원래 게시자: Biteye 핵심 기여자 Fishery Isla
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원본 출처: @BiteyeCN
이더리움 네트워크 업그레이드 덴쿤 테스트넷 버전은 2024년 1월 17일 Goerli 테스트넷과 함께 가동되었고, 1월 30일에는 Sepolia 테스트넷이 성공적으로 가동되면서 덴쿤 업그레이드가 점점 더 가까워지고 있습니다.
2월 7일 홀스키 테스트넷 업그레이드 이후에는 메인넷 업그레이드가 예정되어 있으며, 3월 13일에는칸쿤 업그레이드가공식적으로 진행될 예정입니다.
모든 이더리움 업그레이드에는 거의 항상 테마가 수반되는데, 2023년 4월 12일 상하이에서 진행된 마지막 이더리움 업그레이드에서는 POS 관련 프로젝트가 시장의 높은 관심을 받았습니다.
이전 경험에 따르면 이번 덴쿤 업그레이드도 미리 준비할 수 있는 기회가 될 것입니다.
그러나 덴쿤 업그레이드의 기술적 내용은 상대적으로 모호하기 때문에 상하이 업그레이드처럼 "이더가 작업 증명에서 지분 증명으로 전환된다"는 한 문장으로 요약할 수 없어 레이아웃의 핵심을 파악하기 어렵습니다.
따라서 이 글에서는 덴쿤 업그레이드의 기술적 세부 사항을 일반인이 이해하기 쉽게 설명하고, 이 업그레이드와 데이터 가용성 DA 및 레이어 2 트랙 간의 관계를 독자들이 이해할 수 있도록 도와드리겠습니다.
EIP 4484
EIP-4844는 덴쿤 업그레이드에서 가장 중요한 제안으로, 이더리움의 탈중앙화 확장을 향한 구체적이고 중요한 발걸음을 내딛는 것입니다.
쉽게 설명하자면, 현재 이더리움의 두 번째 계층에서는 노드가 두 번째 계층 네트워크에서 나오는 블록의 유효성을 검증하기 위해 두 번째 계층에서 발생하는 트랜잭션을 메인 이더리움 네트워크의 콜 데이터에 제출해야 합니다.
문제는 트랜잭션 데이터가 최대한 압축되었음에도 불구하고, 메인 네트워크의 높은 스토리지 비용 기반에 두 번째 계층의 엄청난 거래량을 곱하면 두 번째 계층 노드와 두 번째 계층 사용자에게는 여전히 큰 비용이 든다는 것입니다. 가격 요소만으로도 L2는 많은 수의 사용자를 사이드체인으로 잃게 될 것입니다.
EIP 4484는 BLOB (Binary Large Object) 라는 새롭고 저렴한 스토리지 영역을 구축하고, 업그레이드 전에 콜데이터에 저장해야 하는 트랜잭션 데이터를 BLOB 스토리지 공간으로 보낼 수 있는 "BLOB-Carrying Transaction"이라는 새로운 트랜잭션 유형으로 대체합니다. 'BLOB-캐리링 트랜잭션'은 업그레이드 전에 콜데이터에 저장되었던 트랜잭션 데이터를 대체하여 이더넷 에코시스템의 두 번째 계층에서 가스 비용 절감을 실현할 수 있도록 지원합니다.
BLOB 스토리지가 저렴한 이유
우리 모두 알다시피, 저렴함에는 대가가 따르며, BLOB 데이터가 비슷한 크기의 일반 이더콜데이터보다 저렴한 이유는 이더넷 실행 레이어(EL, EVM)가 실제로 BLOB 데이터 자체에 액세스하지 않기 때문입니다.
대신 EL은 BLOB 데이터에 대한 참조에만 접근할 수 있으며, BLOB 데이터 자체는 이더넷의 합의 계층(CL, 일명 비콘 노드)에서만 다운로드하여 저장할 수 있으므로 일반 EtherCall데이터보다 훨씬 적은 메모리와 계산을 필요로 합니다.
또한 BLOB은 제한된 기간(보통 약 18일) 동안만 저장할 수 있으며 이더리움 원장의 크기처럼 무한정 확장되지 않는다는 특징이 있습니다.
