영지식 증명, 롤업, 그리고 zkEVM의 흥미로운 세계로의 탐험에 오신 것을 환영합니다. 이 개념들은 블 록체인 기술의 지형을 빠르게 재정의하고 있습니다. 이 개요는 이러한 고급 기술 구조를 이해하기 쉽고 소화 가능한 조각으로 단순화하여 그 영향과 잠재력을 이해할 수 있도록 안내하는 여정으로 설계되었습니다.
우리의 목표는 이러한 고급 기술의 이론적 측면과 실제적 측면 사이의 간극을 메우고, 실제 적용과 잠재적 영향에 대한 균형 잡힌 이해를 제공하는 것입니다. 따라서 이 분야의 열정적인 사람이든 전문가이든, 이 개요가 블록체인 기술의 이러한 변혁적인 개념에 대한 포괄적인 가이드 역할을 하기를 바랍니다.

ZK란 무엇인가요?
"영지식"은 일반적으로 암호학에서 "영지식 증명"으로 알려진 개념을 의미합니다. 이는 한 당사자(증명자)가 다른 당사자(검증자)에게 자신이 값 x를 알고 있다는 사실 외에는 어떠한 정보도 전달하지 않고 값 x를 알고 있음을 증명할 수 있는 방법입니다.
이 용어는 검증자가 주장의 유효성 외에 증명의 세부 사항에 대해 어떠한 지식도 얻지 못한다는 사실에서 유래합니다. 예를 들어, 계정 비밀번호를 알고 있음을 증명하려고 할 때, 영지식 증명은 비밀번호가 실제로 무엇인지 전혀 드러내지 않고도 비밀번호를 알고 있음을 확인할 수 있습니다.
영지식 증명의 아이디어는 프라이버시 강화 기술에서 중요합니다. 예를 들어, 이는 일부 암호화 폐 및 검증의 필요성과 프라이버시의 필요성 사이의 균형을 맞추는 것이 중요한 다른 시스템의 근본적인 구성 요소입니다.
ZK에서의 증명
컴퓨터 과학 및 암호학의 맥락에서 증명은 추가 정보를 공개하지 않고 주장의 유효성을 확인하는 과정 또는 방법입니다. 이 주장은 비밀번호가 무엇인지 공개하지 않고 비밀번호를 알고 있음을 증명하는 것만큼 간단할 수 있습니다.
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ZK-SNARK (영지식 간결 비대화형 지식 주장): 이는 계산 및 저장 또는 전송해야 하는 데이터 양 측면에서 특히 효율적인 영지식 증명 형태입니다. "간결(Succinct)"은 증명이 작고 빠르게 검증될 수 있음을 의미하며, "비대화형(Non-interactive)"은 양방향 통신이 필요하지 않음을 의미합니다. ZK-SNARK는 Zcash와 같은 프라이버시 보호 블록체인 시스템에서 사용됩니다.
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ZK-STARK (영지식 확장 가능 투명 지식 주장): 이는 또 다른 형태의 영지식 증명입니다. 효율성을 제공하는 동시에, ZK-STARK는 신뢰할 수 있는 설정이 필요 없다는 추가적인 장점을 제공합니다(따라서 약어의 "투명(Transparent)" 부분). 그러나 ZK-STARK는 ZK-SNARK보다 계산 집약적이며 더 큰 증명을 생성합니다. ZK-STARK는 Fractal, SuperSonic, StarkWare, Polygon Miden 등에서 사용됩니다.
블록체인에 ZK가 필요한 이유는 무엇인가요?
비트코인 및 이더리움과 같은 블록체인 네트워크가 인기를 얻으면서 이러한 네트워크에서 처리되는 거래 수가 극적으로 증가했습니다. 이는 채택의 긍정적인 신호이지만, 동시에 몇 가지 과제를 안겨줍니다. 블록체인은 설계상 본질적으로 확장 가능하지 않으므로 느린 거래 시간과 높은 수수료와 같은 문제가 발생합니다.
확장이 왜 필요한가요?
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제한된 거래 처리량: 블록체인의 각 블록은 용량이 제한되어 있으며, 몇 분마다 새 블록이 생성됩니다(2021년 마지막 업데이트 기준으로 비트코인은 약 10분, 이더리움은 약 15초). 이는 초당 처리할 수 있는 거래 수를 제한합니다. 예를 들어, 비트코인은 초당 약 3-7건의 거래(tps)를 처리할 수 있고, 이더리움은 약 15tps를 처리할 수 있습니다. 이는 Visa와 같은 기존 시스템이 처리할 수 있는 양(수천 tps)보다 훨씬 적습니다.
