학습 동기
2번의 블록체인 개발자 면접에서 2번 모두 물어봤던 주제이다.
Q. 레이어 2 솔루션에 대해 알고 있나요? 어떤 종류가 있고 각각의 설명을 해주세요.
대답은 했다. 암기한 내용이라 각 종류의 이름과 설명을 읊었다.
그러나 껍데기만 알 뿐이었다.
자세히 알아보자.
Intro) 이더리움 2.0
블록체인이라 하면 하나의 메인 체인에서 트랜잭션 처리, 보안 등을 모두 처리했었다.
그러다보니 한계가 드러나는데, '블록체인 트릴레마'에 마주한다.
- 탈중앙화 : 네트워크 중앙화 정도
- 확장성 : 데이터 처리 속도
- 보안성 : 데이터 조작 방지 및 무결성 보장
블록체인과 이더리움은 이 중 '확장성'이 부족했고, 확장성을 늘리기 위해 이더리움 2.0으로의 변모를 계획한다.
모놀리틱 블록체인 vs 모듈러 블록체인
S/W 공부할 때 모놀리식 아키텍처와 MSA를 공부해본 경험이 있을 것이다.
이더리움도 마찬가지다.
기존의 하나의 체인에서 모두 처리하는 모놀리틱 방식에서 벗어나
각각의 역할을 분산해 여러 레이어에서 처리하는 모듈러 방식으로 변모를 꾀하는 것이다.
위 그림처럼
- 실행 (트랜잭션 실행)
- 보안
- 데이터 공유
역할을 분산해 확장성을 높이겠다는 계획이 이더리움 2.0의 궁극적 목표다.
이미 실행 계층과 합의 계층으로 나누고, 합의 알고리즘을 Gasper를 적용한 POS로 바꾸는데 성공했다.
최근에는 상하이 하드포크, 카펠라 하드포크로 Pos를 위한 validator의 스테이킹을 출금 가능하게 했다.
위 그림을 보면 Rollups가 보인다. 메인 주제인 Layer 2 솔루션의 한 부분이다.
이더리움 레이어 2 솔루션
한 줄 요약 : 트랜잭션 처리는 밖에서 하시고, 기록만 메인 체인에 하세요
레이어 2 ?
이더리움 확장성 문제를 해결하기 위해 만든 별도의 레이어
종류
- 사이드 체인
- 스테이트 채널
- 롤업 : ZK 롤업 / 옵티미스틱 롤업
- 플라즈마
- 발라디움
1. 사이드 체인
이더리움 메인 체인과 2WP로 연결된 별도의 체인
(2WP : 메인 체인의 코인을 동결시키고 그만큼의 코인을 사이드체인에서 사용할 수 있게 하는 방법으로 동작)
사이드 체인이 별도의 합의 알고리즘, 규칙, 노드를 보유하고 있어 보안 위험이 있다.
2. 스테이트 채널
사용자간 채널을 열고 1:1로 닫기 전까지 거래를 무한으로 할 수 있다.
채널을 열고 닫을 때 2번 수수료를 내면 되며, 몇 번의 거래를 하던 최종 결과만 메인 체인에 기록된다.
만약 악의적으로 채널을 닫지 않는다면, 회수를 신청해 모든 거래를 취소하고 되돌릴 수 있다.
대표적으로 라이트닝 네트워크, 라이덴 등이 있다.
3. 롤업(zk/옵티미스틱), 플라즈마, 발라디움
나머지는 암호화 증명 방식, 데이터를 온체인 / 오프체인 여부에 따라 2x2로 구분할 수 있다.
암호화 증명 방식
- 유효성 증명
- 영지식 증명을 활용한 암호화 방식
- state가 최신화 될 때마다 해당 데이터가 이상없음을 증명하는 증거 제시
- 사기 증명
- 전제 : 트랜잭션은 이상없다 (나쁜놈 없다 가정)
- state transition 전에, 이의 제기 기간을 주고, 기간동안 부정확한 것을 밝히면 기존 state로 롤백하고 처벌
- 유예 기간 동안 출금 못함
데이터 저장 방식
- 온체인 : 블록체인에 모든 state 저장
- 오프체인 : 블록체인 외부에 state 기록, 보안성 떨어지고 중앙화
3-1. 롤업
L2에서 많은 트랜잭션을 처리하고 롤업(묶어서) L1에 저장
비탈릭이 직접 언급할 정도로 활용 가능성이 있다.
롤업은 온체인 방식이나, 암호화 방식에 따라 ZK 롤업과 옵티미스틱 롤업으로 나뉜다.
롤업 적용 이전
롤업 적용 후
(음.... 뭔 소린지 이해는 안간다)
3-1-1. 옵티미스틱 롤업(OR)
- 사기 증명 기반의 롤업, 즉 일단 모든 트랜잭션이 이상없음을 가정
- 관리자는 별도의 검증 절차없이 TX 담아 state 업데이트
- L1 반영 전 유예 기간을 두어, 이 때 트랜잭션 검증 가능
- 만약 잘못된 거 걸리면 기존 블록으로 롤백되고 처벌
- EVM 호환 되며 구축이 비교적 쉽다.
3-1-2. ZK 롤업
- 영지식 증명 사용하는 롤업
- 트랜잭션 검증을 완료해야 L1에 반영되니, 신뢰도 높다.
- 유예기간이 없으니 자금 인출 자유롭다.
- 기술 구현이 매우 복잡
- 매우 유망하고 완성도가 높은 솔루션으로 평가됨.
3-2. 플라즈마
- 사이드체인 + 비수탁
- 사이드체인에 문제가 발생해도 자금 이동 가능
- 사기 증명 방식이라 회수 시간 걸림
- 사이드체인에 비해 보안 우수
3-3. 발리디움
- ZK롤업이지만 오프체인에 저장
- L2라고 부르기 애매 (이더리움의 보안성 활용을 안하니)
출처
https://twitter.com/avihu28/status/1267446095556345857
https://xangle.io/insight/research/61b1cd9b0cb08e8063cd6896
