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블록체인의 모듈화 추세

The Merge 이후 Ethereum의 개발 경로는 점점 Modular Blockchain의 방향으로 기울어졌습니다. 모듈형 블록체인과 모놀리식 블록체인의 주요 차이점은 모놀리식 블록체인은 기본 합의 레이어에서 실행, 결제, 합의 및 데이터 가용성의 네 가지 기능을 동시에 구현하는 반면, 모듈형 블록체인은 이러한 구현을 담당하는 여러 모듈로 나뉩니다. 기능. 사실 모듈식 아키텍처를 계획하고 있는 것은 이더리움만이 아니다. 중심 로드맵, NEAR는 또한 데이터 가용성 샤딩이 설계되고 있습니다. 이 글은 주로 이더리움의 모듈화 추세에 대해 논의합니다.

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이미지 설명

실제로 모듈식 블록체인은 본질적으로 하이브리드 확장 솔루션입니다. 6th Blockchain Global Summit에서 Vitalik의 연설 주제는 "The Rise of the Second-Layer Protocol Ecology of Ethereum"이었습니다. 회의에서 Vitalik은 Ethereum 생태계가 단순히 Layer1 확장 또는 Layer2 확장이 아니라 혼합 된 접근 방식이라고 믿었습니다. 확장의 방법. 모듈형 블록체인의 본질은 레이어1과 레이어2의 하이브리드 확장과 유사합니다.

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이더리움의 모듈식 아키텍처 설계는 주로 실행 계층, 결제 계층, 합의 계층 및 데이터 가용성 계층의 4개 계층으로 나뉩니다. 현재 업계에서는 실행 레이어와 정산 레이어를 통칭하여 실행 레이어라고 하는 경우가 많으며, 합의 레이어와 데이터 가용성 레이어를 합쳐서 컨센서스 레이어라고 합니다.

그림실행 계층:

주로 Rollup을 기반으로 온체인 트랜잭션 처리, 온체인 주문 실행, 스마트 계약 전송 및 실행 확인을 담당합니다. 모듈식 블록체인이 특정 단계로 발전한 후 사용자는 일반적으로 트랜잭션 서명, 스마트 계약 배포 및 자산 전송을 포함하여 실행 계층을 기반으로 블록체인과 상호 작용합니다. 실행 계층은 블록체인의 확장성을 다룹니다.정착층:

정산 레이어는 롤업과 같은 실행 레이어의 실행 결과를 확인하고 분쟁을 해결하며 상태 약정을 해결하는 데 사용됩니다.합의 계층:

합의 계층은 전체 노드 네트워크를 통해 블록의 내용을 다운로드 및 실행하고 상태 전환의 유효성에 대한 합의에 도달하여 시퀀싱 및 완결성을 제공하고 PoS 메커니즘으로 블록을 검증합니다.데이터 가용성 계층:

현재 이더리움이 이론적인 "세계 컴퓨터"에 불과하다면 모듈 블록체인은 이더리움이 "세계 컴퓨터"가 되기 위한 엔지니어링 솔루션입니다.

현재 이더리움이 이론적인 "세계 컴퓨터"에 불과하다면 모듈 블록체인은 이더리움이 "세계 컴퓨터"가 되기 위한 엔지니어링 솔루션입니다.

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우리 모두 알고 있듯이 The Merge는 PoW에서 PoS로의 전환, Beacon Chain과 원래 Ethereum 메인 체인의 합병에 관한 것입니다. The Merge 외에도 Ethereum은 실제로 The Surge, The Verge, The Purge 및 The Splurge를 병렬로 발전시키고 있습니다. 이러한 업그레이드가 독립적으로 동시에 진행되기 때문에 출시 순서는 불확실합니다.

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The Surge는 이더리움 네트워크가 샤딩을 통해 대규모로 확장할 수 있는 샤딩 도입에 관한 것입니다.

