TheTie 보고서: Mina 프로토콜과 그 잠재력 심층 분석
작성: Vaish Puri, TheTie
번역: TechFlow
블록체인 산업이 약 10년간 발전한 후 초기 채택자들은 체인이 활용도가 높아질수록 체인이 길어지고 이로 인해 계산 및 대역폭 능력이 감소하면서 일종의 숨겨진 중심화 현상이 발생하고 있음을 깨달았다. 시간이 지남에 따라 네트워크와 운영 능력이 가장 높은 노드들이 주도하게 되고, 이는 중심화를 가속화한다.
2019년 7월, O(1) Labs라는 인큐베이션 기업은 Mina 프로토콜(당시 이름 Coda)이라는 야심 찬 새로운 오픈소스 프로젝트를 출시했다. 이 팀은 진정한 탈중앙화와 확장성, 보안성을 갖춘 L1 구현을 목표로 하였다.
Mina는 PoS 기반 블록체인 및 암호화폐로서 스마트 컨트랙트를 지원한다. 이 프로토콜의 독특한 점은 블록 용량을 22KB로 제한하여 "간결한" 블록체인이 되도록 설계되었다는 점으로, 이러한 혁신적인 접근 방식 덕분에 이 네트워크는 "세계에서 가장 가벼운 블록체인"이라고 불린다.
Mina는 현재 Mina 재단이 관리하고 있으며, 설립 이후 상당한 진전을 이루었다. 여러 번의 적대적 테스트넷에서 성능을 입증한 후, 이 네트워크는 2021년 3월 메인넷을 성공적으로 배포하였다. 메인넷 출시 이후 팀은 제로지식(ZK) 공간의 발전에 집중해 왔으며, 특히 zkApp(제로지식 증명 기반 탈중앙화 애플리케이션)의 도입을 통해 그 의지를 분명히 드러냈다. zkApp을 통해 사용자는 자신의 프라이버시나 보안을 손상시키지 않고도 dApp을 이용할 수 있다.
기술 개요
Mina는 간결한 블록체인을 사용하는 최초의 암호화폐로, 모든 거래에 대해 짧고 안정적인 검증 시간을 제공한다. Mina는 각 블록에 상태 유효성 증명을 포함함으로써 이를 실현하는데, 이를 통해 거래 목록을 매우 빠르고 저렴하게 검증할 수 있다.
Mina는 증가하는 거래 수에 비례해 증명 계산 비용이 증가하도록 증분 계산 가능한 SNARKs를 사용한다. 전체 노드에 체인의 전체 상태를 저장하는 대신, 블록 헤더에서 잔액만 검증하면 된다. 그러나 이 시스템에서 검증자는 새로운 블록의 유효성을 증명할 때 '증인(witness)' 역할을 하기 때문에 전체 상태를 저장해야 한다. 현재 상태 증명의 크기는 864바이트이며, 검증에는 약 200밀리초가 소요된다. 따라서 아이폰과 같은 일반 스마트 기기에서도 계산 부하를 감당할 수 있다.
Mina 네트워크에는 두 가지 주요 역할이 있다:
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블록 생성자 — 거래를 모아 SNARK 처리를 수행
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SNARK 작업자 — 트랜잭션을 압축하기 위한 zk-SNARK 증명 생성
Mina는 'Snarketplace'라 불리는 시장을 통해 SNARK 증명 생성을 유인한다. 여기서 노드는 서비스를 교환하며 수수료($MINA)를 받을 수 있다.
Snarketplace는 큐처럼 작동하는 고정 크기의 버퍼를 포함한다. 블록 생성자는 SNARK가 필요한 거래를 이 대기열에 추가하고, SNARK 작업자가 해당 거래를 처리하기 위해 SNARK를 생성한다. Mina의 크기가 고정되어 있기 때문에, 블록 생성자는 대기열에 추가하기 전에 완료된 SNARK를 구매해야 한다.
SNARK 작업자는 대기열의 블록에 대해 SNARK를 생성하기 전에 특수한 디지털 서명(지식 서명)을 포함한 트랜잭션 SNARK를 만든다. 이 지식 서명에는 수수료 금액과 지불자 정보가 포함된다. 블록 생성자는 새로운 블록을 대기열에 올리고, 한편 SNARK 작업자는 증명을 생성하며, 모든 수준의 하드웨어가 Mina에 참여할 수 있어 누구에게나 포용적인 네트워크가 가능하다.
합의 메커니즘
Mina의 합의 프로토콜은 Ouroboros Samisika라고 불리며, 이는 처음으로 증명 가능한 보안성을 갖춘 PoS 합의 프로토콜이다. 블록 생성은 검증 가능 임의 함수(VRF)에 의해 결정된다. VRF는 개인키로 실행하고 공개키로 검증할 수 있는 임의 함수이며, 임의성은 Ouroboros에 따라 계산된다. 스테이커의 VRF 출력이 그들의 스테이킹 비율보다 크면 블록 생성 기회를 얻게 된다.
