ZK는 확장성과 프라이버시 외에도 어떤 사용 사례가 있나요?
작성: Raghav Agarwal
번역: TechFlow
확장성과 프라이버시는 현재 ZK의 가장 일반적인 두 가지 사용 사례이지만, ZK 기술은 더 많은 혁신적 활용 사례를 실현할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. LongHash 연구원인 Raghav Agarwal은 암호화 분야에서 ZK 기술을 채택한 최전선의 연구와 응용 사례들을 조사했다.
ZK 기술은 웹3에서 점점 더 널리 사용되고 있다. 현재 확장성과 프라이버시가 ZK의 가장 흔한 두 가지 용도이지만, ZK는 더 많은 가능성을 지니며 혁신적인 새로운 사용 사례들을 구현할 수 있다. 과연 어떤 새로운 ZK 활용 사례들이 등장하고 있을까?
난수 생성: ZK는 VDF(검증 가능한 지연 함수)와 결합하여 블록체인 상에서 완전히 안전한 난수를 생성할 수 있다. 이더리움에는 여러 난수 생성 기능이 존재하지만, 편향성, 활성 문제, 높은 비용, 추가적인 신뢰 가정 등의 미묘한 결함이 있다. Paradigm은 RANDAO와 교체 가능한 블록 해시 오라클로 지원되는, 이더리움 네이티브이자 VDF 호환 난수 비컨을 개발했다.
체인 외부 데이터 검증: Space and Time은 데이터 웨어하우스가 SQL 쿼리 실행에 대한 SNARK 증명을 생성할 수 있게 하여, 쿼리 계산이 정확하게 수행되었으며, 쿼리와 데이터 모두 위변조 방지로 검증 가능함을 보여준다.
데이터베이스(DB)의 경우, 네트워크 내 모든 개별 DB 노드가 동일한 쿼리를 천 번씩 반복하며 합의하는 것은 불가능하다. Proof of SQL은 개발자가 트랜잭션 쿼리 및 확장 가능한 분석 결과를 직접 스마트 계약에 연결할 수 있도록 한다.
DeFi 보안: ETH Denver 대회 1위 프로젝트 zkPoEX는 화이트해커가 스마트 계약의 실시간 취약점을 보고할 수 있게 하면서도 취약점 정보를 비밀로 유지할 수 있도록 한다.
이는 감사 담당자가 실제 취약점을 공개하지 않고도 취약점에 대한 ZK 증명을 안전하게 생성할 수 있게 한다. 감사자는 특정 계약에서 나쁜 상태 변화를 유발할 수 있는 트랜잭션을 알고 있다는 것을 증명할 수 있지만, 취약점의 구체적인 세부사항은 공개하지 않는다.
ZK 이메일 인증: PARC에서 Yush와 Sampriti가 개발한 ZK 이메일은 사용자가 이메일 서명을 익명으로 인증하면서 원하는 데이터를 숨길 수 있게 한다. 이를 통해 사용자는 자신의 이메일을 이용해 특정 트위터 계정을 소유하고 있음을 입증할 수 있다.
Github 기여 증명: ZkRepo는 사용자가 누구인지 드러내지 않고도 특정 GitHub 리포지토리에 기여했음을 증명할 수 있게 한다. DAO는 이를 통해 기여자들에게 보상을 제공할 수 있으며, 기여자는 익명 상태를 유지할 수 있다.
저장 증명: Herodotus는 ZK를 사용해 저장 증명 기술을 구축하여 이더리움 블록체인 간의 동기화된 레이어 간 데이터 접근을 실현하고 있다. 개발자는 이를 활용해 L2에서 L1 상태를 읽거나, L1에서 L2 상태를 읽는 스마트 계약을 만들 수 있으며, L2 상태를 동기적으로 읽는 것도 가능하다.
