ZK 롤업 시대의 가치를 한 문장으로 이해하기
저자: Lewis Liao
서론: 이더리움은 곧 레이어 2(Layer 2) 시대를 맞이하게 되며, 모든 L2 확장 기술 중 ZK 롤업은 최고의 해결책 중 하나로 꼽힌다. 제로지식 증명 기술과 롤업 확장 기술은 어떤 시너지를 낼 수 있을까? ZK 롤업은 다른 확장 기술보다 어디에서 우월한가? 어떻게 빠르게 채택될 수 있을까? 투자 관점에서 보면, ZK 롤업 시대의 가치는 어떻게 포착할 수 있으며, 어떤 혁신적인 애플리케이션이 등장할 수 있을까? 본문의 논의가 독자에게 몇 가지 통찰을 제공하길 바란다.
목차
1. 왜 제로지식(ZK) 롤업에 주목해야 하는가?
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옵티미스틱 롤업과 ZK 방식 비교
2. ZK 롤업 확장 기술의 현황은 어떠한가?
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ZK 롤업 주요 참여자 비교
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ZK 롤업의 장점
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ZK 롤업의 문제점
3. 확장성의 미래는 어떻게 될 것인가?
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기술적 문제
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시장 진출 문제
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커뮤니티 진출 문제
4. 확장 생태계에 어떻게 투자할 것인가?
1. 왜 제로지식(ZK) 롤업에 주목해야 하는가?
제로지식(Zero-Knowledge) 암호학은 우리 세대에서 가장 과소평가된 기술 중 하나로 불린다. 인공지능과 빅데이터 같은 주제가 언론에서 대대적으로 조명되는 것과 달리, 제로지식 기술은 거의 언급되지 않는다. 그럼에도 불구하고 이 기술은 위대한 돌파구이며, 개인정보가 노출되기 쉬운 빅데이터 시대에 소중한 프라이버시 보장을 제공한다.
제로지식 암호학은 광범위한 주제지만, 본 글에서는 블록체인과 가장 관련 깊은 분야—제로지식 증명(Zero-Knowledge Proof)—에 초점을 둔다. 제로지식 증명은 비대화형, 제로지식 지식 증명 방식으로, 두 당사자 즉 증명자(prover)와 검증자(verifier)가 있다고 가정한다. 증명자는 자신이 특정 정보를 알고 있음을 검증자에게 알려주고자 하되, 그 내용은 공개하지 않는다. 검증자는 이를 확인하고 수용하거나 거부하게 된다.
이러한 방식은 다음 세 가지 속성을 갖는다:
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완전성(Completeness): 유효한 결과는 주어진 절차에 따라 증명 가능하다.
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건전성(Soundness): 정직하지 않은 행위자는 유효한 증명을 생성할 수 없다.
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제로지식성(Zero-Knowledge): 검증자는 증명의 입력값을 알 수 없으며, 결과만 알 수 있다.
모든 데이터가 체인 상에서 공개되는 블록체인 환경에서, 진술의 실체를 드러내지 않고도 진술을 입증하는 것은 강력한 원시 기능이다. 개인, 기업, 정부 모두에게 이 기술은 사용자 데이터 보호, 민감한 시스템이나 계약 설계, 공공재 분배의 공정성 입증, 더 효율적이고 경제적인 정부 운영 구현 등 현실 세계의 여러 난제를 해결할 수 있다.
블록체인 분야에서 프라이버시 보호 외에 가장 주목받는 응용은 바로 이더리움의 확장 기술인 ZK 롤업이다. 현재 이더리움은 롤업 중심의 확장 전략을 채택하고 있으며, 탈중앙화, 보안성, 확장성 간 최적의 균형을 추구하고 있다. 본질적으로 이더리움 업그레이드는 네트워크를 더욱 확장 가능하고, 지속 가능하며, 안전하게 만들 것이다.