The Verge는 이더리움의 스토리지를 최적화하고 노드 크기를 줄이는 데 도움이 되는 Verkle 트리에 관한 것입니다. 이 업그레이드는 Merkle Trees의 업그레이드인 수학적 증명인 Verkle Trees를 통한 스토리지 최적화에 중점을 둘 것입니다. 검증자가 작업을 실행하기 위해 컴퓨터에 저장해야 하는 데이터의 양을 줄임으로써 노드의 크기가 줄어들고 더 많은 사용자가 검증자가 될 수 있습니다. 이것은 네트워크를 더욱 분산화하고 보안을 향상시킬 것입니다.

Purge는 과거 데이터와 기술적 부채가 제거되기 때문에 유효성 검사기에 필요한 하드 드라이브 공간을 줄입니다. 즉, 스토리지가 간소화되어 네트워크 정체가 줄어듭니다.

Splurge는 이더리움 네트워크를 더 매끄럽게 만들기 위한 다양한 소규모 업그레이드를 포함하여 이더리움 네트워크에 대한 일련의 조정입니다.

Vitalik은 위의 다섯 가지 주요 단계를 완료한 후 Ethereum이 100,000 TPS를 달성할 수 있으며 진정으로 그가 원래 구상했던 "세계 컴퓨터"가 될 수 있다고 말했습니다.

1、Proto-danksharding（EIP-4844）

위의 5가지 병렬 핵심 단계의 이름은 운율이 맞지만 향후 3~4년 동안 이더리움의 구체적인 계획을 이해하는 것은 여전히 ​​어려울 수 있습니다. 보다 중요하고 구체적인 업그레이드 이벤트에 대해 이야기하면 Ethereum의 모듈식 추세를 보다 명확하게 볼 수 있습니다.

Proto-danksharding은 전체 Danksharding 사양을 구성하는 대부분의 논리 및 기본 규칙(예: 트랜잭션 형식, 검증 규칙 등)을 구현하기 위한 제안이지만 현재 단계에서는 샤딩이 구현되지 않았습니다. Proto-danksharding 단계에서 모든 검증자와 사용자는 여전히 전체 데이터의 가용성을 직접 확인해야 합니다.

Proto-danksharding이 도입한 주요 기능은 "blob과의 트랜잭션"이라는 새로운 트랜잭션 유형입니다. 블롭을 전달하는 트랜잭션은 일반 트랜잭션과 유사하지만, 주요 차이점은 블롭이라는 추가 데이터 조각도 전달한다는 것입니다. Blob은 약 128kb로 비슷한 크기의 Calldata보다 훨씬 저렴합니다. 그러나 EVM 실행은 blob 데이터에 액세스할 수 없으며 EVM은 blob에 대한 약속만 볼 수 있습니다.

현재 Ethereum의 블록 크기는 Gas 용량에 의해 결정되지만 EIP-4844가 구현된 후에는 Blob의 수가 블록 크기를 결정하는 또 다른 차원이 될 것입니다. Blob은 약 128kb 크기의 바이너리 데이터 구조로, 이더리움 블록은 각 블록에 수용할 수 있는 Blob의 수에 제한이 있으며, 대상 Blob의 수는 8개이며 최대 수는 16개까지 가능합니다. 각 블록마다 1-2MB(128*8-128*16)의 저장 공간이 추가됩니다.

Blob은 주로 Layer 2 데이터를 저장하는 데 사용되며, 그 이전에는 Layer 2 데이터가 Calldata를 통해 저장되었습니다. Blob이 도입된 후 블록에 저장 가능한 공간이 크게 늘어납니다. 그러나 BLOB 데이터가 크기 때문에 각 블록에 1MB의 BLOB 데이터를 추가하면 이더리움 블록체인은 한 달에 몇 테라바이트의 데이터를 갖게 됩니다. Blob 데이터는 오프라인에 저장되며 30일 후에 자동으로 삭제됩니다.

2、Danksharding

Blob 데이터는 기존 Ethereum 트랜잭션의 Gas 사용량과 경쟁하지 않기 때문에 여전히 상당한 확장 효과를 얻을 수 있습니다. Proto-Danksharding의 EIP-4844 제안을 비교적 간단한 방법으로 이해하고 싶다면 다음과 같이 이해할 수 있습니다. 1MB의 크기 확장 효과를 달성하기 위해 레이어 2 데이터를 저장합니다.

