zkSync Gas 비용이 현재 높은 이유: zk-Rollup과 op-Rollup의 검증 방식 비교 분석

zk-Rollup과 Op-Rollup의 차이점은 무엇이며, 왜 현재 zkSync의 가스 비용이 높은가? zk-Rollup과 Optimistic Rollup(OP-Rollup)은 모두 이더리움 메인넷의 확장성을 개선하기 위해 개발된 레이어 2(Layer 2) 확장 솔루션이지만, 핵심 기술과 동작 방식에 근본적인 차이가 있다. **1. 기본 원리의 차이** - **zk-Rollup**(Zero-Knowledge Rollup): 거래 정보를 블록체인 외부에서 처리하고, 그 결과를 메인넷에 제출할 때 **제로 나이지 증명**(Zero-Knowledge Proof, 주로 zk-SNARKs 또는 zk-STARKs 사용)을 함께 제공하여 거래의 유효성을 암호학적으로 증명한다. 검증자는 전체 거래 내용을 재실행하지 않아도 증명만으로 유효성을 신속히 확인할 수 있다. - **Op-Rollup**(Optimistic Rollup): 거래를 롤업 내에서 처리하고 결과를 메인넷에 올리지만, 기본적으로는 "모든 제출이 정당하다"고 가정(낙관적 가정)한다. 일정 기간(일반적으로 7일) 동안 누구든지 사기 증거(Fraud Proof)를 제출할 수 있으며, 이를 통해 무효한 거래를 도전할 수 있다. 즉, 사후 감시(pessimistic verification on challenge) 방식이다. **2. 보안 및 최종성 차이** - zk-Rollup은 증명 자체가 암호학적으로 안전하므로, 증명이 통과되면 거의 즉시 최종성(finality)이 확보된다. - Op-Rollup은 사기 증거 제출 기간이 끝날 때까지 최종성이 확정되지 않으며, 인출 시 일반적으로 7일의 지연 시간이 발생한다. **3. 성능 및 비용 비교** - **데이터 가용성**: 두 방식 모두 거래 데이터를 이더리움 메인넷에 게시하므로 데이터 가용성은 보장된다. - **검증 비용**: zk-Rollup은 증명 생성에는 많은 계산이 필요하지만, 검증은 매우 저렴하고 빠르다. 반면 Op-Rollup은 검증이 단순하지만 사기 증거 처리를 위한 복잡한 스마트 컨트랙트가 필요하다. - **TPS**(거래 처리 속도): zk-Rollup은 더 높은 TPS를 달성할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. --- ### 왜 현재 zkSync의 가스 비용이 높은가? zkSync는 zk-Rollup 기반의 L2 솔루션으로, 기술적으로는 낮은 가스비를 실현할 수 있지만, **현재 상대적으로 높은 가스비를 보이는 이유는 다음과 같다**: 1. **증명 생성 비용**(Proof Generation Cost): zk-Rollup의 가장 큰 오버헤드는 **제로 나이지 증명 생성 과정**이다. 이 과정은 고성능 컴퓨팅 리소스(CPU/GPU)를 필요로 하며, 특히 대규모 거래 배치에 대한 증명을 만들 때 막대한 계산량이 요구된다. 이 비용은 결국 사용자에게 간접적으로 전가된다. 2. **운영 인프라 비용**: 증명 서버(prover) 운영, 데이터 게시, 노드 유지 관리 등에 들어가는 비용이 아직 완전히 최적화되지 않았다. 특히 zk-SNARKs 기반 시스템은 초기 설정(Trusted Setup) 및 지속적인 유지보수가 필요하다. 3. **확장성 한계**(현재 단계): zkSync는 점진적으로 기능을 추가 중이며(예: zksync era → zksync fair), 아직 모든 최적화(예: recursive proving, parallel proving)가 완료되지 않았다. 따라서 증명 처리 속도가 제한되어 있고, 네트워크 혼잡 시 가스비가 상승할 수 있다. 4. **시장 수요와 생태계 성장**: zkSync는 최근 인기 프로토콜의 상륙(예: 인센티브 프로그램)으로 사용량이 급증했으나, 인프라 확장 속도가 수요 증가를 따라가지 못하면서 일시적으로 가스비가 높아졌다. 5. **L1 데이터 게시 패턴**: zk-Rollup은 여전히 거래 데이터를 이더리움 메인넷에 게시해야 하므로, **이더리움 네트워크의 가스비 변동에 영향을 받는다**. 메인넷이 혼잡하면 데이터 게시 비용이 증가하고, 이는 L2 가스비에도 반영된다. --- ### 결론 - **기술적 우위**: zk-Rollup은 장기적으로 Op-Rollup보다 더 나은 확장성과 보안, 빠른 최종성을 제공할 것으로 평가된다. - **단기적 과제**: 현재 zkSync의 높은 가스비는 주로 증명 생성의 계산 비용과 생태계 성장 과정에서의 인프라 부족에서 기인한다. - **향후 전망**: 증명 알고리즘 최적화(예: zk-STARKs, 휴리스틱 증명), 하드웨어 가속, 배치 처리 개선 등을 통해 점차 비용이 감소할 것으로 예상된다.

