이더리움이 얼마나 좋은지 큰일이고 자몽은 나쁠게 없는데 언제까지 기다려야 하느냐가 관건입니다.

이 기사의 출처:이 기사의 출처:버내큘러 블록체인(ID: hellobtc)

, 저자: Josh Stark, 번역: Li Lishi, 삭제됨, 승인을 받아 전달됨.

이더리움에게 2018년은 인프라에 집중한 해였습니다. 한 해 동안 우리는 네트워크의 한계를 테스트하고 확장 기술에 에너지를 다시 집중했습니다.

이더리움은 아직 초기 단계입니다. 오늘날에는 충분히 강력하지도 않고 확장성도 없습니다. 이 기술을 이해하는 사람이라면 누구나 이를 잘 알고 있습니다. 그러나 지난 1년 동안 추측에 기반한 과대 광고는 블록체인의 기능을 크게 과장했습니다. 이더리움은 여전히 ​​Web 3.0(일련의 합의 메커니즘에 의해 관리되고 수십억 명이 사용하는 안전하고 사용하기 쉬운 분산 네트워크)과는 거리가 멀고 핵심 인프라가 완성될 때까지 실현되지 않을 것입니다.

이 기사에서는 확장 솔루션 중 하나인 "오프체인" 또는 "계층 2" 확장에 대해 심층적으로 논의하여 계층 2의 작동 방식에 대한 포괄적이고 자세한 이해를 제공하고자 합니다.

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퍼블릭 체인의 확장성 문제

"확장"은 하나의 특정 문제가 아니라 이더리움이 전 세계 수십억 사용자에게 서비스를 제공하기 전에 해결해야 하는 문제입니다.

우선 트랜잭션 처리량 측면에서. 현재 이더리움은 초당 15건의 거래를 처리할 수 있으며 Visa는 초당 45,000건의 거래를 처리할 수 있습니다.

이더리움과 같은 퍼블릭 체인은 네트워크의 모든 노드가 모든 트랜잭션 처리에 참여해야 하며 이것이 주요 제한 사항입니다. 이더리움의 모든 작업은 퍼블릭 체인의 충분한 권한을 보장하기 위해 네트워크의 모든 노드에서 실행되어야 합니다.

블록 크기를 두 배로 늘리면 동일한 블록 시간 동안 지금보다 노드당 작업량이 대략 두 배 더 많아집니다. 그러나 이것은 분권화를 희생합니다. 노드는 더 많은 작업을 수행해야 하고, 약한 노드는 네트워크에서 탈락할 수 있으며, 채굴권은 강력한 광산의 손에 집중될 것입니다.

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해결책

단일 노드의 부하를 늘리지 않고 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있는 솔루션이 필요합니다.

이론적으로 이 문제를 해결하기 위해 두 가지 접근 방식을 취할 수 있습니다.

1. 모든 노드가 모든 작업을 병렬로 처리할 필요가 없다면 어떻게 될까요?

노드가 모든 트랜잭션 처리에 관여할 필요가 없고 네트워크가 반독립적으로 작동할 수 있는 두 부분으로 분할되는 블록체인을 구축할 수 있다면 어떨까요?

분리된 후 Zone A는 트랜잭션을 일괄 처리할 수 있고 Zone B도 일부를 처리할 수 있으므로 블록체인의 트랜잭션 처리량을 두 배로 늘릴 수 있습니다. 블록체인을 아주 많은 다른 지역으로 나누면 처리량이 여러 번 증가할 수 있습니다.

이것은 Ethereum Vitalik과 다른 연구자들이 제안한 "Sharding"의 아이디어입니다. 블록체인은 각각 트랜잭션을 독립적으로 처리할 수 있는 다양한 "슬라이스"로 나뉩니다. 조각화는 Ethereum의 기본 프로토콜에서 구현되기 때문에 일반적으로 "레이어 1" 확장 솔루션을 말합니다.

2. 이더리움을 위한 프로토콜 레이어 네트워크가 구축된다면?

