수정: 사우스윈드

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위: 2015년부터 2021년 11월까지 이더리움 네트워크에서 가스 수수료 인상

첫 번째 레벨 제목

01. 확장성 논쟁의 이해

블록체인은 트랜잭션을 처리하고 분산된 방식으로 블록에 기록하여 이중 지출 문제와 신뢰할 수 있는 기관에 대한 의존을 피하는 모드로 만들어졌습니다. Bitcoin 및 Ethereum과 같은 초기 블록체인 네트워크는 PoW(Proof of Work) 합의 모델을 기반으로 이러한 트랜잭션을 처리하고 기록했습니다.

PoW 모드에서 트랜잭션이 시작되면 트랜잭션이 처리되기를 기다리는 트랜잭션 풀에 넣어지고 네트워크의 모든 노드에 브로드캐스트됩니다. 모든 노드에 전파되지만 단 하나의 노드만이 계산 퍼즐을 성공적으로 풀고 이 트랜잭션을 다른 트랜잭션과 함께 블록에 추가하고 트랜잭션 수수료로 보상을 받습니다.

첫째, 트랜잭션이 검증되기 전과 후에 네트워크에 브로드캐스팅되어야 하기 때문에 트랜잭션을 처리하는 데 오랜 시간이 걸립니다. 둘째, 수학 퍼즐을 푸는 데 필요한 컴퓨팅 성능은 많은 전기를 소비합니다. 마지막으로 각 블록에는 포함할 수 있는 트랜잭션 수에 대한 블록 공간이 제한되어 있어 사용자 간의 경쟁이 발생하고 가스 비용이 증가하며 때로는 트랜잭션 값을 초과하기도 합니다. 점점 더 많은 dApp(탈중앙화 애플리케이션)이 트랜잭션을 처리하고 저장하기 위해 블록체인 기술을 사용함에 따라 이러한 상황은 점점 더 문제가 되고 있습니다(현재 약 3,000개의 dApp).

따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 이더리움이 확장되어 네트워크가 처리할 수 있는 트랜잭션(TPS(transactions per second)로 측정) 수와 트랜잭션 속도를 높여야 합니다. 이를 위해 주로 다음을 포함한 많은 확장성 솔루션이 개발되었습니다.Ethereum 2.0, 기타 경쟁 L1 블록체인 네트워크, 사이드체인 및 L2 솔루션. Ethereum 2.0, Polkadot, Solana와 같은 L1 네트워크는 현재 Ethereum 네트워크의 기본 합의 및 블록 생성 규칙을 구조적으로 변경했으며 L2 솔루션은 Ethereum 메인 네트워크와 해당 프로토콜을 기반으로 구축됩니다.

이 경쟁에서 등장하는 소수의 블록체인/L2 네트워크는 전체 DeFi 공간, NFT, DAO 및 가상 세계를 지원하는 동시에 전체 제작자 경제 및 메타버스를 지원합니다. 아래에서 우리가 믿는 이유에 대해 자세히 설명합니다.아비트럼처럼(Marc Cuban, Polychain Capital, Pantera Capital 등에서 투자)첫 번째 레벨 제목

02. 이더리움 확장성 솔루션 개요

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위: @yasminekarimi_가 매핑한 확장성 솔루션 환경 2021

보조 제목

L1 솔루션

L1(레이어 1) 솔루션은 메인넷 블록체인 자체의 코드인 블록체인의 기본 프로토콜을 처리하여 블록체인의 트랜잭션 처리량을 높입니다. 다음과 같이 더 나눌 수 있습니다.

1) 프로토콜 개선

프로토콜 개선은 주로 단일 블록에 포함될 수 있는 트랜잭션 수를 늘리고(단기간에만 지속 가능) 블록 생성 사이의 시간 지연을 줄임으로써 트랜잭션 처리량을 확장하기 위해 기본 프로토콜을 변경하는 것을 말합니다. PoW 합의 모델의 PoS로의 구조적 변환이 실현됩니다. PoW 모델과 달리 PoS는 검증자가 약속한 블록체인 고유 토큰의 수에 따라 검증자를 선택합니다. 이를 바탕으로 검증인을 선정하기 때문에 많은 컴퓨팅 파워가 필요하지 않고, 천문학적인 가스비로 이어지는 채굴자 간 경쟁도 없다. Solana(50,000 TPS) 및 Polkadot(1000 TPS)와 같은 PoS 기반 블록체인에서 입증된 것처럼 개별 노드가 많은 처리 능력을 할애할 필요가 없기 때문에 트랜잭션을 확인하는 데 훨씬 적은 시간이 걸립니다. 이에 비해 현재 이더리움은 16 TPS만 처리할 수 있습니다.

