잠재적 투자 기회 탐색: ZK 솔루션 주요 프로젝트 전망
작성자: LD CAPITAL
암호화폐 커뮤니티에서 프라이버시는 항상 매우 중요한 특성 중 하나로 여겨져 왔으며, 대부분의 암호화 자산 보유자들은 자신의 자산과 거래 기록이 완전히 공개되는 것을 원치 않는다. 이러한 프라이버시를 제공하는 다양한 암호화 기술 중에서도 제로노울리지 프루프(Zero-Knowledge Proof) 기술은 특히 중요한 위치를 차지하고 있다. 본문은 전문적인 암호학 지식을 다루지 않으며, 제로노울리지 프루프에 대한 이론적 설명을 통해 독자들이 제로노울리지 프루프 시스템의 전체 모습과 현재 발전 상황을 대략적으로 이해할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다.
1 제로노울리지 프루프 기술 발전
1.1 제로노울리지 프루프 개념
제로노울리지 프루프(ZKP)는 현대 암호학의 중요한 구성 요소로, 증명자가 검증자에게 어떤 진술이 올바르다는 것을 믿게 만들면서도 그 과정에서 검증자에게 유용한 정보를 전혀 제공하지 않는 것을 의미한다.제로노울리지 프루프는 실질적으로 두 당사자 이상이 참여하는 프로토콜이며, 여러 당사자가 특정 작업을 수행하기 위해 따라야 하는 일련의 절차이다. 증명자는 검증자에게 자신이 특정 메시지를 알고 있거나 소유하고 있다는 사실을 입증하면서도, 그 과정에서 메시지 자체에 관한 어떠한 정보도 누출하지 않는다. 쉽게 말해, 자신이 입증하고자 하는 바를 입증하면서도 검증자에게 주는 정보는 "영(0)"인 것이다.
제로노울리지 프루프는 본질적으로 복잡한 암호학 알고리즘을 포함하지만, 독자들이 개념적으로 이해할 수 있도록 아래의 '판다 찾기' 예시를 들어 설명하고자 한다:
여러 사람이 아래 이미지 속 판다를 찾고 있는데, A군이 먼저 판다의 위치를 발견했다. 그러나 즉시 위치를 공개하면 다른 사람들의 게임 경험을 해칠 수 있기 때문에 바로 알려줄 수 없다.
어떻게 하면 A군이 판다가 어디 있는지 알고 있다는 것을 입증하면서도, 다른 누구도 정답을 알 수 없게 할 수 있을까?
A군은 매우 큰 흰 종이를 가져와서 그림 위에 임의로 덮은 후, 흰 종이에 작은 구멍을 뚫어 오직 판다만 보이도록 한다.
이렇게 함으로써 핵심 정보인 판다의 위치는 보호된 채로, A군은 다른 사람들이 위치를 모르는 상태에서 자신이 판다를 찾았음을 입증하게 된다. 이것이 바로 제로노울리지 프루프의 개념이다.
제로노울리지 프루프의 검증 방식은 완전성(completeness)과 신뢰성(soundness)을 강조한다..완전성은 증명자가 올바른 진술을 검증자에게 납득시키도록 설득할 수 있어야 한다는 원칙이며, 신뢰성은 증명자가 잘못된 진술을 검증자에게 받아들이게 할 수 없다는 원칙이다. 다만 실제로 신뢰성은 확률적인 성격을 가지며, 증명자가 부정행위를 할 가능성은 극히 낮다는 의미이다.
제로노울리지 프루프의 신뢰도는 두 가지 요인에 달려 있다: 첫째는 증명의 난이도, 둘째는 상호작용의 정도이다.증명의 난이도란 수학적 성질을 통해 직접적으로 증명을 어렵게 만드는 것이며, 상호작용의 정도란 검증자가 증명자에게 반복적으로 질문하고 증명자가 이를 증명함으로써 이루어진다. 상호작용 횟수가 많아질수록 증명자가 정확한 정보를 모른 채 올바른 증명을 제공할 확률은 통계적으로 감소하므로, 증명자가 검증자를 속일 난이도가 증가하게 된다.