이더리움의 확장 기술은 온체인 확장과 오프체인 확장을 나뉜다.
온체인 확장 기술은 블록체인 기반층을 업그레이드해 확장성을 높이는 것이다. 이더리움의 장기적인 온체인 확장 해결책은 샤딩(sharding)인데, 기본층을 64개의 체인으로 나누고, 비콘체인이 공동의 보안을 보장한다.
오프체인 확장은 기반층 대신 외부 실행 계층을 사용하는 확장 기술이다. 이러한 제2층(Layer 2 또는 'L2')은 기반층 위에 위치하는 보조 계층으로, 전체 블록체인에 더 많은 트랜잭션 처리 능력을 제공한다.
이더리움이 채택한 L2 기술은 롤업(Rollup)으로, 다음과 같은 특징을 제공한다:
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롤업을 통해 이더리움은 보안성을 희생하지 않고 약 25 TPS에서 3,000 TPS까지 확장할 수 있다.
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롤업을 통해 사용자의 자금이 도난당하거나 검열되는 일이 발생하지 않는다(일부 사이드체인에서 나타나는 문제와 다름).
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사용자는 언제든지 L1 상의 데이터에 접근할 수 있으며, 누구도 사용자의 자금이 롤업에서 안전하게 출금되는 것을 막을 수 없다.
현재 존재하는 해결책에는 두 가지(주로) 유형의 롤업이 있다:
ZK 롤업(ZKRU)과 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup, OR)
옵티미스틱 롤업과 ZK 방식 비교
옵티미스틱 롤업은 ZKRU보다 더 성숙한 기술이다. 현재 옵티미스틱(Optimistic)과 아비트럼(Arbitrum)의 제품은 이미 이더리움 개발자가 사용할 수 있다. 하지만 사기 증명(fraud proof) 메커니즘을 사용함에 따라, 인출 시간과 보안성이 여전히 의문시되고 있으며, 비용 최적화 면에서도 ZK에 비해 다소 열세이다. 반면 ZK 롤업의 단점은 대부분 기술적 문제에 국한되어 있으며, 우수한 개발자들이 활발히 연구에 참여하고 있어, 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)을 포함한 다수 전문가들은 장기적으로 ZK 롤업이 더 우수한 확장 기술이 될 것이라고 동의하고 있다.
두 기술의 가스비와 TPS는 다음과 같다:
네 가지 방식의 각각 비용
출처: Xiang｜W3.Hitchhiker, 위 계산은 현재 ETH 가격을 2500달러, 블록 가스 리밋을 30,000,000, 가스비를 30Gwei, 평균 블록 생성 시간을 13초로 가정했으며, 극한 TPS는 해당 실행 환경이 이더리움 블록 공간 전체를 차지했을 때(검증에 500,000 가스 소모), 일반 TPS는 이더리움 블록 공간의 1/3을 차지했을 때를 의미한다.
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효율성 및 비용 측면에서, ZK 방식은 OR 방식보다 효율이 높아 더 높은 TPS와 더 낮은 비용을 제공한다.
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시간 측면에서, 사기 증명 메커니즘 때문에 옵티미스틱 롤업에서는 인출 시 7~14일간의 제출 기간이 필요하여 잠재적 악의 행위를 반박할 수 있다. 현재는 Boba Network 등의 옵티미스틱 롤업 솔루션이 유동성 풀 메커니즘을 도입해 인출 기간을 단축하고 있다.
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호환성 측면에서, 옵티미스틱과 ZK 모두 복잡한 EVM 스마트 컨트랙트 호출을 호환·적응시켜야 하는 문제에 직면하지만, 옵티미스틱이 구현하기 더 쉽다. 아비트럼, 옵티미즘(Optimism) 등의 OR 솔루션은 EVM 호환 가상머신을 제공해 이더리움 메인넷에서 발생하는 모든 트랜잭션을 처리할 수 있다.
