더리움의 핵심 컴퓨팅 계층을 완전히 재구성하고, ZK 증명 시스템을 핵심 컴퓨팅 프레임워크로 삼는다는 중대한 변화를 시사합니다. 이는 GOAT 네트워크에 기회이자 과제를 제시합니다. 현재 GOAT 네트워크에서 사용하는 ZKM은 RISC-V 명령어 집합을 기반으로 하지 않아 향후 크로스체인 생태계 통합 과정에서 호환성 문제에 직면할 수 있다는 우려가 제기되고 있습니다. 그러나 비트코인 생태계 내에서 ZK 기술에 투자하려는 GOAT 네트워크의 전략은 이러한 추세에 발맞출 것으로 예상됩니다.
또한, 이더리움 재단은 최근 zkEVM 팀에 "실시간 증명" 표준을 제안했습니다 . 이 표준은 메인넷 블록 지연 시간, 노드 비용, 증명 크기 등의 매개변수를 명시하여 메인넷에서 ZK 기술의 실현 가능성과 효율성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 이 표준은 증명 크기를 300KB 미만으로 유지해야 하며, 노드 하드웨어의 초기 비용은 10만 달러를 초과해서는 안 된다고 규정합니다. 이는 검증 프로세스 동안 온체인에 필요한 데이터 크기를 압축하고 상호 작용 비용을 절감한다는 BitVM3의 최적화 목표와 매우 일치합니다. 따라서 GOAT 네트워크가 비트코인 인프라 네트워크에서 "실시간 증명" 메커니즘을 모색하는 것은 이더리움의 기술 발전 방향과 일치할 뿐만 아니라, 비트코인 인프라 네트워크 생태계 내에서 ZK 기술의 잠재력을 보여주는 동시에 효율적인 상호 작용에 대한 주류 애플리케이션 개발자의 요구를 충족합니다. 이러한 추세를 고려할 때, GOAT 네트워크가 미래에 더 큰 잠재력과 가치를 창출할 수 있을지 여부 또한 지속적인 관심과 기대를 받을 가치가 있습니다.
참고문헌
[1] ZKM의 배경: 블록체인 상호 운용성 구축에 대한 공동 창립자 겸 CEO Kevin Liu와의 인터뷰
[4] EIP-1559: 이더리움의 주요 업그레이드 | 갤럭시
[5] 이더리움에서 비트코인까지: 빌더의 눈으로 본 두 가지 생태계 혁명
[7] 라이트닝 네트워크 3부작: 탭루트 업그레이드와 비트코인 내러티브의 초기 변화
[8] Pay-to-Taproot(P2TR)란 무엇입니까? - 비트코인 매뉴얼
[9] BitVM 및 최적화 고려 사항 | Bitlayer | Medium
[10] BitVM에 대한 간단한 설명: BTC 체인에서 사기 증명을 검증하는 방법(EVM 또는 기타 VM 명령어 실행)
[11] BitVM: 회로 추상화를 통해 비트코인의 임의 계산 잠금 해제 - ZKSecurity
[12] ZKM이 zkMIPS를 위해 RISC-V 대신 MIPS32r2를 선택한 이유 | ZKM | Medium
[13] zkMIPS 1.0: 이더리움용으로 제작. 비트코인용으로 제작 | ZKM | Medium
[14] zkMIPS: 고수준 사양
[15] Ziren: 자신감을 가지고 구축하세요. 타협 없이 배포하세요.
[16] GOAT Network는 BitVM3를 실용화하여 비트코인에서 확장 가능한 네이티브 ZK 검증을 개척합니다.
[17] BitVM3 라벨 전방 전파
[18] 이더리움, 역사상 최대 업그레이드 예고: EVM 오프라인, RISC-V로 대체
[20] BitVM3s – 비트코인의 효율적인 계산을 위한 왜곡된 회로
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