1.2 제로노울리지 프루프 이론의 진화
제로노울리지 프루프 개념은 1985년 S. Goldwasser, S. Micali 및 C. Rackoff에 의해 처음 제안되었으며, 그들은 논문에서 "상호작용(interaction)"과 "무작위성(randomness)"을 도입하여 초기의 【인터랙티브 증명 시스템】을 구성하였다. 인터랙티브 증명 방식에서는 검증자가 증명자가 보유한 "지식(knowledge)"에 대해 일련의 질문을 반복적으로 해야 한다. 증명자는 일련의 질문에 답변함으로써 검증자로 하여금 자신이 해당 지식을 가지고 있음을 납득시킨다. 이렇게 생성되는 질문이 많을수록 상호작용 횟수도 늘어나지만, 이러한 방법은 증명자와 검증자가 사전에 공모할 가능성을 배제하지 못하므로 양측이 정직하다고 단정하기 어렵다.
그 후 수십 년 동안 많은 저명한 암호학자들이 제로노울리지 프루프 시스템의 발전에 중요한 기여를 하였다. 예를 들어 M. Blum, P. Feldman, S. Micali 등은 "상호작용"과 "무작위성 숨김"이 반드시 필요하지 않음을 밝히고, CRS(Common Reference String, 공통 참조 문자열) 모델을 기반으로 한 【논인터랙티브 제로노울리지 프루프 시스템】을 제안하였다. 논인터랙티브 증명 방식은 증명자와 검증자 간의 상호작용 없이도 가능하며, 시스템 내에서 사전에 공통 파라미터를 설정하고, 거래는 제로노울리지 프루프의 공통 파라미터를 기반으로 생성 및 검증된다. 즉, 증명자는 독립적으로 증명을 생성할 수 있으며, 증명자와 검증자의 공모 가능성을 배제할 수 있다.
2010년 Jens Groth는 당시颇具爭議性的 '지수 지식 가정(Knowledge of Exponent Assumption)'을 제안하였으며, 이를 통해 CRS 안에 일부 비밀 무작위 값을 숨김으로써 증명 길이를 상수 수준으로 단축하였다. 이 과정은 시스템만이 아는 비밀을 생성한다고 이해할 수 있으나, 이 공통 파라미터의 생성 방법을 아는 사람은 누구나 증명을 위조할 수 있다. 이 과정을 【신뢰할 수 있는 초기 설정(trusted setup)】이라고 한다. 이 방식은 증명 길이를 크게 줄였지만 동시에 보안 리스크도 발생시켰으나, 이후 10년간 가장 중요한 제로노울리지 프루프 기술 분야의 기반이 되었다.
제로노울리지 프루프 이론이 계속 발전함에 따라 암호학자들은 공학적 적용에도 집중하게 되었다. 2013년 Rosario Gennaro, Craig Gentry 등은 Jens Groth의 2010년 연구를 기반으로 더욱 최적화된 개선안을 제시하여 증명 시간을 크게 단축시키고 증명 길이를 더 작은 상수 수준으로 축소하였다. 이후 Parno 등은 이를 기반으로 Pinocchio라는 검증 가능한 컴퓨팅 프로토콜을 구현하고 추가로 최적화하였다.
2014년 암호화 프라이버시 화폐 ZeroCash가 등장하였으며, Eli Ben-Sasson, Alessandro Chiesa 등은 Pinocchio 프로토콜을 약간 개선한 것으로, 제로노울리지 프루프 기술이 블록체인 분야에서 처음으로 성공적으로 구현된 사례이다. ZeroCash는 Zcash의 전신이며, Zcash 팀 역시 제로노울리지 프루프의 공학적 적용에 큰 기여를 하였다.
1.3 제로노울리지 프루프 현황
Zcash와 제로노울리지 프루프의 결합은 블록체인 분야에서 이 기술이 발휘할 수 있는 엄청난 잠재력을 각인시켰으며, 이론에서 실제 응용으로 나아가는 중요한 실천 사례가 되었다.
현재 제로노울리지 프루프에는 주로 다음과 같은 몇 가지 방식이 있으며, 각각은 서로 다른 실현 방식을 나타내며, 보안성, 증명 크기, 계산 속도, 검증 속도 등에서 서로 다른 효과를 나타낸다.
가로축은 증명 크기를 나타내며, 세로축은 보안 가정을 나타낸다. 여기서 가장 보안성이 높은 것은 STARK 알고리즘으로, 수학적 난제 가정에 의존하지 않으며 양자컴퓨터에 저항하는 특성을 가진다. 증명 크기가 가장 작은 것은 SNARK 방식 중 Groth16 알고리즘이다. PLONK도 SNARK 방식의 일종으로, 보안성과 증명 크기 모두 중간 수준이다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 것은 zk-STARK와 zk-SNARK 두 가지이다.
