실행 레이어란 무엇이며 합의 레이어와 어떻게 다릅니까?

블록체인의 실행 계층 이해

1. 실행 레이어는 트랜잭션이 처리되고 스마트 계약이 실행되는 블록체인 네트워크의 구성 요소를 의미합니다. 이 계층은 토큰 전송, 계약 배포, 데이터 상호 작용 등 사용자가 시작하는 작업을 처리합니다. 네트워크의 현재 상태를 기반으로 각 트랜잭션의 결과를 계산하는 역할을 담당합니다.

2. 이 계층 내에서 노드는 EVM(Ethereum Virtual Machine)과 같은 가상 머신을 실행하여 Solidity와 같은 고급 프로그래밍 언어에서 파생된 바이트코드 명령을 해석하고 실행합니다. 모든 노드는 분산형 네트워크 전체에서 일관성을 보장하기 위해 동일한 계산을 독립적으로 실행합니다.

3. 잔액 업데이트 또는 저장 수정과 같은 트랜잭션 실행으로 인한 상태 변경은 새 블록에 포함되도록 제안되기 전에 로컬로 기록됩니다. 이러한 변경 사항은 네트워크가 모든 검증 참여자 간에 동기화를 유지하는 것을 목표로 하는 '세계 상태'의 일부를 형성합니다.

4. 실행 계층은 효율성에 따라 트랜잭션 속도, 가스 비용 및 애플리케이션 응답성이 결정되므로 사용자 경험에 직접적인 영향을 미칩니다. 여기서 지연이나 병목 현상은 특히 수요가 많은 기간 동안 정체로 이어질 수 있으며, 체인에서 작동하는 dApp 및 DeFi 플랫폼에 영향을 미칠 수 있습니다.

합의 계층의 역할

1. 합의 계층은 노드가 블록체인에 추가된 블록의 유효성과 순서에 동의하는 방법을 관리합니다. 주요 기능은 악의적인 행위자나 네트워크 장애가 있는 경우에도 모든 참가자가 원장에 대한 일관된 보기를 유지하도록 하는 것입니다.

2. 이더리움의 병합 후 아키텍처와 같은 지분 증명 시스템에서 검증자는 합법적인 블록만 확정되도록 보장하는 암호화 메커니즘을 통해 블록을 제안하고 증명합니다. 이 계층은 블록 생성 빈도, 검증자 선택 및 최종 일정에 대한 규칙을 시행합니다.

3. 실행 레이어와 달리 합의 레이어는 트랜잭션 로직을 처리하지 않습니다. 대신 구조적 무결성을 확인하고 디지털 서명을 확인하며 포크 선택 알고리즘(예: LMD-GHOST 및 Casper FFG)과 같은 프로토콜 규칙 준수를 확인합니다.

4. 보안 및 분산화가 합의 수준에서 시행되므로 지리적으로 분산된 노드 전체에서 무신뢰 조정을 유지하는 것이 중요합니다. 강력한 합의 메커니즘은 참가자 간의 인센티브를 조정하여 이중 지출, 검열 및 장거리 공격을 방지합니다.

실행 레이어와 합의 레이어의 주요 차이점

1. 기능적으로 실행 계층은 트랜잭션 중에 발생하는 일을 처리하는 반면, 합의 계층은 해당 트랜잭션이 블록체인에 커밋되는 시기 와 순서를 결정합니다. 이들은 독립적으로 작동하지만 시스템 무결성을 유지하려면 긴밀하게 조정되어야 합니다.

2. 실행 레이어 업그레이드는 처리량 향상, 수수료 절감 또는 프로그래밍 가능성 확장(예: EIP-1559, 계정 추상화)에 중점을 두는 경우가 많습니다. 대조적으로, 합의 계층에 대한 변경은 일반적으로 보안, 최종성 시간 또는 에너지 효율성(예: PoW에서 PoS로 전환)을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

3. 모듈식 설계 원칙을 통해 이러한 계층이 개별적으로 발전할 수 있으므로 핵심 네트워크 기능을 불안정하게 하지 않으면서 혁신이 가능합니다. 예를 들어, 롤업은 실행을 레이어 2 시스템으로 오프로드하는 동시에 데이터 가용성 및 결제를 위해 Ethereum의 합의 레이어를 사용합니다.