2) 단편화

샤딩은 블록체인의 컴퓨팅 작업과 데이터 공간을 여러 개의 체인으로 나누는 것을 의미합니다. 예를 들어 Eth2.0에서는많은 샤드 체인보조 제목

L2 솔루션

위에서 언급한 L1 솔루션은 주로 블록체인 프로토콜을 변경하는 것이고, L2(두 번째 레이어) 솔루션은 체인에 스마트 계약을 구축하여 L1을 확장하는 것입니다. 이렇게 하면 트랜잭션 실행을 L2 네트워크로 아웃소싱하고 트랜잭션 처리 결과를 L1 네트워크에 보고함으로써 보류 중인 트랜잭션에 대한 추가 헤드룸이 생성됩니다. 현재 이를 달성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

1) 사이드체인

xDai는 위임 지분 증명 합의 메커니즘을 사용하여 빠른 거래 시간(5초)과 낮은 거래 수수료($0.000021)를 달성하는 것과 같이 더 나은 거래 수수료와 속도로 자산을 사이드체인으로 전송할 수 있습니다. 교차 체인 자산 전송은 양방향 페그 프로토콜(2WP)을 통해 실현되며, 먼저 첫 번째 블록체인 네트워크(예: Ethereum)의 자산을 잠근 다음 두 번째 블록체인 네트워크(예: Polygon)의 자산을 잠그고, 입력 이 트랜잭션에는 자산의 잠금 작업이 정확하다는 암호학적 증거가 포함되어 있습니다. 사이드 체인의 좋은 예 중 하나는 Polygon입니다.

2) Plasma

Plasma는 블록체인 내에 블록체인을 구축하고 있습니다. 자산은 플라즈마 체인을 관리하는 스마트 계약으로 전송됩니다. 플라즈마 체인이 거래를 실행하고, 사기 문제가 있다는 사기 증거가 없는 한 블록 헤더 해시만 루트 체인(예: 이더리움)에 제출되며, 이 경우 플라즈마 블록이 롤백됩니다. 생성된 블록은 처벌됩니다. 이 메커니즘은 루트 체인의 최소 상태 업데이트로 트랜잭션이 훨씬 빠르게 진행될 수 있으므로 뛰어난 확장성을 제공합니다.

3) 채널

채널은 참가자가 X개의 오프체인 트랜잭션을 수행할 수 있도록 하는 오픈 소스 프로토콜 및 스마트 계약이지만 이더리움에 2개의 온체인 트랜잭션만 제출하면 됩니다. 사용자가 처음 채널을 열 때 이더리움 트랜잭션을 생성하고 비용을 지불해야 하며, 채널을 닫을 준비가 되면 이더리움 체인에서 트랜잭션을 처리하기 위해 다시 비용을 지불해야 합니다. 이를 통해 처리 및 저장해야 하는 트랜잭션 수를 줄이고 채널을 열고 닫는 데만 사용하는 가스 요금을 줄입니다. 이더리움에서 상태 채널을 활용하는 주요 프로젝트는 상태 채널, Celer, Perun 및 Raiden입니다.

4) Rollups

롤업은 압축 도구를 사용하여 데이터를 L1에 저장하기 전에 일괄적으로 오프체인 트랜잭션을 검증함으로써 L1 메인넷(예: Ethereum)에 확장성을 제공합니다. 압축 및 일괄 처리를 통해 처리량을 높이고 트랜잭션 속도를 높이고 트랜잭션당 비용을 최소화할 수 있습니다.

이 유효성 검사 방법에 의존하는 두 가지 유형의 롤업이 있습니다.Optimistic Rollups및 ZK-롤업. 트랜잭션 검증이란 Rollup 배치에서 트랜잭션이 실행된 후 상태 루트(Rollup의 계정 잔액, 계약 코드 등 포함)가 올바른지 확인하는 것을 말합니다.ZK-Rollupszk-SNARK라는 유효성 증명이 각 트랜잭션 배치에 대해 생성되는 반면 Arbitrum et al.Optimistic Rollups트랜잭션의 유효성을 "낙관적으로" 가정하고 특정 노드가 특정 트랜잭션이 사기라고 의심하는 경우에만 계산 증명(즉, 사기 증명 제출)을 수행하여 트랜잭션 속도와 처리량을 최적화할 수 있습니다. 더욱 개선됩니다.

사용자로서 Arbitrum과 어떻게 상호 작용합니까?