1.3.1 zk-SNARK
SNARK(Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge)는 간결한 논인터랙티브 지식 증명의 약자이다.이 방식의 특징은 간결함으로, 검증 과정에서 대량의 데이터 전송이 필요 없으며 검증 알고리즘이 간단하여 연산 처리량에 따라 검증 시간이 배수로 증가하지 않는다. 또한, 증명자로부터 검증자에게 보내는 단일 메시지 형식의 논인터랙티브 지식 증명은 검증 과정을 더욱 효율적으로 만든다.Groth16은 현재 검증 속도가 가장 빠르고 데이터량이 가장 작은 zk-SNARK로, Zcash가 처음으로 광범위하게 채택하였다. Groth16은 Pinocchio 프로토콜을 추가로 최적화하여 보안 가정을 약간 강화한 대신 증명 크기를 거의 절반으로 줄였다.
하지만 Groth16 방식의 논란이 되는 점은 바로 【신뢰할 수 있는 초기 설정(trusted setup)】이다. CRS에 숨겨진 무작위 값은 소수 그룹이 결정하므로 신뢰 문제를 야기할 수 있다. 또한 이론적으로 증명자가 충분한 계산 능력을 갖춘 경우 잘못된 증명을 제출하여 시스템 보안을 침해할 수도 있다. 따라서 양자컴퓨터가 이러한 알고리즘을 위협할 수 있다고 여겨지는 이유이기도 하다. 이처럼 【신뢰할 수 있는 초기 설정】은 다른 제로노울리지 프루프 기술들이 극복하고자 노력하는 핵심 문제이다. PLONK 알고리즘은 이 문제를 해결하기 위한 개선안이며, 이후 두 알고리즘의 차이점을 자세히 설명하겠다.
이 문제를 해결하기 위해 스탠포드의 암호학자 Benedikt Bünz 등은 Bulletproof(방탄 증명) 기술을 제안하였다. 기존의 zk-SNARK보다 신뢰할 수 있는 초기 설정이 필요 없지만, 계산 및 검증 시간은 STARK보다 길다. 다만 증명 크기는 STARK보다 훨씬 작아 제안 직후 Monero 프로젝트에서 채택되었다.
1.3.2 zk-STARK
STARK(Scalable Transparent Argument of Knowledge)는 확장 가능한 투명한 지식 증명으로, SNARK의 대안으로 개발되었다.SNARK의 간결함(Succinct)의 'S'와 달리, STARK의 'S'는 확장성(Scalable)을 의미한다. 이는 STARK의 증명 생성 시간 복잡도가 계산 복잡도에 근접하고, 증명 검증 시간 복잡도는 계산 복잡도보다 훨씬 작음을 의미한다. 즉, STARK의 확장성이 향상되더라도 증명의 복잡도는 함께 증가하지 않는다.
더욱 중요한 점은 STARK는 신뢰할 수 있는 초기 설정이 필요하지 않다는 것이다. 이는 해시 함수 충돌을 통해 더 간결한 대칭 암호 방식에 의존하기 때문이다. 이것이 바로 STARK의 【투명성(Transparent)】 부분이다.
STARK가 SNARK보다 세 번째로 개선된 점은 양자컴퓨터에 대한 저항성으로, 양자컴퓨팅으로 해독되지 않는다는 의미이다. 물론 이러한 개선점들은 일정한 희생을 동반한다. SNARK에 비해 STARK는 더 복잡하며, 증명 크기가 288바이트에서 수백KB로 증가하고, 이더리움 검증 수수료도 더 많이 소비된다.
1.3.3 신뢰 설정 기반 제로노울리지 프루프 방식
신뢰 설정 기반 제로노울리지 프루프 시스템은 공통 파라미터를 생성해야 하지만, 연산 비용과 증명 크기 면에서 장점을 가지므로 여전히 프라이버시 중심 블록체인 애플리케이션의 주요 도구로 선호되고 있다. 이러한 시스템의 보안성은 공통 파라미터 생성의 보안성에 크게 좌우되며, 중앙집중적인 방식으로 파라미터를 생성하는 것은 가능하지만 탈중앙화 목표와 충돌한다. 지금까지 신뢰 설정에 사용되는 주요 기술은 다자간 안전 계산(MPC)이다.