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높은 수수료: 네트워크가 혼잡할 때, 사용자는 종종 거래 우선순위를 지정하기 위해 더 높은 수수료를 지불해야 합니다.
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느린 확인: 수요가 많을 때, 네트워크가 빠르게 처리할 수 있는 것보다 거래가 더 많기 때문에 거래 확인에 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.
어떻게 확장하나요?
블록체인을 확장하는 방법은 일반적으로 두 가지 접근 방식이 있습니다. 레이어 1 (온체인) 확장과 레이어 2 (오프체인) 확장입니다.
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레이어 1 확장은 블록체인 프로토콜 자체의 변경을 포함합니다. 여기에는 블록 크기 증가(각 블록이 더 많은 거래를 담을 수 있도록 함), 블록 시간 감소 또는 샤딩 구현(네트워크를 더 작은 조각 또는 "샤드"로 나누어 각 샤드가 자체 거래 및 스마트 계약을 처리할 수 있도록 함)이 포함될 수 있습니다.
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레이어 2 확장은 기존 블록체인 위에 보조 레이어를 구축하는 것을 포함합니다. 거래는 오프체인에서 처리된 다음 온체인에서 정산됩니다. 레이어 2 솔루션의 예로는 **상태 채널, 플라즈마 체인, 롤업(옵티미스틱 롤업 및 ZK-롤업)**이 있습니다. 이러한 솔루션은 본질적으로 대부분의 거래를 메인 체인에서 이동시켜 혼잡을 줄입니다.
블록체인을 확장하는 것은 탈중앙화 특성(일부 레이어 1 솔루션에 의해 손상될 수 있음)을 유지하는 것과 더 많은 거래를 빠르고 저렴하게 처리할 수 있는 용량을 늘리는 것 사이의 균형입니다. 다양한 블록체인은 특정 목표 및 제약 조건에 따라 다른 확장 솔루션을 선택할 수 있습니다.
ZK 기술은 롤업 확장 솔루션에 적용됩니다.
롤업이란 무엇인가요?
"롤업"은 이더리움과 같은 블록체인의 처리량을 늘리기 위해 설계된 레이어 2 솔루션으로, 기본 프로토콜 또는 "레이어 1"을 변경할 필요가 없습니다. 이들은 많은 블록체인이 인기를 얻으면서 직면하는 확장성 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.
작동 방식을 단순화하여 이해하는 방법은 다음과 같습니다.
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오프체인 집계: 거래는 "사이드체인" 또는 "롤 업 체인"에서 메인 체인 외부에서 수집 및 처리됩니다. 이 집계는 메인 체인의 혼잡을 피하기 위해 오프체인에서 발생합니다.
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계산 및 저장: 이러한 거래와 관련된 데이터는 오프체인에서 처리 및 저장됩니다. 이는 메인 체인의 계산 부담을 줄입니다.
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메인 체인 제출: 거래 롤업이 준비되면, 집계된 거래에 대한 증명(이는 SNARK 또는 STARK와 같은 암호화 증명일 수도 있고, 단순히 데이터의 해시일 수도 있습니다)이 메인 체인에 제출됩니다. 이 증명은 개별 거래 전체 목록보다 크기가 훨씬 작습니다.
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검증: 메인 체인의 검증자는 이 증명을 검증합니다. 일단 검증되면, 번들된 거래는 확인된 것으로 간주됩니다.
롤업에는 두 가지 주요 유형이 있습니다: 옵티미스틱 롤업과 ZK-롤업.
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옵티미스틱 롤업: 이들은 "사기 증명" 시스템에 의존합니다. 본질적으로, 이들은 누군가 사기임을 증명하지 않는 한 거래 롤업이 정확하다고 가정합니다.
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ZK-롤업: 이들은 영지식 증명을 사용하여 각 거래 롤업의 정확성을 검증합니다. ZK-롤업은 사기 증명에 의존하지 않으므로 확인을 위한 대기 기간이 필요 없다는 장점이 있습니다.
두 솔루션 모두 블록체인에서 초당 처리할 수 있는 거래 수를 늘려 확장성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 다음은 그 차이점입니다.
| 옵티미스틱 롤업 | ZK-롤업 | |
|---|---|---|
| 처리량 추정 | ~500 TPS | ✅ 2000 TPS 이상 |