BLOB 저장 만료일
블록체인의 영구 원장과 달리 BLOB은 4096 에포크, 즉 약 18일 동안 사용할 수 있는 임시 저장소입니다.
만료일이 지나면 대부분의 컨센서스 클라이언트는 BLOB에서 특정 데이터를 검색할 수 없습니다. 그러나 이전에 존재했다는 증거는 KZG 약속의 형태로 메인넷에 유지되며 이더의 메인넷에 영구적으로 저장됩니다.
왜 18일인가요? 이는 저장 비용과 효율성 사이의 절충안입니다.
먼저 이번 업그레이드의 가장 직관적인 수혜자는 7일의 프루아드 증명 기간을 가진 옵티미즘 롤업 (예: 아비트럼과 옵티미즘)이라는 점을 생각해 보시기 바랍니다.
블롭에 저장된 트랜잭션 데이터는 옵티미스틱 롤업이 챌린지를 시작하는 데 필요한 데이터입니다.
따라서 블롭의 수명은 옵티미스틱 롤업의 프루아드 증명에 접근할 수 있을 정도여야 하며, 이더리움 커뮤니티는 단순화를 위해 2의 12제곱(2 ^ 12에서 파생된 4096개의 에포크, 한 에포크는 약 6.4분 소요)을 선택했습니다.
블롭 전송 트랜잭션과 블롭 비교
이 둘 사이의 관계를 이해하는 것은 데이터 가용성(DA)에서 BLOB의 역할을 이해하는 데 중요합니다.
전자는 전체적으로 EIP-4484 제안의 일부인 새로운 유형의 트랜잭션이며, 후자는 레이어 2 임시 저장 트랜잭션의 위치로 이해할 수 있습니다.
이 둘의 관계는 전자의 대부분의 데이터(레이어 2 트랜잭션 데이터)가 후자에 저장되어 있기 때문에 이해할 수 있습니다. 나머지 데이터, 즉 BLOB 데이터의 커밋은 메인 네트워크의 콜데이터에 저장됩니다. 즉, 커밋은 EVM에서 읽을 수 있습니다.
커밋은 BLOB에 있는 모든 트랜잭션의 머클 트리를 구축한 다음, 커밋이라는 머클의 루트만 컨트랙트에서 접근할 수 있다고 생각할 수 있습니다.
이는 영리하게 달성할 수 있습니다. EVM은 BLOB의 구체적인 내용을 알 수 없지만, EVM 컨트랙트는 커밋을 파악하여 트랜잭션 데이터의 진위 여부를 확인할 수 있습니다.
BLOB과 레이어 2의 관계
롤업 기술은 데이터를 메인 이더넷 네트워크에 업로드하여 데이터 가용성(DA)을 달성하지만, L1 스마트 컨트랙트가 업로드된 데이터를 직접 읽거나 검증할 수 있도록 설계되지 않았습니다.
트랜잭션 데이터를 L1에 업로드하는 목적은 단순히 모든 참여자가 이 데이터를 볼 수 있도록 하기 위함입니다.
덴쿤 업그레이드 이전에는 위에서 언급했듯이 옵-롤업이 트랜잭션 데이터를 콜데이터로 이더에 게시했습니다. 따라서 누구나 이 트랜잭션 정보를 사용하여 상태를 복제하고 레이어 2 네트워크의 정확성을 확인할 수 있습니다.
롤업 트랜잭션 데이터는 저렴하고 투명해야 하며, 콜데이터는 2계층의 트랜잭션 데이터를 저장하기에 적합하지 않으며, 블롭 운반 트랜잭션은 롤업을 위해 맞춤 제작되었다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.
이 글을 읽으면서 이런 종류의 트랜잭션 데이터는 중요하지 않은 것 같고, 그 용도가 무엇인지에 대해 의문을 가질 수 있습니다.