위치 검증: zkMaps는 사용자가 특정 지리적 영역 내에 있음을 확인받되 정확한 위치 정보를 노출하지 않도록 할 수 있다. 비공개 체인상 투표: Poseidon이 개발한 DeFROST는 Nouns DAO에서 비공개 투표를 가능하게 하며, 다중 서명 투표를 직접 사용하거나 위임 투표도 지원한다.
ZK 기반 가상 머신: Polygon, zkSync 등이 개발 중인 zkEVM 외에도, ZK는 zkWASM과 같은 다른 가상 머신을 구축하는 데에도 활용될 수 있다. zkWASM을 사용하면 개발자는 자신이 선호하는 언어로 ZKP 애플리케이션을 작성할 수 있고, 사용자는 브라우저에서 이를 실행할 수 있다.
Wasm은 Google, Meta, Intel, Microsoft 등의 W3C 워킹 그룹이 개발한 웹 브라우저 표준이다. 이 기술은 코드가 어떤 브라우저에서도 동일한 결과를 산출하도록 배포할 수 있게 하며, 현재 Web2 기술 거물들에 의해 광범위하게 채택되고 있다.
Figma는 Wasm을 도입해 로딩 시간을 3배 단축했고, Google Earth는 Wasm을 사용해 Chrome 외의 브라우저에서도 작동하게 했다. Adobe는 2021년 포토샵 공개 베타 버전에 Wasm을 적용했다.
신분 시스템: 디지털 신분은 해결하기 어려운 문제다. 실제로 거의 모든 신분 시스템은 프라이버시를 필요로 하므로, ZK는 중앙화된 참여자를 제거하면서도 안전하고 익명성이 보장되는 신분 시스템을 개발하는 데 이상적인 선택이 된다.
zk 신분 스택은 크게 세 가지 계층으로 구성된다: 발급자, 상태, 데이터 가용성 계층. holonym, Outdid.io, zCloak Network, Worldcoin, zkPass, Sismo 등은 ZK를 활용해 사용자에게 체인상 신분을 제공하는 주요 팀들이다.
ZK 기반 머신러닝(ZKML): ZKML은 점점 더 주목받는 연구 분야다. ML 응용이 폭발적으로 증가함에 따라, 머신러닝의 신뢰 문제가 점점 더 중요해지고 있다. 아래에서는 현재 운영 중인 몇 가지 프로젝트를 간략히 소개하겠다.
일반적으로 ML 모델이 사용하는 모델 파라미터와 입력값은 비공개이며, 사용자는 모델 소유자에게 신뢰를 두어야 한다. ML 모델 자체는 대규모 데이터셋 위에서 작동하는 블랙박스로서 편향이나 심지어 차별에 취약할 수 있다.
ZKML은 모델 진위성, 모델 무결성, 외부 검증자의 증명을 모델에 통합, 분산형 추론 또는 훈련 등의 분야에 활용될 수 있다.
Zkonduit가 개발한 ezkl 라이브러리는 누구나 ONNX로 내보낸 ML 모델에 대해 ZK 증명을 생성할 수 있게 한다. 이를 통해 모든 ML 엔지니어가 자신의 모델 추론에 대한 ZK 증명을 만들고, 결과가 올바름을 검증자에게 증명할 수 있다.
gensyn은 탈중앙화된 컴퓨팅 시스템을 구축 중이며, 사용자는 공개 데이터를 입력하고, 탈중앙화된 노드 네트워크가 모델을 훈련시키며, 훈련의 정확성을 검증한다.
Modulus Labs는 체인상 추론을 위한 다양한 증명 시스템의 벤치마크를 수행했으며, Starknet 상에서 AI 기반 의사결정 트레이딩 로봇을 개발했다.
이 리스트는 모든 활용 사례를 포괄하는 것이 아니며, 다만 ZK의 가능성에 주목하기 위해 일부 응용 사례를 기록한 것이다. 이러한 사례들은 새로운 응용 시나리오의 영감이 될 수 있으며, 궁극적으로 Web3의 대규모 채택으로 한 걸음 더 나아가는 데 기여할 수 있다.
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Raghav Agarwal
