ZK-Rollups의 유효성 증명(또는 SNARK/STARK)이란 무엇입니까?

ZK-롤업의 유효성 증명 이해

1. ZK-Rollups의 맥락에서 유효성 증명은 세부 정보를 공개하지 않고 일괄 거래의 정확성을 확인하는 암호화 메커니즘입니다. 이 증명은 롤업 내의 모든 상태 전환이 네트워크의 합의 규칙에 따라 적법하다는 것을 보장합니다. 검증인은 메인 블록체인에서 각 트랜잭션을 다시 실행하는 대신 첨부된 증명만 확인하면 되므로 계산 부하가 대폭 줄어듭니다.

2. 이러한 증명은 영지식 암호화에서 파생된 고급 수학적 구성에 의존합니다. 실제로 사용되는 가장 눈에 띄는 두 가지 유형은 SNARK(Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge)와 STARK(Scalable Transparent ARguments of Knowledge)입니다. 둘 다 증명자는 기본 데이터를 공개하지 않고 진술이 사실임을 검증자에게 확신시켜 무결성을 보장하면서 개인정보를 보호할 수 있습니다.

3. ZK-롤업에서 오프체인 계산은 수천 건의 트랜잭션을 처리하고 최종 상태 변경을 나타내는 단일 증거를 생성합니다. 이 증명은 스마트 계약이 이를 검증하는 레이어 1 블록체인에 제출됩니다. 증명이 체크아웃되면 새로운 상태가 승인됩니다. 이 모델은 암호화 검증을 통해 보안을 유지하면서 계산을 오프체인으로 전환합니다.

4. 타당성 증명의 효율성은 간결성에 있습니다. 증명이 수백만 건의 작업을 나타내더라도 그 크기는 종종 수백 바이트에 불과한 작은 크기로 유지되며 신속하게 확인할 수 있습니다. 이는 사용자에게 높은 처리량과 낮은 가스 비용을 제공하므로 ZK-Rollups는 이더리움 및 유사한 블록체인을 위한 가장 유망한 확장 솔루션 중 하나가 됩니다.

SNARK와 STARK의 차이점

1. SNARK에는 초기 암호화 매개변수가 생성되는 신뢰할 수 있는 설정 단계가 필요합니다. 이 프로세스가 손상되면 가짜 증거가 생성될 수 있습니다. 최신 구현에서는 위험을 최소화하기 위해 다자간 행사를 사용하지만 신뢰의 필요성은 일부 개발자와 사용자에게 여전히 우려 사항입니다.

2. STARK는 충돌 방지 해싱 및 오류 수정 코드를 사용하여 신뢰할 수 있는 설정이 필요하지 않습니다. 이를 통해 특정 유형의 공격에 대해 더욱 투명하고 저항력을 갖게 됩니다. 설정 후 비밀 매개변수가 존재하지 않기 때문에 이들의 디자인은 분산형 원칙에 더 잘 부합합니다.

3. 성능 특성이 크게 다릅니다. SNARK는 일반적으로 더 작은 증거를 생성하고 더 빠른 검증 시간을 가지므로 블록 공간 제약이 엄격한 블록체인에 이상적입니다. 그러나 이는 양자 컴퓨팅 발전에 취약할 수 있는 타원 곡선 쌍과 같은 약한 암호화 가정에 의존합니다.

4. STARK는 해시 함수에 의존하기 때문에 양자 저항성을 갖습니다. 증명 크기는 SNARK보다 크지만 압축 기술과 검증 알고리즘의 개선으로 이러한 격차가 줄어들고 있습니다. 또한 대규모 계산을 통해 확장성이 향상되어 보다 강력한 장기 확장성을 보장합니다.

보안 및 분산화에서 유효성 증명의 역할

1. 유효성 증명은 노드 간 복제를 요구하지 않고 계산 무결성을 강화합니다. 기존 블록체인은 모든 노드가 모든 트랜잭션을 실행하도록 하여 보안을 달성합니다. ZK-롤업은 이러한 중복성을 암호화 보증으로 대체하여 신뢰성을 유지하면서 효율성을 기하급수적으로 향상시킵니다.

2. 누구나 독립적으로 증명을 검증할 수 있으므로 특정 연산자나 시퀀서에 의존하지 않습니다. 증거가 프로토콜 규칙을 준수하는 한 허용됩니다. 이는 경량 클라이언트와 제3자가 검증에 참여할 수 있도록 하여 분산화를 촉진합니다.

3. 증거 생성을 중심으로 한 경제 모델은 정직한 행동을 장려합니다. 유효하지 않은 증거를 제출한 운영자는 큰 처벌을 받거나 블록이 거부됩니다. 한편, 성공적인 증명자는 번들 거래를 통해 수수료를 획득하여 증명 생산을 위한 경쟁적인 시장을 창출할 수 있습니다.

4. 롤업의 기본 논리가 증명 시스템에 인코딩되어 있기 때문에 기본 암호화가 깨지지 않는 한 올바른 실행에서 벗어나는 것은 수학적으로 불가능합니다. 이는 사기 증명 및 챌린지 기간에 의존하는 낙관적 롤업보다 더 높은 수준의 확실성을 제공합니다.

자주 묻는 질문

유효성 증명이 검증에 실패하면 어떻게 되나요? 유효성 증명이 실패하면 제안된 상태 업데이트가 레이어 1 계약에 의해 거부됩니다. 롤업의 정식 상태에는 변경 사항이 적용되지 않습니다. 담당 운영자는 구현에 따라 보상을 잃거나 처벌을 받을 수 있습니다. 잘못된 상태를 확정할 수 없기 때문에 사용자의 자금은 안전하게 유지됩니다.

유효성 증명을 통해 거래 데이터가 공개될 수 있나요? 아니요, 유효성 증명은 거래 세부정보를 노출하지 않습니다. 정의된 규칙에 따라 일련의 입력이 올바른 출력으로 이어지는지 확인하지만 입력 자체는 숨겨진 상태로 유지됩니다. 이를 통해 시스템 무결성을 공개적으로 검증하는 동시에 사용자 개인정보를 보호할 수 있습니다.

SNARK 및 STARK는 모든 블록체인과 호환됩니까? 모든 블록체인이 이러한 증명 시스템을 기본적으로 지원하는 것은 아닙니다. 호환성은 기본 계층이 관련된 수학적 연산을 효율적으로 확인할 수 있는지 여부에 따라 달라집니다. Ethereum은 사전 컴파일과 EVM 실행을 통해 모두 지원하지만 다른 체인에는 비용 효율적으로 검증을 처리하는 데 필요한 opcode나 가스 모델이 부족할 수 있습니다.