ZK 롤업의 발전을 제한하는 주요 문제 중 하나는 이더리움 EVM과의 호환성 문제이다. EVM 설계 초기, 개발자들은 이후 ZK 기술이 사용될 것이라고 전혀 예상하지 못했으며, EVM 연산으로부터 사용 가능한 제로지식 증명을 생성하는 것은 거의 불가능하다. 이로 인해 ZK-EVM의 필요성이 대두되었다. 이전에는 ZKSync 2.0의 실현에 수년이 걸릴 것으로 여겨졌지만, ZKSync 2.0 퍼블릭 테스트넷은 2월 말 정식 출시되었으며, 이더리움 테스트넷상 최초의 EVM 호환 ZK 롤업이 되었다. 따라서 ZK 롤업의 본격적인 대규모 실용화가 예상보다 빠를 수도 있다.
왜 EVM 호환이 ZK에게 그렇게 어려운가?
기존 ZK 롤업 솔루션은 대부분 간단한 결제 및 스왑(Swap) 시나리오만 지원한다. 이유는 ZKEVM이 스마트 컨트랙트 바이트코드를 정상 실행하는 것 외에도, 트랜잭션이 완료된 후 상태가 올바르게 업데이트되었음을 증명하는 '프루프(Proof)'를 생성해야 하기 때문이다. EVM 설계와 ZK 증명 알고리즘 원리 등의 문제로 인해 두 기술의 호환은 매우 어렵다.
보안성 측면에서, OR의 보안은 경제학에 기반한다. 주 체인상의 검증자들이 제출자를 상시 모니터링하고 사기 증명을 제출하도록 유도하는 합리적인 인센티브 메커니즘이 필요하며, 제출자 역시 스테이킹 등을 통해 악의적 행동에 대한 대가를 치르도록 해야 한다. 반면 ZK의 보안은 수학 또는 암호학에 기반하며, 신뢰 없이도 작동할 수 있다. 수학과 암호학이 제공하는 보장은 인간의 선의를 낙관적으로 믿는 것보다 훨씬 더 신뢰할 수 있다.
두 기술을 비교하면, ZK 롤업의 장단점은 다음과 같다.
장점
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각 트랜잭션에 포함된 데이터 양이 적어 L2의 처리량과 확장성이 증가하며, 옵티미스틱 롤업에 비해 더 큰 확장성과 낮은 거래 비용의 이점을 제공한다.
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ZKR을 모니터링할 필요가 없다.
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옵티미스틱 롤업처럼 사기 분쟁 창(window)가 필요 없어 인출 시간을 약 2주에서 수 분으로 줄일 수 있다.
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기본적으로 프라이버시 기능이 활성화된다.
단점
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제로지식 증명 계산의 난이도로 인해 최대 처리량을 위해 데이터 최적화가 필요하다.
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이더리움 네트워크에 처음 구축하고 통합하는 것이 옵티미스틱 롤업보다 더 어렵다.
상대적으로 ZK 롤업의 약점은 대부분 기술적 문제이며, 우수한 개발자들의 연구 참여로 이러한 문제들이 해결될 것으로 보이며, 비탈릭을 포함한 다수 전문가들도 장기적으로 ZK 롤업이 더 우수한 확장 기술이 될 것이라고 동의하고 있다.
2. ZK 롤업 확장 기술의 현황은 어떠한가?
ZK 롤업 주요 참여자 비교
ZK 롤업 기술 분야에는 두 주요 플레이어가 있다: zkSync와 StarkWare
다음 표는 팀, 기술, 데이터 가용성(DA), 펀딩 및 지지자, 현재 제품 및 로드맵 측면에서 두 회사의 주요 차이점을 직관적으로 보여준다.