4. 노드 요구 사항은 계층마다 크게 다릅니다. 전체 실행 노드는 상태 전환을 검증하기 위해 모든 트랜잭션을 재생해야 하므로 상당한 계산 리소스가 필요합니다. 합의에 초점을 맞춘 비콘 체인 노드는 증명과 투표를 중심으로 보다 가벼운 검증 작업을 수행합니다.

개발자와 사용자를 위한 시사점

1. 스마트 계약 개발자는 가스 한도, opcode 가격, 재진입 위험을 포함한 실행 계층 제약 조건을 이해해야 합니다. 이들의 코드는 이 환경 내에서 직접 실행되므로 비효율성으로 인해 거래 실패 또는 과도한 비용이 발생할 수 있습니다.

2. 분산형 애플리케이션 사용자는 주로 지갑 인터페이스를 통해 실행 계층과 상호 작용합니다. 그러나 이들의 거래는 합의 계층의 최종성 메커니즘에 의해 보호된 후에만 되돌릴 수 없게 되므로 두 구성 요소의 상호 의존성이 강조됩니다.

3. Dencun과 같은 네트워크 업그레이드는 합의 계층에서 데이터 가용성을 향상시키기 위해 proto-danksharding을 도입하여 낮은 롤업 비용을 통해 간접적으로 실행 이점을 얻습니다. 이러한 레이어 간 최적화는 한 영역의 발전이 전체 성능을 어떻게 향상시킬 수 있는지 보여줍니다.

4. 합의 계층에 참여하는 검증인은 특정 설계(예: 제안자-구축자 분리)에 따라 트랜잭션 자체를 실행할 필요가 없으므로 전문적인 역할이 나타날 수 있습니다. 이러한 분리는 확장성과 검열에 대한 저항성을 증가시킵니다.

자주 묻는 질문

실행 계층에서 불일치가 발생하면 어떻게 되나요? 노드가 트랜잭션 실행 중에 다른 결과를 계산하는 경우 상태 루트를 비교할 때 불일치가 감지됩니다. 합의 계층은 블록에 포함된 최종 상태 루트를 검증하므로 잘못된 계산이 있으면 정직한 검증자가 블록을 거부하게 됩니다.

실행 레이어와 합의 레이어를 분리하지 않고도 블록체인이 작동할 수 있나요? 예, Bitcoin과 같은 많은 초기 블록체인은 단일 레이어 내에서 두 기능을 모두 결합합니다. 그러나 이를 통합하면 유연성과 확장성이 제한됩니다. 현대 아키텍처에서는 전문화, 빠른 반복 및 향상된 리소스 할당을 지원하기 위해 점점 더 분리를 채택하고 있습니다.

레이어 2 솔루션은 이러한 레이어와 어떻게 상호 작용합니까? 레이어 2 네트워크는 오프체인 또는 최적화된 환경에서 실행을 처리한 다음 최종 검증을 위해 일괄 트랜잭션 데이터를 메인넷의 합의 레이어에 제출합니다. 이 접근 방식은 기본 계층의 보안 보장을 활용하면서 기본 실행 환경의 로드를 줄입니다.

실행 레이어보다 합의 레이어가 더 중요합니까? 두 레이어 모두 본질적으로 더 중요하지는 않습니다. 둘 다 작동하는 블록체인에 필수적입니다. 실행 계층은 프로그래밍 가능성과 사용자 상호 작용을 가능하게 하고, 합의 계층은 보안과 합의를 보장합니다. 둘 중 하나가 중단되면 전체 시스템이 손상될 수 있습니다.