Optimistic Rollup 과 ZK Rollup (영지식 증명)

롤 업 체인은 수 백개의 트랜잭션을 한꺼번에 말아 올린 후 이더리움의 하나의 트랜잭션으로 압축하여 저장하는 방식이다. 이 때 말아올리는 방법엔 두 가지가 있다.

 

 

롤업은 Optimistic Rollup 과 ZK Rollup 으로 구분된다.

 

 

레이어2 블록체인인 롤업 체인도 하나의 블록체인이다. 레이어2 블록체인의 데이터가 무결성을 가지고 있는가를 증명하는 방식에 따라서 롤 업은 크게 두 가지로 변한다.

 

 

1. Optimistic Rollup

 

직역하면 낙관적 롤업이다.

 

1) 레이어2 에 올라온 트랜잭션은 모두 유효하고 참이다라는 가정을 한다.

2) 그리고 거래 결과 값을 이더리움에 전부 저장한다.

3) 만약, 이게 다를 경우를 위해 제 3자 또는 사용자가 온체인 데이터를 바탕으로 '틀렸음' 제시하는 사기증명을 제출한다.

4) 사기증명 절차를 수행하여 사기증명임이 밝혀지면 추후 무효화된다. 

 

다시말해, 거래가 완전히 확정되기 전에 지연 기간을 두는 방식이다. 

 

 

2. ZK Rollup

 

ZK (Zero-Knowledge) Proof 는 '영지식 증명'이라는 뜻을 가지고 있다.

 

영지식 증명이라는 암호학적인 방법으로 생성된 하나의 유효성 증명이라는 것이 있다. 유효성 증명을 제출함으로써 거래가 참임을 검증하는 방식이다.

 

Optimistic Rollup 은 결과 값을 전부 이더리움에 저장하였고, 저장된 데이터들이 사기증명에 의해서 추후에 맞지 않는 경우 지연 기간을 두어서 해당 부분을 무효화시킬 수 있는 절차를 두었다.

 

ZK Rollup 은 영지식 증명을 통해서 검증된 결과값을 레이어2 블록체인과 이더리움 블록체인에 저장하는 것이다. 

 

이더리움 블록체인에 거래 데이터 전부를 저장하지 않고, 결과값만 저장하면 되니까 과부하가 걸릴 위험이 조금 더 줄어들게 된다.

 

 

... 

 

 

그렇다면 결과값이 모든 걸 다 보장할 수 있는지, 영지식 증명이라는게 무엇인지 살펴보자.

 

 

 

영지식 증명을 제대로 구현할 수 있는 사람, 제대로 연구하고 있는 사람이 많지 않다. 개념의 이해가 어려운 개념이다. 그렇기에 비유적으로 이해하는 방법으로 접근해보자.

 

영지식 증명 이란,

 

암호학에서 누군가가 상대방에게 어떤 사항이 참이라는 것을 증명할 때, 그 문장의 참/거짓 여부를 제외한 어떤 것도 노출되지 않는 절차를 의미한다.

 

다시 말해, 어떤 사항이 '참이야' 라는 것을 증명할 때, '참이야' 라는 사실 이외에 다른 어떤 추가적인 정보도 주지 않는 절차를 의미한다. 

 

예를 들어, 정보 자체를 발설하지 않고도 '나 그 정보 알고 있어'를 증명할 수 있는 암호학이다. 

 

 

'나 이거 알고 있어'를 증명하려면 내가 알고 있다는 사실을 내 입으로 말해야만 증명이 될 것 같지만, 그게 아닌 어떤 암호학적인 증명 절차를 거치면 하나의 검증 값이 나온다. 그 검증 값만 알고 있으면 '저 사람이 진짜 알고 있구나' 하고 믿을 수 있는 하나의 증거이다 

 

 

이 개념 그대로 '거래의 검증'에 적용시키면 '거래가 유효하다' 라는 것을 어떤 증명 하나만 제출함으로써 사람들이 "쟤 진짜 유효한 거래를 했네" 라고 할 수 있는 하나의 사실인 것이다. 

 

 

영지식 증명을 이용한 ZK Rollup 은 모든 거래들을 전부 영지식 증명을 이용해서 '유효성 검증'을 한다. 거래마다 영지식 암호학을 써서 거래가 참인지 아닌지 판별하고 참이면 마이다 라고 하는 증거를 제출하게 된다.  