팀 측면에서, StarkWare는 더 학문적이며, 세계적인 암호학자와 과학자들로 구성되어 오랫동안 제로지식 분야에서 혁신을 주도하며 많은 학술 논문을 발표하고 이를 실제 제품인 StarkWare로 전환하고 있다. zkSync 팀은 추가 정보를 찾기 어렵지만, 제품 출시를 보면 다양한 산업 배경을 가진 팀이며, 높은 실행 효율성을 보인다.
기술 측면에서, StarkWare는 전반적으로 더 우수한 기술을 제공하며, 블록체인 최종성(finality)을 제공하여 자본 효율성을 극대화한다. 또한 STARK의 주요 이점은 다음과 같다:
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자체 개발한 ZK-STARK 시스템을 발명하고 구축했으며, zkSync의 기술 스택은 다른 팀이 구축한 것이다(아즈텍 Aztec의 PLONK). 이는 StarkWare가 기술을 더 잘 통제하고 향상시킬 수 있다는 의미이다.
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이미 여러 시스템이 프로덕션 환경에서 운영 중이며, 튜링 완전한 프로그래밍 언어인 Cairo를 사용한다. 매터 랩스(Matter Labs)는 생산 환경에서 단순한 결제 시스템만 운영 중이며, 튜링 완전한 언어는 없다.
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더 빠르고, 더 안전하며(암호학적 의미에서), 투명하며(신뢰 설정이 필요 없고), 양자 컴퓨팅에 안전하다. 반면 매터 랩스의 핵심 기술(다른 팀이 구축)은 느리고, 신뢰 설정이 필요하며, 양자 컴퓨터에 의해 공격받을 수 있다.
데이터 가용성(DA) 측면에서, StarkWare는 DA 문제를 해결하기 위해 Volition 시스템을 최초로 도입했다. Volition은 최종 사용자가 각 트랜잭션마다 롤업 방식(체인 상 DA)과 Validium 방식(체인 하 DA) 중 선택할 수 있도록 한다. zkSync는 Volition 기반의 zkPorter 기술을 사용하며, 주요 차이점은: Volition 방식은 사용자가 각 트랜잭션마다 데이터 저장 방식을 선택할 수 있지만, zkPorter 방식은 사용자가 각 계정마다 거래 정산 방식을 선택한다(zkPorter 계정은 체인 하 DA 방식으로만 거래 생성 가능). 또한 zkPorter의 체인 하 DA 시스템은 더 탈중앙화되어 있으며, zkSync 네이티브 토큰으로 인센티브를 받는 가디언(Guardian) 네트워크가 보안을 제공하므로 중심화된 DAC보다 우수하다.
펀딩 및 지지자 측면에서, StarkWare는 20억 달러의 밸류에이션을 가지고 있으며, 현재 60억 달러의 밸류에이션으로 D라운드 펀딩을 진행 중이다. 이는 세계적 수준의 펀딩 규모이며, 많은 저명한 투자자들이 참여하고 있다. 지지자로는 일부 거물급 인사들과 이더리움 재단 멤버들이 있으며, 비탈릭 본인도 StarkWare가 발표한 대부분의 문서를 검토했다. zkSync는 StarkWare에 비해 저명한 투자자가 적어 대형 DeFi/CEX 암호화 가족 펀딩처럼 보인다. 각 프로젝트는 잘 알려져 있으며, 함께 연합하면 좋은 생태계를 형성할 수 있다. 그러나 중요한 점은, ZK 롤업의 성공은 크게 DeFi 프로토콜의 참여와 CEX와의 직접 통합에 달려 있다는 것이다.
현재 제품 및 로드맵 측면에서, 2020년 6월 StarkWare는 StarEx를 최초로 출시했는데, 이는 로드맵상 '행성(Planets)' 단계에 해당하며, Cairo와 STARKs를 기반으로 한 허가형 전용 ZK 롤업을 생성할 수 있게 한다. 즉 dydx, Immutable, Deversifi, Sorare 등은 StarkEx 프로덕션 버전으로 지원되는 4개 주요 애플리케이션이다. 2022년 3월 기준, StarkEx는 1.34억 건의 트랜잭션을 처리했으며 누적 거래량은 4900억 달러, TVL은 11억 달러에 달한다.