MPC 방식은 어느 한 당사자도 파라미터의 기본 수학 구조에 대한 지식을 생성하거나 획득하지 못하도록 보장한다. 이를 위해 생성 과정을 가능한 많은 독립된 참여자들 사이에서 공유하도록 요구함으로써, 소수 또는 단 한 명이라도 정직하게 행동한다면 설정의 보안이 유지되도록 한다. 명백하게, MPC를 사용할 때 참여자 수가 많을수록 파라미터의 보안성은 높아진다.
zk-SNARK는 신뢰 설정 기반 제로노울리지 프루프 방식이지만, 다양한 알고리즘으로 발전하였다. Groth16과 PLONK은 현재 가장 널리 사용되는 신뢰 설정 기반 제로노울리지 프루프 방식으로, 두 방식의 차이는 다음과 같다:
Groth16은 검증 속도가 가장 빠르고 데이터량이 가장 적은 방식이지만, Groth16의 비밀 계산은 특정 문제와 연결되어 있으므로 매번 다른 문제마다 새로운 라운드의 MPC 신뢰 설정을 다시 시작해야 한다. 다자간 참여가 필요한 계산 프로토콜은 일반적으로 매우 번거롭기 때문에 Groth16의 성능에 부정적인 영향을 준다.
PLONK는 Sonic의 개선 버전으로, 증명 시간이 5배 단축되었다. Sonic은 갱신 가능한 글로벌 CRS 방식이다.갱신 가능이란, 비밀이 유출되었다고 의심될 경우 언제든지 신뢰 사전 설정을 갱신할 수 있다는 의미이며, 글로벌이란 계산 과정이 더 이상 CRS와 결합되지 않는다는 의미로, 하나의 애플리케이션이 단 한 번의 신뢰 사전 설정만으로 다양한 제로노울리지 프루프 회로 계산을 수행할 수 있다는 것이다. 즉, 신뢰 설정은 한 번만 수행하면 되며, 갱신 외에는 매번 다른 문제에 따라 새로운 MPC를 개최할 필요가 없다. 아래는 Groth16과 PLONK의 성능 비교이다:
PLONK 알고리즘은 Protocol Labs의 연구원 Gabizon과 이더리움 프라이버시 트랜잭션 프로토콜 Aztec Protocol의 두 연구원이 협력하여 개발하였다. PLONK는 Groth16보다 늦게 등장하여 증명 크기와 검증 속도 면에서 약간 뒤처지지만, 갱신 가능한 신뢰 설정이라는 특성 덕분에 제로노울리지 프루프 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있다.
2 제로노울리지 프루프 기술 활용
제로노울리지 프루프 기술이 블록체인 분야에서 활용될 수 있는 주요 요인은 다음 두 가지 특성 때문이다:
1)제로노울리지 프루프는 데이터 정보를 누출하지 않으면서도 이를 증명할 수 있어 데이터의 프라이버시를 보호할 수 있다.
2)제로노울리지 프루프는 소량의 데이터로도 대규모 데이터의 증명을 완료할 수 있어 데이터 압축과 성능 향상에 큰 역할을 한다.
따라서 제로노울리지 프루프의 활용 방향은 다음과 같다:
2.1 프라이버시 보호
프라이버시 보호는 블록체인에서 항상 매우 중요한 개념으로, 분산형 네트워크 내에서 거래와 참여자를 보호하는 능력을 의미한다. 블록체인은 익명성을 추구하지만, 대부분의 거래에서 사용자는 실명을 사용하지 않더라도 공개키 해시값을 반복적으로 거래 식별자로 사용함으로써 거래자를 식별할 수 있으므로, 이러한 거래는 단순히 가명성(pseudonymity)만을 제공할 뿐 진정한 익명성을 달성하지 못한다. 기본적으로 모든 사용자의 거래 내역은 공개되며, 특정 주소가 식별되면 자금 출처, 보유량 산정, 심지어 체인 상 활동 분석까지 가능하다.