 

 

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ZK 롤업은 영지식 증명의 복잡성으로 인해 구현이 매우 어렵다. 상대적으로 덜 널리 쓰이고 있다. 범용적으로 복잡한 스마트 컨트랙트를 실행할 수 있도록 하려면 개발의 여지가 많이 남아있는 상태이다. 

 

 

	옵티미스틱 롤업	ZK 롤업
거래에 대한 가정	거래가 유효한 것으로 간주	모든 거래는 영지식 증명으로 검증
챌린지 시스템	사기 거래에 대해 이의를 제기할 수 있는 이의 제기 기간이 존재	이의 제기기간 없음
증명 메커니즘	사기 증명  (일단 유효한 것으로 간주하고 유효하지 않다면 사기 증명을 하는 프로세스)	유효성 증명 (처음부터 거래가 유효하지 않다고 간주하고 유효함을 증명하는 유효성 검증이냐)
복잡성	구현이 비교적 간단함	영지식 증명 활용으로 인한 복잡함
채택 상황	덜 복잡하기 때문에 널리 채택	상대적으로 덜 널리 채택
예	옵티미즘, 아비트럼 등	zkSync 와 스타크넷

 

 

 

 

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https://defillama.com/chains/Rollup

 

 

 

롤업의 대분류를 가지고 롤 업 체인에는 총 몇 개가 있고, 어떤 방식으로 운영이 되고 있는지 현재에 대해서 실제 데이터를 살펴보자. 

 

 

롤 업 기술을 기반으로 만들어진 총 25개의 체인을 보여주고 있다. 롤 업 체인에 묶여있는 총 자산 가치가 약 9조원정도 된다.

 

 

1위인 아비트럼을 눌러보면 아비트럼 위에 존재하는 프로토콜과 묶여져 있는 총 자산가치가 계속해서 올라가고 있는 것을 볼 수 있다. 

 

 

이는 암호 자산 시장의 성장세와 맞물리는 데이터라 볼 수 있다.

 

 

 

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그렇다면 레이어2 가스비는 얼마나 저렴할까

 

 

https://l2fees.info/

L2Fees.info

 

 

실시간으로 변화하는 데이터여서 실제로 쓸 때 좋은 참고가 될 것이다. 

 

 

이더리움의 경우 하나를 보내는 약 0.85 달러, 스왑은 4.23 달러가 필요하다. 반면 L2 는 1/10 수준으로 절감된 것을 볼 수 있다.

 

 

덴쿤 업그레이드 이후 blob 에 L2 들이 좀 더 저렴한 비용으로 롤업 데이터들을 저장할 수 있게 된다면 여기서 가스비는 더더욱 줄게될 것이다. (현재 덴쿤 업그레이드 완료)

 

 

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정리

 

 

1) 롤 업 체인은 수 백개의 트랜잭션을 한꺼번에 말아 올린 후, 이더리움에 하나의 트랜잭션으로 압축하여 저장한다.

2) 롤 업 체인에서 '데이터 무결성을 증명하는 방식'에 따라 크게 두 가지로 나뉜다.

3) Optimistic Rollup

- 레이어2의 모든 트랜잭션은 참이라고 가정하고 이더리움에 저장한다.

- 제 3자에 의해 '틀렸음'을 제시 받는 사기증명을 제출한다.

- 사기증명임이 밝혀지면 무효화된다.

- 거래가 완전히 확정되기 전에 '지연 기간'을 두는 방식이다.

4) ZK Rollup

- '영지식 증명'이라는 암호학으로 유효성 증명을 하여 거래가 참임을 검증하는 방식이다.

- 영지식 증명을 통해서 검증된 결과 값을 이더리움 블록체인에 저장한다.

- 결과 값만 저장하니 과부하가 걸릴 위험이 줄어든다. 

5) 영지식 증명이란, 참임을 증명하려면 내가 참이다 라고 말하는게 아닌 어떤 암호학적인 증명 절차를 거쳐 검증 값을 받는다. 검증 값만 알고 있으면 . '진짜 참 임'을 믿을수 있는 하나의 증거다.

6) L2 의 가스비는 1/10 이상 수준으로 절감되었으며, 덴쿤 업그레이드 이 후 L2 들은 blob 에 롤 업 데이터를 저장할 수 있어 가스비는 더더욱 줄게되었다.