이더리움 머지 이후 DVT(분산형 검증 기술)가 매우 중요해졌다

2023.02.02

이더리움 머지 이후 DVT(분산형 검증 기술)가 매우 중요해졌다

이더리움 로드맵에 따르면, 분산형 검증 기술(DVT)은 이더리움 머지 이후의 다음 핵심 과제가 될 전망이다. 메사리(Messari)의 최신 보고서에 따르면 DVT는 검증자(밸리데이터)의 보안성을 강화할 수 있으며, 이더리움 네트워크의 주요 발전 방향 중 하나가 될 가능성이 있다.

2023.02.02 - 08:23:00

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이더리움 머지 이후 DVT 분산형 검증 기술이 중요하다

2022년 9월 15일, 이더리움 블록체인은 7년 만에 가장 중요한 변화인 '머지(Merge)'를 완료했다. 이는 작업증명(PoW)에서 지분증명(PoS) 합의 메커니즘으로의 전환을 의미한다. 에너지 소비 감소와 진입 장벽 하락 외에도, PoS는 많은 지분을 가진 자에게 더 큰 투표권을 부여하기 때문에 네트워크의 중앙 집중화 우려도 제기되고 있다. 따라서 머지 이후 개발자들은 개발 및 테스트에 참여해 잠재적 네트워크 장애를 최소화하고 탈중앙화 수준을 높이며 네트워크를 확장해야 한다.

이더리움 로드맵에 따르면, 분산형 검증 기술(DVT)은 머지 후 다음 핵심 과제가 될 전망이다. Messari의 최신 보고서에 따르면, DVT는 검증자의 보안성을 강화할 수 있으며 이더리움 네트워크의 주요 발전 방향 중 하나가 될 가능성이 있다.

이더리움 머지 이후 DVT 분산형 검증 기술이 중요하다

DVT란 무엇인가?

분산형 검증 기술(Distributed Validator Technology, DVT)은 합의 투표의 다중 서명과 유사하며, 이더리움 PoS 검증자가 여러 노드 또는 기기에서 동시에 작동할 수 있도록 해준다. 이를 통해 검증자는 복수의 노드에서 투표를 수행할 수 있고, 이 기술의 핵심 목적은 이더리움 검증 작업의 분산 운영을 지원하는 것이다. 이 기술은 원래 이더리움 재단 소속 연구원들의 논문에서 처음 등장했으며, 초기에는 SSV라고 불렸다. 3-of-4 설정(아래 개념 참조)을 통해 DVT는 개인, 그룹 또는 커뮤니티의 노드들이 단일 검증기를 공동으로 구성할 수 있게 한다.DVT는 검증자에게 오류 허용 계층을 추가하여 내결함성을 높이며, 특정 노드에 장애가 발생하더라도 검증기가 계속 작동할 수 있도록 함으로써 단일 장애 지점(SPOF), 이중 서명 벌칙, 포크 벌칙의 가능성을 제거한다.

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작동 원리

DVT는 4가지 핵심 요소로 구성된다: 분산형 키 생성(DKG), BLS 서명을 위한 샤미르의 키 공유, 안전한 다자간 계산(MPC), 그리고 DVT BFT 합의 계층.

분산형 키 생성(DKG): 모든 참여자가 암호화된 비밀키를 분배함으로써, 한 쪽이 전체 비밀키를 직접 통제하는 것을 방지한다.

샤미르의 비밀키 공유: 비밀키를 분할하여 서로 다른 참여자에게 배분하는 방식이다. 비밀키를 재구성하려면 사전 정의된 몫(threshold)을 결합해야 하며(예: 4개 중 3개 필요), 이를 통해 안전성을 유지한다.

다자간 계산(MPC): 분산형 검증 기술에서 가장 핵심적인 요소다. 계산을 분산함으로써 운영자는 자신의 비밀키 조각을 사용해 메시지를 서명하거나 연산을 수행하면서도, 어떤 단일 기기상에서도 전체 비밀키를 재구성하지 않는다. MPC는 다양한 기기에서 분산된 방식으로 키 생성과 재구성을 안전하게 협력할 수 있도록 한다.

합의 달성: 내결함성은 비컨 노드들 사이의 임계값 서명 방식과 합의 알고리즘을 통해 달성된다. ETH 검증기는 비컨 노드에 연결된 후 합의를 형성한다.

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위 그림에서 보듯이, 먼저 DVT 운영자가공개키와 비밀키를 분산 생성하는 암호화 과정을 계산한다. 그 후 분할된 비밀키를다양한 참여자들과 공유하며, 동시에 비밀키 조각들이 운영자들에게 배분된다. 이후 운영자가다자간 계산을 통해 검증 노드를 무작위로 선택(이 노드는 다른 노드들과 정보를 공유함)하고, 참여 검증자가 사전 정의된 임계값 인증을 통과하면 합의가 이루어진다.

왜 DVT가 필요한가?

DVT는 머지 이후 발생하는 여러 문제를 해결하기 위해 고안되었으며, 그 중 핵심 위협은 중앙집중화다. 이 밖에도 프로토콜 규칙으로 인해 검증자의 자산 손실이나 이더리움 생태계의 안정성 저하 역시 시급히 해결해야 할 문제다.