두 번째 옵션은 첫 번째 옵션과 정반대입니다. 이더리움 자체 기능을 추가하는 것보다 이를 기반으로 구축하는 것이 좋습니다. 이더리움 블록체인의 기본 계층과 동일한 처리량으로 트랜잭션, 상태 업데이트 또는 간단한 계산과 같은 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다.

이는 이더리움 메인 체인 위에 구축되고 기본 레이어에서 변경이 필요하지 않고 대신 오프체인 소프트웨어와 상호 작용하는 스마트 계약으로만 존재하기 때문에 "레이어 2"라고도 합니다.

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Layer 2는 디지털 경제 솔루션입니다.

레이어 2 솔루션을 자세히 설명하기 전에 먼저 그 이면의 원리를 이해해 봅시다.

퍼블릭 체인의 권위는 합의에서 나온다. 인센티브와 암호화를 결합하여 시스템 내에서 합의가 이루어집니다.

디지털 경제 합의는 51% 공격과 같은 극단적인 사건이 아닌 한 모든 작업(지불 및 스마트 계약 포함)이 이전에 설계된 절차에 따라 실행될 것이라는 확신을 줍니다.

레이어 2의 기본 원칙은 이 확실성을 앵커로 사용하고 그 위에 다른 메커니즘을 부착할 수 있다는 것입니다. 레이어 2는 퍼블릭 체인의 유틸리티를 체인 외부로 확장할 수 있으므로 체인 외부에서 상호 작용할 수 있으며 이러한 상호 작용은 필요할 때 여전히 메인 체인으로 돌아갈 수 있습니다.

이러한 계층은 이더리움의 메인 체인에 구축되기 때문에 메인 체인에서의 작업만큼 안전하지는 않지만 특히 약간의 운영 권한을 희생함으로써 안전하고 실용적임을 보장할 수 있으므로 운영 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 그리고 취급 비용을 감소시키십시오.

적용하려는 기술에 대한 소개는 다음과 같습니다.

1. 상태 채널

트랜잭션 및 기타 "오프체인" 작업을 처리하는 기술을 나타내는 상태 채널은 높은 수준의 보안을 갖추고 있습니다. 문제가 발생하더라도 여전히 온체인 트랜잭션으로 돌아갈 수 있는 옵션이 있습니다.

많은 독자들이 수년 동안 사용되어 왔으며 최근에 라이트닝 네트워크를 통해 비트코인에 구현된 결제 채널을 알고 있습니다. 상태 채널은 지불 채널보다 훨씬 더 일반적인 형태입니다. 지불뿐만 아니라 스마트 계약 변경과 같은 블록체인에 대한 "상태 업데이트"도 처리할 수 있습니다.

2015년 Jeff Coleman은 처음으로 주 채널을 제안했습니다. 상태 채널이 작동하는 방식을 더 잘 설명하기 위해 먼저 예를 살펴보겠습니다.

Joe와 Joe가 3연속 게임을 하고 승자는 보상으로 1 ETH를 받을 수 있다고 상상해 보십시오. 가장 쉬운 방법은 이더리움에서 스마트 계약을 만들고 스마트 계약에 3게임 체스 규칙을 작성하고 Zhang San과 Li Si의 선택을 추적하는 것입니다. 플레이어가 선택을 할 때마다 계약으로 전송됩니다. 플레이어가 이기면 규칙에 따라 스마트 계약이 승자에게 1 ETH를 지급합니다.

이것은 작동하지만 비효율적이고 느립니다. 게임의 각 단계는 모든 노드에서 확인해야 하므로 리소스 낭비가 발생합니다. 그들은 게임을 할 때마다 수수료를 지불해야 하고 다음 게임을 진행하기 전에 채굴자가 검증을 완료할 때까지 기다려야 합니다.

