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Polkadot은 확장 가능한 분산 컴퓨팅 및 상호 운용성을 위한 블록체인입니다. 이 기사에서는 네트워크의 주요 부분 중 하나인 파라체인에 대해 살펴보겠습니다.

오늘날 블록체인은 두 부분으로 구성된 매우 표준적인 형태로 제공됩니다. 첫 번째 부분은 보안을 제공하는 합의 알고리즘입니다. 두 번째 부분은 체인이 보안을 얻는 체인의 특정 측면을 제공하는 상태 시스템입니다. Ethereum, Bitcoin, Zcash 등은 모두 작업 증명 합의(PoW) 또는 그 변형에 의해 보호되지만 처리하는 트랜잭션 및 계정의 종류(고유한 상태 머신을 구성하는 것)는 완전히 다릅니다. 효율적인 개인 정보 보호 또는 부의 분배 또는 기타 흥미로운 기능을 제공할 수 있는 새로운 블록체인에 대한 훌륭한 아이디어를 제시하는 개발자를 상상해 보십시오. 개발자가 고유한 상태 머신을 구현하는 동안 일종의 합의 알고리즘도 구현해야 하며 체인을 시작할 때 안전한 리소스를 위해 다른 사람과 경쟁해야 합니다. 이것은 새로운 블록체인 프로젝트를 개발하는 데 특정한 오버헤드와 불안정성을 가져옵니다.

파라체인을 소개하겠습니다. 파라체인(병렬로 실행되는 체인)은 자체 보안을 제공하지 않고 "릴레이 체인"이 제공하는 보안에 추가되는 단순한 형태의 블록체인입니다. 연결된 파라체인에 보안을 제공할 뿐만 아니라 그들 사이의 안전한 메시지 전달을 보장하기 때문에 릴레이 체인이라고 합니다. 파라체인의 핵심 기능은 그들이 수행하는 계산이 본질적으로 독립적이라는 것입니다. Turing-complete 스마트 계약의 포괄적인 범용 시스템에는 어떤 트랜잭션이 서로 "충돌"할지 결정하는 데 문제가 있습니다. 즉, 병렬화할 수 있는 트랜잭션이 종종 순차적으로 실행되어 귀중한 계산 시간을 낭비하게 됩니다. 파라체인 사이에 경계를 긋는 것은 충돌에 대한 두려움 없이 한 번에 모든 파라체인을 실행할 수 있음을 의미합니다. 10개의 파라체인이 있는 경우 동일한 보안 소스를 사용하여 10배의 작업을 수행할 수 있습니다.

고도로 전문화된 파라체인은 또 다른 목적을 가지고 있습니다. 그들은 블록체인 전용 스크립팅 언어나 가상 머신에 얽매이지 않고 전문 분야에 가장 효율적인 방식으로 데이터 저장 및 트랜잭션 작업을 구현할 수 있습니다. Bitcoin 스크립트 및 EVM과 같은 모델은 핵심에서 상호 운용성을 목표로 설계되었지만 이러한 모델을 사용하는 시스템은 동일한 네트워크에서 실행되는 다른 시스템이 액세스할 수 있는 항목뿐만 아니라 구현의 모든 부분에 대해 증가하는 실행 비용을 지불합니다. 대조적으로 Polkadot 파라체인은 비동기 메시지 전달을 통해 서로 통신하므로 파라체인이 교차하는 경계에서만 데이터 일관성의 대가를 지불합니다.

완전한 일반 및 튜링 완전 스마트 계약을 위한 프레임워크를 제공하는 파라체인을 계속 생성할 수 있습니다. 간단한 예는 EVM으로 구동되는 파라체인입니다. 위의 이유로 이 파라체인에서 실행되는 계약은 이더리움 스마트 계약의 보편성과 상호 운용성에서 어려움을 겪으면서 이점을 얻습니다. 주요 차이점은 완전히 옵트인된다는 것입니다. 매우 일반적인 프레임워크를 사용할 수 있는 옵션을 유지하면서 집중 솔루션을 통합하는 Polkadot의 기능이 가장 강력한 기능 중 하나라고 생각합니다.

파라체인의 가장 흥미로운 사용 사례 중 하나는 확장성을 위한 도구입니다. 자체 파라체인 등을 포함하는 파라체인을 생성할 수 있습니다. 이렇게 하면 루트 릴레이 체인 자체에 대한 전반적인 부담을 줄이지 않고 고도로 분산된 계산을 수행하는 데 사용할 수 있는 트리 구조가 생성됩니다. 주요 문제는 데이터 가용성을 보장하는 것입니다. 파라체인 블록에는 적어도 특정 기간 동안 누구나 사용할 수 있는 유효성 증명이 수반되어야 합니다. 유효성 검사기는 자신이 유효성을 검사한 블록에 대한 증명이 계속 사용 가능한지 확인할 책임이 있습니다. 유감스럽게도 메시지를 온체인으로 옮기지 않고는 메시지가 보내져야 할 때 보내지지 않았다는 것을 증명하는 것은 불가능합니다(적어도 매우 어렵습니다). 우리는 평판 보장으로 이 문제를 피할 수 있습니다. 상대적으로 신뢰할 수 있는 당사자가 유효성 검사기를 데이터 보류로 사용하면 불이익을 받습니다. 이것은 또한 토큰 투표 시스템 또는 다단계 법원으로 일반화될 수 있습니다. 악의적이고 거짓된 보고의 효과와 유용성을 줄이기 위해 각 위법 행위 보고에는 환불되지 않는 자금 유출이 수반되어야 합니다. 첫 번째 수준의 파라체인의 경우와 같이 충분한 사람들이 계산을 지켜보고 있을 때 일반적으로 필요한 데이터가 있습니다. 위험을 완화하기 위한 또 다른 전략은 체인이 중단되거나 공격을 받을 때 저장된 가치를 복구할 수 있도록 파라체인을 설계하는 것입니다. 하지만 체인이 자동으로 자금을 잠그거나 자체 수수료를 관리하기 위해 스마트 계약을 실행할 때 이는 달성하기 어렵습니다.