제로노울리지 프루프 기술은 어떠한 정보도 노출하지 않는 증명을 제출함으로써 거래 유효성을 확인하고, 거래 정보의 완전한 익명성을 실현할 수 있다.암호화된 프라이버시 문제가 강조되던 시기에 다수의 개발자들이 프라이버시 중심 공용 블록체인 탐색에 뛰어들었으며, 제로노울리지 프루프의 프라이버시 보호 및 데이터 압축 능력은 공용 블록체인의 핵심 기술 요소로 자리매김하게 되었다. 이 시기에 Zcash, Monero 등의 프로젝트가 두각을 나타냈다.
예를 들어 Zcash는 초기에 Pinocchio 프로토콜을 사용했으며, 2019년 Groth16 증명 시스템으로 전환하였다. Zcash 지갑 주소는 은폐 주소(shielded address)와 투명 주소(transparent address) 두 가지로 나뉜다. 투명 주소 간 거래는 비트코인과 동일하며, 송신자, 수신자, 거래 금액이 모두 공개된다. 은폐 주소 간 거래는 공용 블록체인에 기록되지만, 거래 주소, 자금 규모, 비고란 등은 암호화되며, zk-SNARK 증명을 통해 네트워크 합의 규칙 하에서 거래 유효성이 검증된다. 또한 은폐 주소와 투명 주소 간에도 거래가 가능하다. Zcash는 거래 프라이버시를 보호하면서도 감사 및 규제 당국에 우호적인 구조를 유지하는데, 은폐 주소 거래의 송수신자는 제3자에게 거래 세부정보를 공개하여 검증, 규제 준수 또는 감사 요구사항을 충족시킬 수 있다.
2.2 확장성
"불가능한 삼각형"은 이더리움과 같은 L1 블록체인이 직면한 영원한 난제로, 다양한 블록체인들이 탈중앙화, 보안성, 확장성 사이에서 균형을 찾아야 한다.이더리움은 탈중앙화와 보안성에 더 큰 비중을 두고 있어 확장성 측면에서 제약을 받고 있다. 이더리움의 높은 가스 수수료와 긴 거래 확인 시간은 사용자 경험을 크게 저하시킨다. 이에 이더리움 핵심 개발팀과 커뮤니티는 다양한 확장성 솔루션을 지속적으로 탐색하고 있다.
블록체인 확장성을 위한 두 가지 방법은 다음과 같다:
1)L1 레이어 블록체인 자체를 확장하는 방법으로, 블록 크기를 늘리거나 샤딩(sharding)을 실시하는 것이다. 샤딩이란 블록체인 네트워크의 노드를 상대적으로 독립적인 여러 조각(shard)으로 나누는 것으로, 각 샤드는 처리 규모가 작고 일부 네트워크 상태만 저장하며, 여러 샤드가 병렬로 거래를 처리함으로써 이론적으로 전체 네트워크 처리량을 향상시킨다. 그러나 이 방식은 탈중앙화 수준을 희생한다는 단점이 있다.
2)L1 네트워크의 거래를 L2 레이어로 이전하는 방식으로, L2에서 거래를 집계한 후 L1에 정산한다. 이렇게 하면 매 거래마다 가스 수수료를 내는 것이 아니라 일괄적으로 한 번만 지불하므로, 모든 거래가 가스 수수료를 분담하여 개별 거래 수수료를 효과적으로 낮출 수 있다. 이 경우 L1은 L2에서 실행된 모든 거래의 정산 레이어가 된다. L2 확장성 솔루션은 탈중앙화와 보안성을 희생하지 않으면서도 L1의 확장성 문제를 해결할 수 있다.
물론 L2 확장성 솔루션은 상태 채널에서 플라즈마(Plasma), 롤업(Rollup)으로 진화해왔다. 현재 롤업이 가장 주류이며 가장 유망한 L2 기술이다.롤업이란 복잡한 계산과 상태 관리를 체외에서 수행한 후, 상태 변경 관련 데이터를 스마트 계약 호출 방식으로 체인 상에 더 저렴한 CALLDATA를 이용해 저장하고, 다수의 거래를 하나의 거래로 묶어 TPS를 향상시키는 방식이다. 이때 데이터 가용성(Data Availability)이 보장되어야 한다.
Rollup 방식의 공통점은 체인 상 데이터 가용성을 강조하는 것으로, 누구나 체인 상에 저장된 데이터를 기반으로 전체 상태를 재구성할 수 있어 데이터 가용성 문제로 인한 보안 리스크를 제거한다. 제로노울리지 프루프는 체인 상 계산량을 압축하면서도 데이터의 정확성을 보장하는 역할을 한다.