사실 트랜잭션 데이터는 몇 가지 경우에만 사용됩니다:
낙관적 롤업의 경우, 신뢰를 전제로 부정행위가 발생할 가능성이 있는데, 이때 롤업에서 업로드한 거래 기록이 유용하며 사용자는 이 데이터를 사용해 거래 이의를 제기할 수 있습니다(사기 증명);
ZK 롤업의 경우 영지식 증명을 통해 상태 업데이트가 정확하다는 것이 이미 증명되었으며, 업로드된 데이터는 사용자가 직접 완전한 상태를 계산하고 L2 노드가 올바르게 작동하지 않을 때 이스케이프 해치 메커니즘을 활성화하는 데만 사용됩니다(이스케이프 해치는 마지막 섹션에서 설명할 것처럼 완전한 L2 상태 트리가 필요함).
이는 트랜잭션 데이터가 컨트랙트에서 실제로 사용되는 시나리오가 제한적이라는 것을 의미합니다. 옵티미스틱 롤업의 트랜잭션 챌린지에서도 트랜잭션 데이터가 그 자리에 '존재'했다는 증거(상태)만 제시하면 되는 것이지, 트랜잭션의 세부 정보가 미리 메인넷에 저장되어 있었다는 증거는 필요하지 않습니다.
따라서 트랜잭션 데이터를 BLOB 요소에 넣으면 컨트랙트가 접근할 수는 없지만, 메인넷 컨트랙트는 이 BLOB의 커밋을 저장할 수 있습니다.
향후 챌린지 메커니즘에 특정 트랜잭션이 필요한 경우, 해당 트랜잭션에 해당하는 데이터만 제공하면 됩니다. 이렇게 하면 컨트랙트를 설득하고 챌린지 메커니즘에서 트랜잭션 데이터를 사용할 수 있게 됩니다.
이렇게 하면 트랜잭션 데이터의 개방성과 투명성을 활용할 수 있으며, 모든 데이터를 미리 컨트랙트에 입력하는 데 드는 막대한 가스 비용을 피할 수 있습니다.
커미트먼트만 기록함으로써 거래 데이터를 검증하고 비용을 최적화할 수 있습니다. 이는 롤업 기술로 트랜잭션 데이터를 업로드하는 영리하고 효율적인 솔루션입니다.
실제로 덴쿤은 셀레스티아와 유사한 머클 트리 방식의 커미트먼트 생성 방식을 사용하지 않고, 대신 영리한 KZG(Kate-Zaverucha-Goldberg) 알고리즘을 사용한다는 점에 유의해야 합니다.
KZG 증명을 생성하는 과정은 머클 트리 증명에 비해 상대적으로 복잡하지만, 더 작고 검증이 간단하지만 신뢰할 수 있는 설정이 필요하고(ceremony.ethereum.org는 현재 폐쇄됨) 양자 증명(Dencun은 버전 해시 사용)이 아니며 필요한 경우 다른 검증 방법으로 대체할 수 있다는 단점이 있습니다. (덴쿤은 버전 해시를 사용하며, 필요한 경우 다른 인증 방법으로 대체할 수 있습니다).
인기 있는 DA 프로젝트인 셀레스티아는 머클 트리의 변형을 사용하는데, 이는 KZG보다 노드의 무결성에 다소 더 의존하지만 노드 간의 연산 자원의 임계값을 낮추고 네트워크의 탈중앙화 특성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
덴쿤의 기회
EIP 4844는 레이어 2의 비용을 절감하고 효율성을 높이는 반면, 보안 문제를 제기하여 새로운 기회로 이어지기도 합니다.
그 이유를 이해하려면 위에서 언급한 탈출 해치 메커니즘 또는 강제 철수 메커니즘을 다시 살펴볼 필요가 있습니다.
레이어 2 노드에 장애가 발생하는 경우, 이 메커니즘은 사용자 자금을 메인 네트워크로 안전하게 반환합니다. 이 메커니즘을 활성화하려면 사용자가 레이어 2의 전체 상태 트리에 액세스할 수 있어야 합니다.
일반적인 상황에서 사용자는 레이어 2 노드를 찾아 데이터를 요청하고 머클 증명을 생성한 다음, 이를 메인 네트워크의 컨트랙트에 제출하여 출금의 정당성을 증명하기만 하면 됩니다.
그러나 사용자가 L2 노드가 악하고, 노드가 악하고, 원하는 데이터를 얻을 확률이 노드에서 나오지 않기 때문에 정확히 L2에서 탈퇴하기 위해 탈출 해치 메커니즘을 시작하려고 한다는 것을 잊지 마세요.