사용자는 일반적으로 Ethereum에서도 사용할 수 있지만 더 높은 수수료가 필요한 위의 dApp(예: Uniswap 또는 Aave)을 사용하기 위해 Arbitrum과 상호 작용할 가능성이 높습니다. 특히 Arbitrum One 네트워크는메타마스크 지갑에 추가첫 번째 레벨 제목

03. 머지않은 미래에 Arbitrum이 Ethereum의 확장성을 주도하게 되는 이유는 무엇입니까?

1) Arbitrum은 블록체인 트릴레마인 확장성, 탈중앙화, 보안을 해결합니다.

확장성만으로는 충분하지 않습니다. 블록체인 네트워크는 트랜잭션 처리량을 늘리는 동시에 분산화와 보안이라는 블록체인 기술의 두 가지 기본 속성을 유지해야 합니다. 이것을 "블록체인의트릴레마". 지금까지,세 가지 속성을 모두 만족하는 유일한 이더리움 확장성 체계는 Arbitrum과 같은 롤업 네트워크입니다.이미지 설명

위: Arbitrum 네트워크의 총 일일 거래량(파란색 선) 및 총 일일 가스 요금(녹색 선)의 추세

처리 능력 측면에서 Arbitrum 네트워크는 Ethereum 기본 계층을 사용하는 것보다 5배 낮은 평균 비용으로 40,000 TPS를 달성할 수 있어야 합니다.이미지 설명

위: Arbitrum 네트워크의 총 일일 가스 비용(파란색 선) 대 Ethereum 네트워크의 일일 가스 총 비용(녹색 선)

Arbitrum은 더 높은 처리량을 달성하면서 Ethereum L1 합의로부터 보안을 얻습니다.대조적으로 초기 L1 블록체인 네트워크(예: 현재 이더리움 및 비트코인 ​​네트워크)는 현재 이더리움 네트워크의 높은 가스 비용에서 알 수 있듯이 확장성을 희생하면서 탈중앙화 및 보안을 우선시했습니다. 비슷하게,다른 경쟁 L1 블록체인(Solana 및 EOS 등) 이 두 네트워크는 네트워크를 제어할 수 있는 노드가 각각 150개와 21개뿐이기 때문에 탈중앙화를 희생했습니다. 결과적으로 이 중앙 집중화는 51% 공격의 가능성을 증가시키므로 네트워크의 보안에 영향을 미칩니다.

마찬가지로 사이드체인은 자체 합의 및 블록 검증 모델에 의존하기 때문에 네트워크에 공격 벡터를 도입할 수 있습니다. 제한된 보안의 또 다른 예는 프로토콜 개선입니다. 더 큰 블록 크기를 가진 블록체인은 본질적으로 확인하기가 더 어렵고 더 중앙 집중화되어 덜 안전할 가능성이 있기 때문입니다. 그러나 모든 롤업 네트워크가 초기 단계에서 탈중앙화되는 것은 아니지만 대부분의 롤업이 점진적으로 탈중앙화되기 위해 최선을 다하고 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

2) EVM 호환성에서 EVM 동등성으로

지금과 같은,Arbitrum은 가장 EVM(Ethereum Virtual Machine)과 호환되는 L2 솔루션 중 하나입니다.EVM 호환성을 통해 개발자는 대부분의 코드를 다시 작성할 필요가 없기 때문에 기존 Ethereum 애플리케이션을 Rollups 네트워크로 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다.Arbitrum은 현재 가장 큰 이더리움 L2 네트워크이며,DeFi 프로토콜의 총 가치 잠금(TVL)은 작성 시점에 25억 달러를 초과합니다.

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위: Arbitrum 네트워크에서 확인된 일일 계약 수. 출처: Arbiscan.io

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위: Arbitrum 네트워크의 고유 주소 수 증가. 출처: Arbiscan.io

이 주소 중 Smart Money 주소는 Arbitrum으로 이전된 것으로 보입니다. 아래 차트에서 볼 수 있듯이 Ethereum 네트워크를 사용하는 ETH 백만장자의 50%도 Arbitrum을 사용합니다. (참고: ETH 백만장자 주소는 ETH 잔액이 $1,000,000 이상인 주소입니다.)

3) Arbitrum은 스마트 계약의 왕(즉, Ethereum) 위에 구축됩니다.

Arbitrum과 같은 롤업이 앞으로 몇 년 동안 이더리움 확장성을 지배할 것이라고 믿는 또 다른 이유는 롤업이 스마트 계약의 왕인 이더리움 위에 구축되기 때문입니다. 이것은 그들에게 선점자 이점을 제공합니다. 첫째, 이더리움은 여전히 ​​전 세계에서 가장 많이 사용되는 블록체인 프로토콜이며 전체 DeFi 생태계, NFT 프로젝트, DAO 및 가상 세계를 지원하는 3,000개 이상의 dApp이 있습니다. 비트코인은 이와 관련하여 유일하게 비교할 수 있는 블록체인이지만, 비트코인은 롤업 네트워크를 호스팅할 수 있는 능력이 부족합니다.