ZK 롤업은 2018년 하반기에 등장하였으며, 이 방식의 핵심은 ZK인데, 매번 상태 전환이 발생할 때마다 제로노울리지 증명을 제공하고, 메인체인의 스마트 계약에서 검증을 거쳐야만 상태가 변경될 수 있다. 즉, ZK 롤업의 상태 전환은 암호학적 증명에 엄격하게 의존한다. (참고: ZK 롤업 원리에 대한 자세한 설명은 리화의 「레이어와 크로스체인 방식을 한눈에 정리」를 추천한다.)
또한 Optimistic Rollup과 같은 다른 롤업 방식도 존재한다. 이 방식은 2019년 하반기에 등장하였으며, 매번 상태 전환을 엄격하게 검증하지 않고, 일단 전환이 올바르다고 낙관적으로 가정한 후, 일정한 기간 내에 전환에 이의를 제기할 수 있도록 하고, 이의 제기 성공 시 제출된 내용에 문제가 있음을 입증하여 제출자를 처벌하고 상태를 롤백한다. 즉, Optimistic Rollup의 상태 전환은 경제적 인센티브와 게임 이론에 의존한다.
ZK 롤업의 주요 문제는 프로그래밍 가능성의 어려움이지만, ZkSync의 가상 머신과 관련 설계를 통해 이를 실현할 수 있다. Optimistic Rollup은 Layer 2에서 자금을 인출할 때 도전 기간(challenge period)으로 인한 지연 문제가 가장 주목받고 있지만, 중개업체가 선지급 서비스를 제공할 수 있으므로 Optimistic Rollup의 상용화가 더 빠르다.
두 방식의 성능 비교는 아래와 같다:
Optimistic Rollup에 비해 ZK 롤업은 기술적 복잡성이 매우 높고, 많은 계산을 필요로 하며 거래 지연도 길고 연산 비용도 더 높지만, 개별 거래 수수료는 더 낮으며, 검증 비용이 연산 비용보다 훨씬 낮아 이러한 간결성이 확장성에 기여한다.
I2beat.com의 최신 데이터에 따르면, 레이어2 솔루션의 잠긴 자산 규모는 약 67억 달러이며, Optimistic Rollup 레이어2 확장성 솔루션은 Arbitrum과 Optimism이 처음으로 시장에 출시하여 현재 레이어2 솔루션의 절반을 차지하고 있다. 제로노울리지 프루프 솔루션의 잠긴 자산 규모는 약 17억 달러에 불과한데, 이는 기술 구현 난이도가 더 크고 생태계 애플리케이션 구축이 아직 본격화되지 않았기 때문이다.
3 제로노울리지 프루프 주요 프로젝트
초기의 제로노울리지 프루프 프로젝트인 Zcash, Monero는 프라이버시 보호 기능이 뛰어났지만 가치 저장 수단으로만 사용되기 어려웠으며, 다른 애플리케이션을 탑재하기 어려웠다. 많은 개발자들의 노력으로 제로노울리지 프루프와 스마트 계약을 결합하여 더 큰 잠재력을 탐색하고 있다. 현재의 응용은 대략 세 가지 범주로 나뉘며, 본 섹션에서는 주목할 만한 제로노울리지 프루프 프로젝트들을 소개한다. 대부분 아직 토큰을 발행하지 않았다.
3.1 Mina
Mina는 2017년에 설립되었으며, 과거 이름은 Coda Protocol이었다. 개발팀은 O(1) Labs이며, 세계적인 암호학자, 엔지니어, 박사, 기업가들로 구성되어 있다.
Mina는 경량 블록체인 구축에 집중하며, 이더리움이나 비트코인처럼 수백GB에 달하는 블록 공간과 달리, Mina의 블록 크기는 22KB로 유지된다. 이를 통해 대부분의 사용자가 참여하고 노드가 될 수 있다.낮은 장벽의 노드 배포는 다양한 사용자에게 쉽게 보급될 수 있으며, 사용자가 노드에 접근하고 배포하기 쉬워짐으로써 네트워크가 더욱 분산화되고 보안성도 자연스럽게 향상된다.