StarkWare 로드맵
2021년 11월 29일, 스타크넷(StarkNet) 메인넷 알파 버전을 출시하며 로드맵상 '성좌(Constellations)' 단계로 빠르게 진전했다. 스타크넷은 우리가 기대하는 무허가, 다중 애플리케이션 일반 ZK 롤업이다. 2022년 3월 기준, 스타크넷 테스트넷 Goerli는 140만 건의 트랜잭션을 생성했으며, 메인넷은 4.5만 건의 트랜잭션을 생성했다. 스마트 컨트랙트 배포 측면에서, 테스트넷 Goerli에는 2.6만 개, 메인넷에는 1600개의 컨트랙트가 배포되었다.
초기 단계에서 스타크넷은 중심화된 프루프 생성자(prover)에 의해 구동되며, 애플리케이션은 순차적으로 화이트리스트 등록 후 배포해야 한다. 이는 옵티미즘과 유사하다. 그들의 계획은 생태계를 발전시키고 점차 스타크넷을 탈중앙화하여 로드맵상 '우주(Universe)' 단계를 실현하는 것이다.
zkSync의 로드맵은 아래 그림의 4단계로 요약할 수 있다. 1단계는 2020년 6월 출시된 zkSync 1.0에 해당하며, 스마트 컨트랙트 통합이 없는 ZK 롤업 정도이다. 사용자는 토큰을 송수신할 수 있으나, 조합성(composability)이 부족하다. 현재 많은 유망한 프로젝트들이 1.0 버전에 배포되었다.
zkSync 로드맵
로드맵의 2단계는 zkSync 2.0의 메인넷 출시와 함께 시작되며, 기대하던 모든 기능을 포함한다: 완전한 EVM 호환 ZK 롤업과 스마트 컨트랙트 조합성. zkSync 2.0은 원래 8월 메인넷 출시 예정이었으나, 일부 기술적 난제로 인해 연기되었다. 현재 테스트넷에서 이 문제가 해결되고 있으며, 10월 zkSync는 최근 완료한 일부 기술 세부사항을 발표하고, EVM 호환성을 검증하기 위한 AMM 형태의 테스트넷(Uniswap)을 배포했다. LLVM/Solidity 호환성을 확보하기 위해 출시를 지연한 것은 처음엔 실망스러웠을 수 있으나, 이는 모든 이더리움 도구와 종속성이 zkSync 2.0에 원활히 통합되는 데 도움이 될 것이다.
ZK 롤업의 장점
ZK 롤업 솔루션은 프라이버시 보호, 확장성 유지, 크로스체인 애플리케이션 구현 등의 독특한 이점을 제공한다.
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프라이버시는 ZK 롤업의 주요 장점과 특징 중 하나이다.
무허가 블록체인은 제3자 신뢰 없이도 계산의 완전성을 실현하지만, 확장성과 프라이버시 측면에서 대가를 치른다. 1980년대부터 제로지식 증명, 대화형 증명, 확률적 검증 가능 증명 등의 증명 시스템 이론 연구는 이러한 문제 해결의 길을 제시했으며, 실제 응용에 반영되고 있다.
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확장성 유지로 개발자들에게 이론상 거의 무한한 계산 능력을 제공한다.
이는 인터넷 생태계 전체를 이식할 수 있게 하며, 예를 들어 이전에는 이더리움에서 실현하기 어려웠던 대전 게임도 ZK 롤업으로 가능하게 만든다. 또한 초강력한 계산 능력과 블록체인 특성이 결합되면 새로운 애플리케이션도 파생될 수 있다.
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또한 크로스체인 애플리케이션도 가능하며, 대표적인 ZK 롤업인 스타크넷(StarkNet)은 매우 다양한 브리지 기능을 제공한다.