그러나 대부분의 사람들이 이더리움 2.0이 롤업을 제거할 것이라고 생각하는 것과 달리 이더리움 2.0이 몇 년 안에 완전히 배포되지 않을 것이라는 점을 고려하면 Arbitrum과 같은 롤업이 실제로 주요 확장성 솔루션입니다. Ethereum 2.0이 구현할 데이터 샤딩은 롤업 가속화에 중점을 둘 것입니다. 거래 내역은 샤딩으로 나뉘고 롤업은 특정 샤드 체인에 등록되며 롤업의 확장성 처리량은 기하급수적 성장을 유도하여 2030년까지 1,400만 TPS에 도달할 수 있습니다.

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04. 롤업의 현재 과제

롤업에 대한 첫 번째 비판은 낙관적 롤업이 인출 시간이 매우 길다는 것입니다(최대 7일이 소요될 수 있음). 인출은 관찰자가 사기 증거를 발행하고 사기가 의심되는 경우 인출을 취소할 시간을 허용하기 위해 지연이 필요합니다.

동시에 Optimistic Rollups 네트워크의 보안을 보장하기 위한 조건은 다음과 같습니다.적어도 하나의 노드는 정직하고 사기 거래를 식별합니다.

또한 롤업은 아직 초기 단계이며상호 운용 불가, 롤업 간에 자산과 데이터를 이동하는 것이 점점 더 쉬워질 것으로 예상할 수 있지만. 우리는 이미 Hop Protocol, Connext, cBridge, Biconomy와 같은 상호 운용성 솔루션을 보유하고 있습니다.

마지막으로, 많은 사람들은 이더리움이유동성은 서로 다른 롤업 간에 분할됩니다.첫 번째 레벨 제목

05. 미래 확장성 패러다임

사실 롤업의 잠재력은 장기적으로 이더리움에만 국한되지 않습니다. 실제로 미래의 확장성 솔루션은 여러 L1 블록체인의 상호 의존적 확장성 프로젝트로 구성된 보다 복잡한 시스템이 될 것입니다. 그럼에도 불구하고 이 복잡한 미래에서 우리는상술 한 바와 같이,

상술 한 바와 같이,단기적으로 이더리움의 롤업(예: Arbitrum)은 확장성 솔루션의 환경을 지배할 것이며 이더리움 2.0 및 샤딩 체계의 배포로 더욱 강화될 것입니다.L2 솔루션(롤업을 포함하되 이에 국한되지 않음)은 트랜잭션 실행에서 다른 L1 네트워크와 경쟁하기 위해 계속 발전하고 성능을 개선할 것입니다.

두 번째 트렌드는다른 L1 네트워크가 전체 용량에 도달하면 메인넷에서 롤업 구축을 시작합니다.사실, 대부분의 사람들이 여전히 이해하지 못하는 것은모든 L1 네트워크에는 롤업이 필요합니다, 이더리움은 오랜 기간(2015년부터) 이를 준비해온 최초의 L1 네트워크일 뿐입니다. 예를 들어 Tezos는 롤업 중심 로드맵을 채택하고 있습니다. 최근 고급 zk-STARKs 솔루션인 Polygon Maiden을 발표한 NEAR, Celestia 및 Polygon도 마찬가지입니다.

사실 이더리움과 블록체인 기술에 대한 수요가 증가하고 있는 점을 감안할 때,06. 요약

06. 요약

요컨대, 높은 가스 요금은 실제로 빙산의 일각에 불과합니다. 이더리움은 처음부터 확장성 문제에 직면했으며 오늘날 이 문제를 해결하기 위해 노력하는 많은 확장성 솔루션이 있습니다. 그 중 Arbitrum은 현재 가장 큰 Ethereum L2 네트워크이며 향후 몇 년 동안 확장성 솔루션을 지배할 가능성이 가장 높은 Rollup 네트워크이기도 합니다.

Arbitrum은 탈중앙화와 보안을 희생하지 않고 이더리움을 확장할 수 있음을 입증했습니다. 사용자가 가능한 최상의 가격을 원하기 때문에 점점 더 많은 개발자가 Arbitrum을 구축할 것입니다. Arbitrum은 가장 EVM과 호환되는 L2 체계 중 하나이기 때문입니다. 이더리움 외에도 롤업은 다른 경쟁 L1 네트워크에 채택되고 점점 더 복잡해지는 확장성 솔루션 환경에 통합될 것입니다.