Mina가 일정한 블록 크기를 유지할 수 있는 핵심은 【재귀적 제로노울리지 프루프】를 사용하는 것이다. 즉, 매번 블록 생성 시 zk-SNARK 기술을 이용해 블록을 단일 증명으로 압축하며, 새로운 SNARK 증명마다 이전의 SNARK 증명을 포함하므로 노드는 해당 증명만 검사하면 되고 전체 거래 기록을 검사할 필요가 없다.
그러나 이것이 첫 번째 단계일 뿐, 블록체인의 특성상 각 블록은 이전 블록을 참조해야 하므로, 각 블록에 SNARK 증명을 생성하는 것만으로는 전체 용량이 여전히 선형적으로 증가하게 된다. 따라서 Mina는 SNARK의 SNARK를 생성하고(즉 재귀), 이를 반복적으로 반복하고 중첩하여 재귀 구조로 연결함으로써 블록 크기를 약 22KB의 일정한 수준으로 유지한다.
또한 Mina는 제로노울리지 프루프를 중심으로 데이터 프라이버시를 보호하는 생태계를 구축하고 있으며, 생태계 애플리케이션인 Snapps(현재 zkApps로 개명됨)는 특정 시나리오에 맞는 특정 비즈니스 로직을 구현할 수 있으며 브릿지를 통해 다른 공용 블록체인과 협력하여 상호 운용성을 높이고 전체 블록체인 생태계의 상생을 도모한다. 경량 노드라는 특성은 현재 Mina만이 이 분야에서 개발 중이다.
투자 배경:
2022년 3월, Mina는 FTX Venture와 Three Arrows Capital이 주도한 9,200만 달러의 전략적 투자를 완료했다. 이 자금은 Mina를 Web3 내 선도적인 제로노울리지 프루프 플랫폼으로 성장시키기 위해 세계적인 개발자들을 유치하는 데 사용될 예정이다.
그 이전에 Mina는 네 차례 투자를 진행하여 약 4,815만 달러를 조달했으며, 투자사는 Coinbase Ventures, Polychain Capital, Three Arrows Capital, Paradigm, Multicoin 등 최정상 기관들이었다. 우수한 투자기관들은 장기 가치를 중시하며, 대부분 자체 IP 트래픽을 보유하고 있어 Mina의 미래 시장 확장에 매우 유리하다.
3.2 ZkSync
zkSync는 Matter Labs 팀이 개발한 프로젝트로, 2019년 12월에 설립되었으며 주로 이더리움 확장성을 목표로 한다.zkSync 1.0은 이더리움 상의 ZK 롤업(제로노울리지 프루프) 기반 L2 확장성 솔루션으로, 주로 결제에 초점을 맞추며 2020년 6월 이더리움 메인넷에 출시되었다. zkSync는 초기에 SNARK 알고리즘으로 Groth16을 사용하였는데, Groth16은 단 한 번의 신뢰 설정만 필요로 하는 것이 아니라(zkSync 창립 시점), 매번 새로운 애플리케이션 업그레이드 시에도 신뢰 설정을 다시 수행해야 한다. 이는 zkSync 1.0이 EVM 호환 환경을 구축하는 데 장애가 되었으며, 결과적으로 zkSync 1.0은 결제 등 특정 애플리케이션에 국한되었다.
zkSync 2.0은 이더리움 위에 구축된 EVM 호환 L2 솔루션으로, zkEVM이라고도 불린다. 이는 EVM 코드를 재컴파일하고 롤업 거래를 제로노울리지 프루프로 검증함으로써 개발자가 낮은 가스 수수료와 고도의 확장성을 갖춘 L2 환경에서 이더리움의 기본 프로그래밍 언어를 사용해 탈중앙화 애플리케이션을 구축하고 배포할 수 있도록 한다.
2021년 5월, zkSync는 zkEVM의 알파 버전을 발표하고 메인넷 출시를 2021년 8월로 예정했으나 기술적 난이도로 인해 연기되었다. 2022년 2월, zkSync 2.0 퍼블릭 테스트넷이 출시되었다. zkEVM은 이미 출시되었으며, 이더리움 테스트넷에서 최초로 EVM과 호환되는 ZK 롤업이다.
투자 배경:
2021년 3월, Matter Labs는 Union Square Ventures가 주도한 600만 달러의 시리즈 A 투자를 완료하였으며, Placeholder와 Dragonfly 등 유명 투자기관들도 참여하였다. 이번 투자는 생태계 파트너십을 다수 유치한 점에서 주목할 만했는데, 암호화폐 분야에서 가장 잘 알려진 기업들과 창립자들이 포함되었다.