개발자는 L1에서 L2로 어떤 페이로드(송금이 아님)를 보낼 수 있으며, 즉 dApp의 핵심을 L2에 배포해 여기서 저렴한 비용으로 거버넌스나 게임 운영을 수행하고, L1의 유동성에 명령을 전달할 수 있다. 마치 L2를 두뇌로, L1을 근육으로 활용하는 것과 같다.
ZK 롤업의 문제점
ZK 롤업은 훌륭한 이더리움 확장 기술이지만, 유동성 분절, 통신 난제, 기술적 장벽으로 인한 조합성 저하, 중심화 리스크 등의 리스크도 동반한다.
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유동성 분절 문제는 현재 다중 체인 구조 하에서 점점 더 부각되고 있으며, 이는 ZK 롤업 고유의 문제는 아니다.
다양한 기술 솔루션의 존재로 인해 미래 롤업 네트워크의 수는 더욱 많아지며, 이는 더 심각한 유동성 분절을 초래할 것이다. 다행히 LayerZero가 2022년 3월 출시한 StarGate(현재는 ZK 롤업 미지원)처럼, 많은 크로스체인 통신 기술이 이 문제를 해결하고 있다. LayerZero는 보안을 유지하면서 '올체인(All-chain) 미래'를 제공하며, 상태 공유, 통합 브리지 유동성, 크로스체인 대출, 스왑, 멀티체인 수익 집계기 등을 가능하게 한다.
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조합성 문제는 주로 메인 체인 dApp과 서브 체인 dApp 간의 상호작용에서 나타난다.
이더리움 상에 구축된 각 새 프로토콜은 레고 블록처럼 다른 프로토콜이 쉽게 위에 구축할 수 있으며, 이것이 DeFi가 빠르게 발전한 이유 중 하나이다. 통신 및 컨트랙트 표준 문제가 해결되지 않으면, 서브 체인의 dApp은 자체 생태계를 다시 구축해야 하며, 이는 더 큰 자원 낭비를 초래한다. 메인 체인과 서브 체인뿐 아니라, 서브 체인 간에도 통신 메커니즘과 해당 컨트랙트 표준이 필요하다.
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중심화 리스크는 현재 각종 롤업 솔루션에서,
트랜잭션의 실행, 정렬, 압축, 패키징을 담당하는 시퀀서(sequencer)가 현재 중심화된 역할을 하고 있기 때문이다. 롤업이 보안성을 더욱 향상시키려면, 이 중심화 문제를 반드시 해결해야 한다.
3. 확장성의 미래는 어떻게 될 것인가?
이더리움 확장 로드맵에서는 단기적으로 옵티미스틱 롤업이 중심이 되고, 중장기적으로는 "샤딩 + ZK 롤업"의 확장 시나리오를 제시하고 있다.
종합적으로, 롤업은 이더리움 확장을 위한 최적의 선택이며, 가장 큰 특징은 보안성과 확장성이다. 프로그래밍 가능성 측면에서 기술적 난제 해결에 시간이 필요하지만, 중장기적으로는 매우 이상적인 확장 기술이다. 이더리움 샤딩과 ZK 롤업의 결합은所谓 impossible triangle을 깨뜨리며, zkEVM의 출시는 프로그래밍 가능성을 고려해 개발자가 2층으로 더 쉽게 이동할 수 있도록 도울 것이다.
중장기적으로, ZK-SNARK 기술의 개선과 함께 ZK 롤업은 모든 용례에서 승리할 것이다. — 비탈릭 부테린
그럼에도 불구하고, ZK 롤업이 진정한 대규모 적용을 위해서는 기술, GTM(Go to Market), GTC(Go to Community) 등 극복해야 할 많은 문제가 남아 있다.
기술적 문제
앞서 ZK 롤업의 기술적 문제를 간략히 설명했으며, 여기서 세부적으로 보충한다.