이때 우리는 Zhang San과 Li Si 사이의 상호 작용이 가능한 한 오프 체인으로 이루어질 수 있도록 시스템을 설계할 수 있습니다. 오프체인 상태를 업데이트하고 필요할 때 온체인 트랜잭션으로 돌아갈 수 있습니다. 이 시스템을 "상태 채널"이라고 합니다.

먼저 Ethereum의 메인 체인에서 "심판"으로 스마트 계약을 만들고 계약에 게임 규칙을 작성하고 Zhang San과 Li Si가 이 게임의 두 플레이어임을 인식한 다음 ETH에 보상을 설정합니다. .

그 직후 Zhang San과 Li Si는 상호 작용을 시작했습니다. Zhang San은 첫 번째 단계를 시작하고 서명하여 Li Si에게 보냈고 Li Si도 서명하고 서명된 버전을 돌려 보내고 자신을 위해 사본을 보관했습니다. 그런 다음 Li Si는 조치를 취하고 서명하여 Zhang San에게 보냈고 Zhang San도 서명하고 다시 보냈으며 사본을 직접 보관했습니다. 매번 상태를 업데이트합니다. 각 상호 작용에는 "임의의 숫자"가 포함되어 있어 각 상호 작용의 시간을 정할 수 있습니다.

지금까지 모든 작업이 체인에서 발생하지 않습니다. 게임이 종료되면 Johnny가 이겼다고 가정하면 최종 상태(트랜잭션 목록)를 업로드하고 채널을 닫을 수 있습니다. 이렇게 하면 거래 수수료를 한 번만 지불하면 됩니다. 계약은 양 당사자가 "최종 상태"에 서명하고 결과가 신뢰할 수 있도록 일정 시간 동안 기다렸다가 최종적으로 Zhang San에게 1 ETH의 보너스를 지불하도록 보장할 수 있습니다.

이 대기 시간이 필요한 이유는 무엇입니까?

Li Si가 업로드한 것이 최종 버전이 아니라 그가 Zhang San을 상대로 승리한 버전이라고 가정해 봅시다. 계약은 지시 사항을 실행할 뿐이며 어느 것이 최종 버전인지 알 수 없습니다. 이때 대기 기간을 설정하면 Zhang San이 제공한 것이 최종 버전임을 증명하는 증거를 제공할 수 있습니다.

Zhang San은 양 당사자가 서명한 거래 사본을 제출하고 계약은 거래의 난수를 통해 Zhang San이 제출한 것이 최종 버전이라고 결정하고 Li Si의 요청을 거부합니다.

2、Plasma

상태 채널은 많은 애플리케이션에 적합하며 기존 온체인 작업에 대한 많은 업그레이드를 제공합니다.

2017년 8월 11일, V God과 Joseph Poon은 "Plasma: Autonomous Smart Contracts"라는 제목의 논문을 발표했습니다. 이 게시물은 Ethereum의 처리 효율성을 향상시킬 수 있는 새로운 기술을 소개합니다.

상태 채널과 마찬가지로 Plasma는 보안을 보장하기 위해 Ethereum의 기본 기술에 의존해야 하는 오프체인 트랜잭션을 처리하는 기술입니다. 그러나 Plasma의 진입점은 다릅니다. Plasma는 Ethereum 메인 체인에 "하위 체인"을 생성할 수 있도록 합니다. 이러한 "하위 체인"은 차례로 자체 "하위 체인"을 생성할 수 있습니다.

결과적으로 우리는 차일드 체인에서 많은 복잡한 작업을 수행하고 수천 명의 사용자와 함께 애플리케이션을 실행할 수 있으며 Ethereum 메인 체인과의 최소한의 상호 작용만 필요로 합니다. Plasma는 전체 프로세스가 Ethereum 메인 체인에서 발생할 필요가 없기 때문에 빠르게 실행되고 거래 수수료가 저렴합니다.

플라즈마가 어떻게 작동하는지 이해하기 위해 먼저 예를 살펴보겠습니다.