2021년 11월, Matter Labs는 a16z가 주도한 5,000만 달러의 시리즈 B 투자를 완료하였으며, Blockchain.com, Crypto.com, ByBit, OKEx 등 중앙화 거래소들이 전략적 투자자로 참여하였다. 투자 발표 직후, 이 거래소들은 줄줄이 zkSync와 협력한다고 발표하며 거래소와 L2 간 입출금을 지원하겠다고 밝혔다.
3.3 StarkWare
StarkWare 팀은 2018년 5월에 설립되었으며, 세계적인 암호학자와 과학자들로 구성되어 있으며, 핵심 멤버는 Zcash의 전 수석 과학자이다. 오랜 기간 동안 제로노울리지 분야에서 혁신을 이끌어왔으며, zk-STARK 기술은 이 팀이 2018년 한 학술 논문에서 처음 제안한 것이다. 논문 저자들은 이후 StarkWare를 창립하였다.
StarkWare는 zkSync와 마찬가지로 제로노울리지 프루프 기반 확장성 솔루션의 주요 참여자이지만, StarkWare는 STARK 기반이다.STARK의 문제는 기술적으로 SNARK만큼 성숙하지 못하며, 튜링 완전성을 달성하면 EVM과의 호환성이 어렵다는 점이다. StarkWare는 STARK 기반의 독자적인 프로그램을 실행하기 위해 특화된 프로그래밍 언어인 Cairo를 개발하였다. 또한 StarkWare 팀은 현재 Nethermind 팀과 협력하여 코드 변환기 Warp를 개발 중이며, Solidity 스마트 계약을 Cairo로 원활하게 변환하여 EVM과의 호환성을 달성하려 한다.
StarkWare는 StarEx를 출시하고, Cairo와 STARK를 기반으로 한 애플리케이션 전용 ZK 롤업을 생성할 수 있도록 하였다.dydx, Immutable, DeversiFi는 StarkEx를 기반으로 한 주요 3개 애플리케이션이다. 지금까지 StarkEx는 이러한 애플리케이션을 통해 500만 건 이상의 거래를 처리하였으며, 거래 가치는 2,500억 달러를 초과하였다.
2021년 11월 29일, 스타크넷(StarkNet)의 메인넷 알파 버전을 발표하였다. StarkNet은 ZK 롤업 기반의 레이어2 애플리케이션 네트워크로, 자체 생태계를 발전시켜 나갈 계획이다.
투자 배경:
StarkWare는 총 네 차례 투자를 진행하여 1.6억 달러 이상을 유치하였으며, 투자사로는 Paradigm, Polychain, Sequoia Capital, IOSG 등 정상급 기관들이 포함되었다. 엔젤 투자자로는 이더리움 창시자 Vitalik Buterin(V신)도 포함되어 암호화폐 커뮤니티에서 큰 관심을 받고 있다.
3.4 Aztec
Aztec 팀은 2018년에 설립되었으며, 팀원 대부분이 세계 최고 대학의 박사 출신이며, Zcash의 전 연구원도 포함되어 있어 기술적 배경이 매우 강하다. 자체 개발한 PLONK 알고리즘은 업계 여러 프로젝트에서 채택되고 있다.
Aztec도 ZK 롤업 기술을 통해 이더리움의 확장성 문제를 해결하고 있으며, 프로젝트 설립부터 Aztec 2.0 출시까지 팀은 지속적으로 PLONK 알고리즘을 연구하며, PLONKUP 등 제로노울리지 프루프 알고리즘을 발표하였다. V신도 이 팀의 기술 개발 능력을 극찬하고 있다.
Aztec 네트워크는 두 가지 주요 기능을 수행한다: 첫째, 사용자 상호작용 시 프라이버시를 보장하며, 둘째, 사용자가 Aztec를 통해 프로그래밍 가능한 프라이버시 계약을 제공하고 완전히 익명적인 애플리케이션을 구축할 수 있다.
TechFlow 공식 커뮤니티에 오신 것을 환영합니다 Telegram 구독 그룹:https://t.me/TechFlowDaily 트위터 공식 계정:https://x.com/TechFlowPost 트위터 영어 계정:https://x.com/BlockFlow_News