이것이 바로 비탈릭이 자주 언급하는 데이터 보류 공격입니다.
EIP-4844 이전에는 영구적인 레이어 2 기록이 마스터 네트워크에 기록되었고, 완전한 오프체인 상태를 제공할 수 있는 레이어 2 노드가 없는 경우 사용자가 직접 풀 노드를 배포할 수 있었습니다.
이 풀 노드는 이더리움 메인넷에 연결하여 레이어 2 시퀀서가 메인넷에 게시한 모든 기록 데이터를 얻을 수 있으며, 사용자는 필요한 머클 증명을 구성하고 이를 메인넷의 컨트랙트에 제출한 후 안전하게 L2 자산 인출을 완료할 수 있습니다.
EIP-4844 이후에는 레이어 2 데이터는 전체 이더넷 노드의 BLOB에만 존재하며, 18일 이전의 기록 데이터는 자동으로 삭제됩니다.
따라서 이전 단락에서와 같이 메인 네트워크와 동기화하여 전체 상태 트리를 얻는 것은 더 이상 불가능하며, 레이어 2의 전체 상태 트리를 얻는 유일한 방법은 이더 BLOB의 모든 데이터(18일 후 자동 삭제됨)를 저장한 제3자의 메인 네트워크 노드 또는 매우 적은 수의 레이어 2의 네이티브 노드를 사용하는 것뿐입니다.
따라서 4844가 온라인 상태가 되면 사용자가 완전히 신뢰할 수 있는 방식으로 전체 레이어 2 상태 트리에 액세스하기가 매우 어려울 것입니다.
레이어 2 상태 트리에 안정적으로 액세스하지 못하면 사용자는 극한 상황에서 강제 인출을 수행할 수 없습니다. 따라서 4844는 어느 정도 레이어 2에서 보안상의 결함/결함을 발생시켰습니다.
이러한 보안 공백을 메우기 위해서는 긍정적인 경제 사이클을 가진 신뢰할 수 없는 스토리지 솔루션이 필요합니다. 여기서 말하는 스토리지는 과거의 스토리지 회로와 달리 '무신뢰'라는 키워드가 여전히 존재하는 것처럼 이더리움에 데이터를 무신뢰 방식으로 보관하는 것을 의미합니다. 
Ethstorage는 이러한 무신뢰 문제를 해결하며 이더 재단으로부터 두 차례에 걸쳐 투자를 받았습니다.
이는 덴쿤 업그레이드 트랙을 보완할 수 있는 개념이며, 주목할 만한 가치가 있습니다.
첫째, 이더스토리지가 완전히 탈중앙화된 방식으로 DA 블록의 가용성을 직관적으로 확장하여 4844 이후 레이어 2의 가장 짧은 보안 공백을 보완할 수 있다는 점입니다.
또한 대부분의 기존 L2 솔루션은 주로 이더의 연산 능력 확장, 즉 TPS 향상에 초점을 맞추고 있지만, 특히 NFT와 디파이 같은 디앱의 인기로 인해 메인 이더 네트워크에 대량의 데이터를 안전하게 저장해야 할 필요성이 급증하고 있습니다.
예를 들어, 사용자들은 NFT 컨트랙트 토큰뿐만 아니라 온체인 이미지도 보유하고 있기 때문에 온체인 NFT 스토리지의 필요성은 분명합니다. 이더스토리지에서는 이러한 이미지를 제3자에게 저장할 때 발생할 수 있는 추가적인 신뢰 문제를 해결할 수 있습니다.
마지막으로, 이더스토리지는 탈중앙화 디앱을 위한 프런트엔드의 필요성도 해결합니다. 현재 사용 가능한 솔루션은 주로 중앙화된 서버(DNS 사용)에서 호스팅되는데, 이러한 설정은 토네이도 캐시와 같은 사건에서 알 수 있듯이 웹사이트를 검열 및 DNS 하이재킹, 웹사이트 해킹 또는 서버 충돌과 같은 기타 문제에 취약하게 만듭니다.
Ethstorage는 아직 초기 웹 테스트 단계에 있으며, 이 트랙의 전망에 낙관적인 사용자는 이를 경험할 수 있습니다.