Ethereum에서 트레이딩 카드 게임을 만들고 있다고 상상해보십시오. 이러한 카드는 ERC-721 토큰(예: 에테르 고양이)이지만 사용자가 게임을 할 수 있도록 하는 특정 특성과 속성이 있습니다. 이러한 복잡한 작업을 체인에서 수행하는 것은 비용이 많이 들기 때문에 Plasma를 사용하는 것이 좋습니다.

먼저, 플라즈마 하위 체인을 제공하는 "루트"로서 이더리움 메인 체인에 일련의 스마트 계약을 생성합니다. Plasma Root는 하위 체인의 "상태 전환 규칙"(예: "이중 지출 없음")을 포함하고 하위 체인 상태의 해시를 기록하며 사용자가 Ethereum 메인 체인 간에 상호 작용할 수 있도록 하는 일종의 "브리지" 역할을 합니다. 그리고 서브체인.

그런 다음 자체 합의 메커니즘 세트를 가질 수 있는 하위 체인을 만듭니다. 이 경우 신뢰할 수 있는 블록 생산자에 의존하는 합의 메커니즘인 권한 증명(PoA)이 필요합니다.

하위 체인이 생성되거나 활성화되면 블록 생산자는 "하위 체인의 최신 블록이 X임을 증언합니다."와 같은 루트 계약에 대한 약속을 합니다. 에서 발생한 하위 체인 트랜잭션을 증명합니다.

자식 체인이 준비되면 트레이딩 카드 게임의 기본 빌딩 블록을 만들 수 있습니다. 이 카드는 Ethereum 메인 체인의 ERC-721을 기반으로 하며 Plasma Root를 통해 서브 체인으로 전송됩니다. 이것은 핵심 포인트를 제시합니다. Plasma를 사용하면 Ethereum 기반 디지털 자산과 대규모로 상호 작용할 수 있습니다.

3、Truebit

그런 다음 게임 애플리케이션의 스마트 계약을 차일드 체인에 배포하고 계약에 게임 논리와 규칙을 작성합니다. 실제로 게임 사용자는 우리의 하위 체인과 상호 작용합니다. 그들은 메인 체인과 직접 상호 작용하지 않고 다른 사용자와 게임을 하기 위해 자산(ERC-721 토큰)을 보유할 수 있습니다. 적은 수의 노드만 트랜잭션을 처리하면 되므로 트랜잭션 수수료가 훨씬 낮아지고 작업 속도가 빨라집니다.

처리량을 확장하는 상태 채널 및 Plasma와 달리 Truebit는 Ethereum이 무거운 계산을 완료하는 데 도움이 되는 오프체인 기술입니다. Truebit은 트랜잭션 처리량을 늘리지 않지만 Ethereum 기반 응용 프로그램이 더 복잡한 작업을 수행할 수 있도록 합니다.

일부 작업은 온체인에서 수행하기에는 계산 비용이 너무 많이 듭니다. 예를 들어, 다른 블록체인의 "단순 지불 확인(SPV)" 증명을 확인하여 이더리움 스마트 계약이 거래가 다른 체인(예: 비트코인 ​​네트워크)에서 발생했는지 "확인"할 수 있습니다.

이더리움에서 수행되는 모든 계산은 모든 노드가 항상 계산에 참여해야 하기 때문에 비용이 많이 듭니다.

그러나 누군가(솔버)에게 소액의 수수료를 지불하여 오프체인 계산을 수행할 수 있습니다.

먼저 솔버가 스마트 계약에 수수료를 입금한 다음 솔버에게 요구 사항을 알립니다. 그는 계산을 수행하고 결과를 피드백합니다. 계산이 맞으면 보증금이 반환되고 계산이 틀리면(실수 또는 속임수) 보증금을 잃게 됩니다.

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결론적으로

결론적으로

플랫폼의 처리량을 증가시키는 "상태 채널" 및 Plasma 스마트 계약의 일부로 더 어려운 계산을 수행하여 새로운 응용 사례를 여는 Truebit.

이 세 가지 예는 확장 시나리오의 일부만을 나타냅니다.