호환성 문제 측면에서, ZK 롤업의 기술적 문제는 개발자 친화적이지 않아 기능이 제한되는 데 있다. 이전에는 다음 두 가지 이유로 범용 DApp을 구축하기 어려웠다.
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첫째, ZK 롤업에서 DApp을 개발하려면 모든 스마트 컨트랙트 로직을 특수 언어(R1CS)로 작성해야 한다. 필요한 언어의 문법이 복잡할 뿐 아니라, 이를 위해서는 매우 높은 수준의 제로지식 증명 전문 지식이 요구된다.
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둘째, ZK 롤업은 조합성을 지원하지 않는다. 즉 서로 다른 ZK 롤업 애플리케이션이 2층 내에서 상호작용할 수 없다. 이는 DeFi 애플리케이션의 조합성에 큰 타격을 준다.
ZK 롤업에서 범용 DApp을 구축하는 방법은 두 가지다. 하나는 다양한 DApp을 위한 전용 회로(ASIC)를 구축하는 것으로, 초기 ZK 롤업이 채택한 경로이며, 스타크웨어의 '행성' 단계에 해당하며, 애플리케이션 간 상호작용이 불가능하다. 다른 하나는 스마트 컨트랙트 실행을 위한 범용 'EVM' 회로를 구축하는 것으로, 현재 스타크웨어와 zkSync가 이 문제 해결에 큰 진전을 이루고 있다.
현재 상황에서 스타크웨어는 '성좌(Constellations)' 단계에 있다. 2021년 9월, 스타크웨어는 무허가, 다중 애플리케이션 범용 ZK 롤업을 발표하고, Cairo 언어로 스마트 컨트랙트를 지원했다. zkSync도 2단계에 있으며, 2022년 2월 zkSync 2.0 테스트넷이 출시되어 LLVM/Solidity 호환성을 지속적으로 테스트하며, 완전한 EVM 호환성과 스마트 컨트랙트 조합성을 확보하고 있다.
참고로, 해결책 측면에서 스타크웨어와 zkSync는 완전히 다른 두 가지 기술 경로를 채택하고 있다.
스타크웨어는 완전히 새로운 튜링 완전 프로그래밍 언어인 Cairo를 채택하고, OpenZeppelin과 협력해 표준화된 컨트랙트를 개발하고 있다. 이는 새로운 컨트랙트 표준으로 조합성을 실현한다는 의미이며, 매우 대담한 결정이다. 왜냐하면 개발자 진입 비용을 크게 증가시키기 때문이다. 현재 Nethermind의 Warp 팀이 개발자들을 도와 ERC-20 컨트랙트를 EVM 바이트코드에서 스타크넷 컨트랙트로 변환하고 배포하고 있다. 이 작업은 빠르게 진행 중이며, 다음 목표는 임의의 스마트 컨트랙트를 Yul에서 Cairo로 이전하는 것이다.
zkSync는 zkEVM 방식으로 EVM 호환성을 실현한다. zkEVM의 경우 현재 두 가지 주요 구현 전략이 있다:
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기존 EVM 명령어셋을 직접 지원하며, Solidity 명령어셋과 완전히 호환된다. 이 방식을 사용하는 곳으로는 Hermez와 이더리움 재단 zkEVM이 있다.
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제로지식 증명에 친화적인 새로운 가상머신을 설계하면서도, EVM 개발 도구를 적응시켜 Solidity와의 호환성을 유지하는 방식. 주로 zkSync가 이 방식을 사용한다.