중앙화 리스크

이더리움 규칙상 32ETH 미만을 보유한 사용자는 검증기 운영이 제한되므로, 이러한 사용자들에게는스테이킹 서비스가 유일한 대안이 되며, 이는 암호자산이 중앙화된 거래소에 집중되는 결과를 초래한다. 이더리움 최대 스테이킹 제공업체인 Lido Finance는 400만 이상의 이더리움을 예치받아 전체 스테이킹 자산의 32%를 차지하고 있다.암호자산이 거래소에 집중되면 해킹 공격, 부당한 검열, 기술적 오류 등이 이더리움 생태계를 위협하며 중앙화 리스크를 증가시킨다.

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단일 장애 지점(Single Point of Failure)

비밀키는 독립적인 검증기에게 매우 중요하며, 분실 또는 유출 시 자산 접근이 불가능해진다. 머지 이후 PoS에서는 중복 프로토콜 규칙이 금지되어 각 검증자는 단 하나의 검증기에서만 서명할 수 있다. 즉 노드 다운, 해킹 등의 문제가 발생하면,오류 보호 기능이 없는 단일 노드 검증기는 검증자 자산에 직접적인 피해를 입히며, 이더리움 전체의 안정성에도 영향을 미친다.

이중 서명 벌칙

검증자가 동일한 키로 여러 번 서명하거나, 네트워크 장애, 클라우드 장애 등으로 오프라인이 되면,사용자는 일부 스테이킹 금액을 잃게 된다.

포크 벌칙

PoS 체제에서 검증기가 연결된 비컨 노드에 장애가 발생하면 포크가 생성된다.이 경우에도 검증자가 오프라인 상태로 간주되어 처벌을 받는다.

중앙화 및 집중화는 블록체인의 본질적 목적과 반대되며, 보안 위협과 자산 처벌은 부정적 영향을 미친다. 이러한 난제를 해결하기 위해 분산형 검증 기술(DVT)이 등장하게 되었다.

DVT는 어떤 잠재력을 가지고 있는가?

이더리움의 탈중앙화 수준, 보안성 및 운영 효율성을 높이는 DVT는 업계로부터 큰 기대를 받고 있다.

장점

DVT는 노드 클러스터로 운용되는 검증기로서 탄력성이 높고 리스크가 적어 스테이킹의 안정성을 높일 수 있다.

대규모 검증자에게 DVT는 높은 가용성을 보장하고 인프라 비용을 절감할 수 있다: 개선된 중복성과 낮은 슬래싱(slashing) 리스크 덕분에 더 적은 수의 검증자도 더 많은 노드를 운영할 수 있어 하드웨어 비용이 줄어든다. 또한 클라이언트 설정 및 주소를 복수 노드에서 실행할 수 있도록 하여 단일 주소나 클라이언트의 장애 리스크를 낮춘다.

소규모 검증자에게 DVT는 대형 검증자 수준의 보호를 제공할 수 있다: DVT를 사용하면 소규모 검증자도 대형 검증자와 맞먹는 효율성을 얻을 수 있으며, 노드 운영을 위한 ETH 요구량을 낮춤으로써 커뮤니티 스테이킹 풀이나 가정용 검증기를 활용한 검증이 가능해진다.

유동성 스테이킹 프로토콜(Liquid Staking Protocols)에게 DVT는 효율성을 높이고 리스크를 줄이며 운영자의 참여를 가능하게 한다: 네트워크 내 중복성을 제공함으로써, 특정 운영자에 의존하지 않아도 되며 오프라인 장애 위험을 줄일 수 있다. 또한 운영자들이 서로 다른 클러스터로 조직됨으로써 스테이킹 프로토콜의 성능이 향상된다.

사례

탈중앙화 스테이킹 풀 적용: DVT를 사용하면 스테이킹 풀은 탈중앙화 모델로 전환할 수 있으며, 다운타임을 줄여 처벌 및 슬래싱을 감소시킬 수 있다.

스테이킹 인프라 제공업체: DVT를 통해 인프라 공급업체는 액티브-액티브(active-active) 클러스터 중복성을 구현하여 배포 및 구성의 유연성을 실현할 수 있다. 과거에는 기관 고객을 위해 액티브-패시브(active-passive) 구성의 중복 솔루션을 제공해야 했다면, 이제는 액티브-액티브 중복으로 항상 시스템이 가동되도록 보장하고, 검증기를 여러 기기에 분산시켜 내결함성을 창출할 수 있다.

독립 검증자 설정: DVT를 통해 검증자는 액티브-액티브 클러스터 중복 환경에서 여러 노드에 걸쳐 서명 권한을 분배할 수 있으므로, 다운타임, 이중 서명 등의 이유로 인한 서명 실패 및 처벌 리스크를 최소화할 수 있다.

맺음말

사용자 입장에서 DVT는 스테이킹의 여러 난제를 해결하며 일반인의 진입 장벽을 낮춘다. 개발자에게도 DVT는 큰 이점을 제공한다. DVT를 활용하면 기관이나 독립 검증자는 프로토콜의 보안성과 유연성을 누릴 수 있으며, 듀얼 액티브(dual-active) 중복 구성으로 다양한 요소에 따라 운영을 다양화할 수 있다.앞으로 곧 DVT가 스테이킹을 강화해 상호 보완적인 검증 노드 구성과 협업을 가능하게 하며, 진정한 탈중앙화 이더리움을 실현할 수 있을 것으로 기대된다.

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TinTinLand

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