Danksharding은 이더리움을 위해 제안된 새로운 샤딩 설계입니다. 기존에 계획된 샤딩은 스테이트 샤딩(State Sharding)이었고, 이후 롤업을 로드맵의 중심으로 사용하기로 결정 레이어1(데이터 샤딩) + 레이어2(롤업) 모듈러 하이브리드 확장 솔루션 구현 후 데이터 샤딩(Data Sharding) 구현되었습니다.샤딩). 데이터 샤딩은 본질적으로 모듈식 블록체인의 아이디어입니다.이더리움은 여러 개의 데이터 샤드로 나뉘며 각 데이터 샤드는 하나 이상의 롤업에 연결됩니다.롤업은 실행 레이어로 사용되며 이더리움은 합의로 사용됩니다. 계층 및 데이터 가용성 계층. .

Danksharding이 도입한 핵심 메커니즘은 주로 PBS와 DAS입니다.

PBS(Proposer Builder Separation)는 블록을 구성할 때 블록 제안자(Proposer)와 블록 빌더(Builder)를 분리하는 것을 말합니다. Proposer는 블록을 제안하고 Builder는 트랜잭션의 정렬권을 입찰하고 블록 헤더를 계산하며, Proposer는 Builder의 계산 결과에 따라 트랜잭션을 패키징하고 블록 헤더를 블록에 기록하여 블록 생성을 완료합니다. PBS 이전의 블록 제안자(Merge는 Miner, Merge는 Validator)는 mempool에 어떤 거래가 있는지 확인하고 MEV 기회를 얻기 위한 몇 가지 전략을 채택하여 채굴 수익을 극대화할 수 있습니다. PBS 메커니즘 도입 후 이 역할 분리 메커니즘은 빌더 순위권 경매 메커니즘과 결합하여 MEV 문제를 어느 정도 해결할 수 있으며 최종 MEV 수익은 네트워크를 통해 검증인이 공유하는 것과 같습니다. 또한 PBS는 조각화 및 비콘 체인의 동기화 문제, 이더리움 네트워크의 검열 방지 문제 등을 해결하는 데에도 도움이 됩니다.

결국 Danksharding은 PBS를 통해 이더리움의 중앙 집중식 블록 생성, DAS를 통한 분산 검증 및 어느 정도의 검열 방지를 실현하여 이더리움이 확장 가능한 합의 레이어 및 데이터 가용성 레이어가 되도록 보장하고 경영진 수준에서 더 많은 롤업을 즐기십시오. (PS: 중앙화 블록 생성과 탈중앙화 검증은 Endgame에서 Vitalik이 제안한 이더리움의 향후 발전을 위한 아이디어이기도 합니다.)

요약하다

요약하다

사실 이더리움 창단팀이 굉장히 감성적이라는 걸 늘 느꼈는데, 초심을 잊지 않고 앞으로 나아가겠다는 생각이 들게 하는 디테일이 많다.

이더리움의 이전 업그레이드 중 인상 깊었던 세 가지 업그레이드가 있습니다. 즉, 437만 블록 높이의 비잔틴 하드 포크, 728만 블록 높이의 콘스탄티노플 하드 포크, 100만 블록 높이의 하드 포크입니다. 906.9만 블록 이스탄불 네트워크 업그레이드

아마도 이더리움의 모듈식 블록체인 로드는 그렇게 빨리 가지 않을 것이지만 확실한 것은 큰 테마인 The Merge, The Surge, The Verge, The Purge, The Splurge 등 100,000 TPS 달성을 목표로 한다는 것입니다. Proto-danksharding 및 Danksharding에 대한 특정 주요 업그레이드 궁극적인 목표는 "세계 컴퓨터"를 실현하려는 Ethereum의 원래 의도를 촉진하는 것입니다.

참조 문서:

https://notes.ethereum.org/@vbuterin/proto_danksharding_faq

https://vitalik.ca/general/2021/12/06/endgame.html

https://www.blocktempo.com/vitalik-say-merge-surge-verge-purge-splurge-are-all-happening-in-parallel/