전반적으로 첫 번째 전략은 호환성이 더 좋고 보안성이 높지만, 작업량이 크며, Hermez가 이 방식을 채택했다. 두 번째 전략은 더 유연하고 작업량이 적지만, 적응에 추가 노력이 필요하며, zkSync가 이 방식을 채택했다. zkSync는 동시에 zkEVM용 두 가지 컴파일러 프론트엔드(Yul과 Zinc)를 개발했다. 컴파일러를 자체 개발하면서 zkSync는 LLVM을 선택했으며, LLVM/Solidity 호환성 문제로 인해 2021년 8월 zkSync 2.0이 예정대로 출시되지 못했다. 이는 현재 zkSync 2.0 테스트넷 출시 기간 동안 집중적으로 해결 중인 문제이다.
스타크웨어가 Cairo를 사용하는 것은 호환성이 더 낮아 보이지만, 이것이 스타크웨어의 단점일까? 그렇지 않다.
스타크웨어는 Cairo 언어를 사용해 스마트 컨트랙트 로직을 롤업으로 이식하지만, 새로운 언어는 어느 정도 개발자 진입 비용을 높일 수 있으나, Cairo의 다양한 특징 덕분에 ZK가 블록체인 생태계에 더욱 우아하게 통합될 수 있다. 예를 들어 Cairo 언어는 AIR(대수적 중간 코드 표현) 시각화 도구를 제공하여 증명의 세부사항을 확인할 수 있으며, 계산 완전성을 보장하기 위해 안전하고 신뢰할 수 있는 zk-STARK 증명을 생성할 수 있다. 또한 언어 설계가 수학적 증명 논리에 더 부합하며, 더 정돈되고 완전한 도구 체인을 갖춘다.
또한 보안성도 향상시킨다. Cairo의 AIR은 상대적으로 단순하여 체인 상 검증자와 체인 하 증명 서비스의 효율성과 분산 비용이 낮다. 또한 개별 단순 AIR을 감사하는 것이 여러 복잡한 애플리케이션별 AIR을 감사하는 것보다 더 안전하다. Cairo를 사용하면 단일 검증자(Verifier) 스마트 컨트랙트에 의존할 수 있으며, 각 애플리케이션마다 검증기를 배포할 필요가 없다.
이 보안 속성의 의미를 주목하라: 해당 컨트랙트에 대한 일괄 감사를 통해 모든 애플리케이션을 증명 시스템 리스크로부터 보호할 수 있으며, 이들은 비즈니스 로직만 감사하면 된다. 비즈니스 로직 측면에서, 코드의 정확성을 이해하고 감사하는 것은 애플리케이션별 AIR을 이해하는 것보다 훨씬 쉽다. Cairo는 현재 EVM이 직면한 컨트랙트 취약성 문제를 해결하지는 않지만, 일부 사람들은 이를 해결하려는 시도를 하고 있다.
시장 진출 문제
ZK 롤업이 시장을 선도하는 모델은所谓 '이더리움 킬러' 공용 블록체인과 거의 동일하다. 스타크웨어는 현재 중심화되어 있으며, 탈중앙화를 추진 중이다. zkSync는 오픈소스이며 탈중앙화되어 있으나(그 정도는 높지 않음), 둘 다 토큰이 없다. 마찬가지로 롤업 기술의 또 다른 주요 경쟁자인 옵티미즘과 아비트럼도 토큰이 없다.
zkSync는 토큰을 발행할 계획이며, 이는 소스 코드를 통해 확인할 수 있다. 스타크웨어와 아비트럼은 공식 입장이 없으며, 옵티미즘은 최근 토큰 발행을 암시했다.
그러나 L2가 탈중앙화를 추진하고 시장을 선도하기 위해 토큰 발행은 필수 수단이다. 토큰은 단순한 인센티브 도구일 뿐 아니라, 커뮤니티 거버넌스를 더 잘 지원할 수 있다. 현재 토큰 발행의 주요 장애물은 L2 크로스체인 브리지의 미성숙과 EVM 호환성 문제 해결의 미흡이다.
a16z는 Web3의 조직 구조와 경제적 인센티브 모델에 기반해 GTM 매트릭스를 다음과 같이 정의한다:
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