글: 암호화 마을장

여러분은 아마 ARB와 OP의 한 건당 0.7달러에 달하는 가스비가 터무니없이 비싸다는 사실에 익숙해져 있을 것입니다. 이는 L2가 가져야 할 저렴한 비용(low cost)이라는 본래 목적과는 거리가 멀죠. 핵심적인 과학기술 정보 제공 차원에서 zk-rollup과 op-rollup의 차이점을 분석하고, 현재 zkSync의 가스비가 높은 이유를 살펴보겠습니다.

ZK 분야를 언급하면 많은 사람들이 즉시 '제로 나이지 증명(Zero-Knowledge Proof)'을 떠올리며, 쉽게 프라이버시 보호 기능과 연결하곤 합니다.

그러나 주류에서 논의되는 zk-rollup은 실질적으로 확장성 문제를 해결하기 위한 것이며, SNARKs 및 STARKs 증명 기술을 활용하여 validator proof(검증자 증명)를 구현하는 것을 목표로 합니다.

zk-rollup 내에서 제로 나이지 프라이버시 보호 특성은 존재감이 미약하므로, 일단 프라이버시 개념은 배제하고 '검증자 증명' 관점에서 그 기술 원리를 생각해보겠습니다.

간단히 말해, zk-rollup에서는 모든 거래가 사이드체인에서 발생하며, 체인 외부에서 zk 알고리즘을 사용해 이러한 거래들을 모아 일괄 처리하고, 이후 SNARKs 증명을 생성하여 메인넷에 제출합니다. 메인넷의 스마트 계약은 zk 알고리즘을 통해 해당 일괄 처리된 거래들이 모두 규칙에 부합하는지를 검증한 후, 이를 다시 메인체인에 포함시키는 방식입니다.

이를 통해 메인넷의 거래 수용량과 속도를 크게 확장할 수 있으며, 메인체인 대비 가스 소모 비용도 상대적으로 줄어듭니다.

op-rollup의 논리는 더 직관적입니다. 다수의 거래가 사이드체인으로 전송되어 계산 및 장부 기록이 이루어지고, 이후 장부 결과를 하나의 블록 형태로 요약해 메인넷 스마트 계약에 동기화됩니다.

검증자가 악의적인 행위를 하지 않도록 하기 위해 '사기 증명(fraud proof)' 기술을 사용하는데, 즉 7일 이내에 누군가 의심스러운 거래를 제출하고 이것이 입증되면 해당 블록 전체가 롤백되어 거래의 안전성과 무결성이 보장됩니다.

본질적으로 zk-rollup과 op-rollup의 차이는 바로 validator proof와 fraud proof라는 두 가지 검증 방식에 있습니다.

validator proof 방식은 거래 검증 시 더 많은 컴퓨팅 파워와 자원을 소모하지만, 블록 주기 내에 결과의 정확성을 보장함으로써 거래 처리 속도를 높일 수 있습니다.
op-rollup은 사기 증명(fraud proof) 방식을 채택하여 자원을 절약하지만, 그만큼 일정 시간을 기다려야 하는 단점이 있습니다.

참고로 op-rollup은 시간을 대가로 더 저렴한 자원 소모를 얻지만, 사이드체인 서버의 중심화 위험이 존재합니다. 예를 들어 sequence(순서 지정) 기능을 담당하는 정렬기(sorter) 등이 그러한 예입니다.

반면 zk-rollup은 단기간에 더 많은 자원과 연산 능력을 소모함으로써 짧은 보안 확인 시간을 확보하며, 계정 추상화(account abstraction)와 분산형 검증 기술 등을 통해 중심화 리스크를 회피합니다.

따라서 zk-rollup의 가스비가 높은 것은 당연한 일이며, 두 기술 간 직접 비교 자체가 무의미합니다.

현재 zkSync의 거래 수수료는 다음 세 가지 요소에 의해 결정됩니다:

(1) 검증자가 SNARK 증명을 생성하고 검증하는 과정에서 드는 자원 비용(저장 및 연산 등). 이 고정 비용은 상대적으로 높습니다.

(2) 검증자가 SNARK 증명을 이더리움 메인넷에 제출할 때 발생하는 가스비. 이 비용은 메인넷 혼잡도에 따라 변동됩니다.

(3) 사용자가 검증자에게 지불하는 서비스 수수료로, 거래 확인, 메시지 브로드캐스트 등을 포함하며, 앞선 비용들을 모두 커버해야 합니다.

즉, L2 사용자의 가스비 = zk 시스템의 연산 및 저장 자원비 + 매 배치마다 메인넷에 제출하는 가스비 + 검증자 노드 인센티브 비용 + 기타?

메인넷 가스비와 노드 인센티브 비용은 설명이 필요 없겠지요. 컴퓨터 자원 비용은 상대적으로 고정적이며, 사용자가 많아질수록 개별 부담 비용은 분산되어 감소합니다. 즉 zkSync가 더욱 대중화될수록 가스비는 낮아진다는 의미입니다. 맞습니다. 지금 가스비가 높은 이유는 '너무 치열해서'가 아니라, '아직 충분히 치열하지 않아서'입니다!

@DuneAnalytics의 데이터에 따르면, 현재 zkSync의 일일 평균 거래량은 약 10만~40만 건 수준입니다. 많은 유저들이 여전히 열심히 상호작용하고 있지만, zk-rollup이 지향하는 광활한 미래에 비하면, zksync 생태계는 아직 알파 베타 단계의 아기라고 할 수 있습니다. 높은 가스비에 대한 불평을 멈추고, 함께 계속해서 만들어 나갑시다.