또한 VRF는 블록 생성자가 자신만이 보유한 개인키를 기반으로 언제 블록을 생성할지 사전에 계산할 수 있게 해준다. 이는 악의적인 행위자가 다음 블록 생성자를 식별하여 DoS 공격을 시도하는 것을 막아 전체 보안성을 높인다. 게다가 하나의 슬롯에 여러 블록 생성자가 선택되도록 함으로써 공격 가능성을 더욱 낮춘다.
VRF의 작동 방식에 따라 Mina에서는 메인체인에 평균 4분마다 블록이 생성될 것으로 예상된다.
토큰 이코노믹스
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$MINA는 인플레이션성이 있으며 공급 상한이 없다;
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초기 배분은 10억 MINA 토큰(향후 블록 보상 제외)으로 구성되며, 메인넷 출시 후 처음 15개월 동안은 해제되는 계정에 대해 8년간 완전히 해제되는 '초강력 보상'(보상 2배)이 적용된다;
Mina의 PoS 시스템에서 블록 보상과 수수료는 비례적으로 분배된다. 높은 참여도를 가정할 때, 스테이킹하지 않는 사용자들은 스테이킹하는 사람들에 비해 일정 부분 희석된다. 스테이킹을 장려하기 위해 Mina는 초기 12%의 인플레이션률을 설정하였으며, 처음 5년 동안은 이 비율이 감소하여 7%에서 유지되며 이후에는 체인 거버넌스에 따라 조정된다(현재 거버넌스는 공식적으로 정의되지 않음).
이 프로토콜은 스테이킹 참여율과 무관하게 이러한 인플레이션률을 목표로 하며, 이로 인해 블록 보상이 동적으로 변동한다. 예를 들어, 네트워크의 50%만 스테이킹한다면 블록 보상은 두 배가 된다. 이는 Ouroboros 합의 시스템 때문인데, 생성되는 블록 수는 스테이킹 비율에 비례한다. 참여율이 낮을 경우, 이러한 방식은 자연스럽게 스테이킹 참여를 유도한다.
zkApps
Mina 생태계에는 제로지식 기반 스마트 컨트랙트 세트인 zkApp이 존재한다. 이 스마트 컨트랙트는 일반 스마트 컨트랙트와 유사하지만, 프라이버시 보호 및 오프체인 컴퓨팅 등의 추가 기능을 제공한다.
zkApp은 두 부분으로 구성된다:
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스마트 컨트랙트(SnarkyJS로 작성)
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사용자 인터페이스
zkApp과 그 사용 사례에 대한 계획은 사용자에게 상당히 긍정적인 그림을 제시한다. zkApp이 호스팅 사이트에 배포된 후, 사용자는 Auro 지갑을 자유롭게 활용할 수 있다.사용자가 zkApp과 상호작용하고 관련 데이터(예: AMM에서 자산 구매)를 입력하면, zkApp 내의 검증 기능이 사용자 데이터를 기반으로 ZK 증명을 생성하며, 이 데이터는 입력한 사용자 본인에게만 공개된다. 프론트엔드 과정은 현재 사용자가 사용하는 메타마스크 또는 기타 브라우저 지갑과 유사하며, 차이점은 백엔드뿐이다. Mina 네트워크가 거래를 수신하면 증명의 유효성을 검증하고 zkApp의 상태를 업데이트한다. 모든 활동이 사용자의 웹 브라우저 내에서 발생하므로, 프라이버시는 항상 보장된다.
zkApp을 고려할 때, Mina는 다음과 같은 세 가지 주요 기능 구축에 집중하고 있다:
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온라인 및 온체인 종단 데이터 프라이버시 [개발 중];
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권한 없는 웹 오라클(zkOracles) [개발 중];
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프라이빗 인터넷 로그인(zkIdentity) [개발 중].
요약
Mina는 세계에서 가장 가벼운 블록체인을 주장하며, 사용자가 완전히 주도하고 재귀적 zk-SNARKs를 활용하여 전체 블록체인을 구성하여 그 크기를 약 22KB(트윗 몇 개 분량)로 유지한다. 이는 L1로서 제로지식 스마트 컨트랙트(zkApp이라 불림)의 효율적인 구현과 프로그래밍 가능성을 허용한다.
Mina는 독특한 프라이버시 기능과 어떤 웹사이트와도 연결할 수 있는 능력을 바탕으로, zkApp을 통해 현실 세계와 암호화폐 사이에 안전하고 프라이버시 중심적인 다리를 구축한다. 제로지식 기반 기업 솔루션을 선도적으로 제공하는 프로젝트로서, Mina는 빠르게 확장되고 있는 제로지식 영역의 최전선에 위치해 있다.
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