EigenDA: 롤업을 위한 초대규모 데이터 가용성 실현
작성: EigenLabs
번역: TechFlow
EigenDA는 이더리움 위에 구축된 안전하고 고처리량이며 탈중앙화된 데이터 가용성(DA) 서비스로, EigenLayer의 리스테이킹 기반 모듈을 활용합니다. EigenDA는 EigenLabs에서 개발하며, EigenLayer 상에서 출시되는 최초의 액티브 검증 서비스(AVS)가 될 예정입니다. 서비스가 시작되면 리스테이킹 참여자들은 검증 작업을 수행하는 노드 운영자에게 스테이킹 권한을 위임함으로써 서비스 보상을 받을 수 있으며, 롤업(Rollup)은 EigenDA에 데이터를 게시하여 거래 비용을 낮추고, 처리량을 높이며, EigenLayer 생태계 내에서 안전하게 통합할 수 있게 됩니다. EigenDA의 보안성과 처리량은 리스테이킹 양과 프로토콜에 서비스를 제공하기 위해 선택된 운영자의 수에 따라 수평적으로 확장될 수 있도록 설계되었습니다.
우리는 EigenDA가 이더리움 생태계에 다음과 같은 기여를 하기를 기대합니다:
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롤업에 혁신적인 DA 솔루션을 제공하여 이더리움 확장의 궁극적 목표에 기여하고, 이더리움 스테이커와 검증자로부터 보안성과 가치를 획득합니다. EigenDA는 Danksharding의 핵심 업그레이드 요소인 몇 가지 핵심 아이디어와 라이브러리를 기반으로 하며, 이러한 기술들을 실전에서 테스트하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
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고처리량과 저비용의 기준을 제공하여 새로운 체인 상 응용 사례의 성장을 촉진합니다. EigenDA는 가변 및 고정 요금 등 유연한 비용 모델을 통해 멀티플레이어 게임, 소셜 네트워크, 동영상 스트리밍 등의 애플리케이션을 지원할 것입니다.
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탈중앙화의 핵심 요소를 보호합니다. EigenLayer와 같은 공유 보안 시스템에서 각 노드 운영자가 해당 시스템을 사용하는 모든 체인의 데이터를 다운로드하고 저장해야 한다면, 이를 감당할 수 있는 운영자는 극소수에 불과해 결국 시스템이 중심화될 위험이 있습니다. EigenDA는 이러한 중심화 추세를 방지하기 위해 설계되었으며, 많은 참여 노드 사이에 작업을 분산시켜 높은 성능을 달성하면서도 각 운영자가 수행해야 하는 작업량은 최소화합니다.
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프로그래머블 신뢰의 힘을 입증합니다. EigenDA는 이더리움 스테이커와 검증자가 이더리움 컨센서스 외부의 핵심 인프라를 지원할 수 있음을 보여주려 합니다. 또한 AVS(예: EigenDA)와 AVS 사용자(예: EigenDA를 사용하는 롤업)가 이더리움 신뢰 네트워크의 모듈화된 기반 위에서 새로운 비즈니스 및 토큰 모델을 성공적으로 구현할 수 있음을 입증하려 합니다.
현재 Celo(L1에서 이더리움 L2로 전환 중), Mantle(BitDAO 생태계 내 일련의 보완 제품), Fluent(zkWASM 실행 계층 제공), Offshore(Move 실행 계층 제공), Layer N(zk-OP 하이브리드 롤업을 금융 애플리케이션용 제공) 등 여러 팀이 이미 EigenDA를 자신의 L2 인프라에 통합할 계획을 발표했습니다.
기술 아키텍처
아래 그림은 EigenDA 내에서 데이터의 기본 흐름을 보여줍니다.
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롤업 시퀀서는 트랜잭션이 포함된 블록을 생성하고 데이터 블록을 분산시키기 위한 요청을 보냅니다.
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Disperser는 데이터 블록을 이레이저 코드(Erasure Coding)로 인코딩하여 조각을 만들고, KZG 커밋 및 KZG 다중 폭로 증명을 생성한 후, 커밋과 블록, 증명을 EigenDA 네트워크의 운영 노드에 전송합니다.
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롤업은 자체 Disperser를 운영하거나, 편의성과 서명 검증 비용 분담을 위해 제3자(예: EigenLabs)가 제공하는 분산 서비스를 사용할 수 있습니다. 분산 서비스를 이용하면 서비스 무응답이나 검열 발생 시 자체 Disperser를 백업으로 활용할 수 있어 비용 절감 효과를 얻으면서도 검열 저항성을 유지할 수 있습니다.
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EigenDA 노드는 수신한 블록에 대해 KZG 다중 폭로 증명을 사용하여 KZG 커밋과의 유효성을 검증하고, 데이터를 영구 저장한 후 서명을 생성하여 Disperser로 다시 보내 집계합니다.
기술적 고려사항
이제 EigenDA 아키텍처에 대한 기본적인 이해를 갖췄으므로, 이 시스템이 달성하고자 하는 이점과 특징들에 대해 논의해보겠습니다. 다음은 롤업 관점에서 우수하고 유용한 데이터 가용성 계층이 가져야 할 핵심 특성들입니다:
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경제성
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처리량
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보안성
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맞춤화 가능성
이제 각 항목에 대해 EigenDA의 관점에서 설명하겠습니다.
경제성
현재 많은 L2들이 데이터 가용성 계층으로 이더리움을 사용하고 있으며, 이는 암호경제학적 보안 보장을 제공하기 때문입니다. 그러나 롤업은 다른 모든 이더리움 사용자들과 제한된 블록 공간을 경쟁하며 혼잡 기반 가격 책정을 따르게 되어 매우 높고 변동성이 큰 비용이 발생합니다. 예를 들어, Arbitrum과 Optimism은 올해 들어 이더리움 상의 데이터 가용성 비용으로 수천만 달러를 지출했으며, 매달 비용이 일관되지 않습니다. 데이터 가용성 시스템의 주요 가치 제안 중 하나는 이러한 비용을 크게 줄이고 롤업이 비용 구조 측면에서 더 예측 가능한 운영을 할 수 있도록 하는 것입니다.
비용 절감
데이터 가용성 시스템 운영에는 세 가지 기본적인 차원의 비용이 발생합니다. EigenDA가 각 차원에서 어떻게 근본적인 비용 구조를 최소화하는지 살펴보겠습니다:
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스테이킹 자본의 비용: 데이터 가용성 계층을 보호하기 위해 스테이커는 기회비용을 상쇄하기 위해 일정한 수익률을 요구할 수 있습니다. EigenDA는 EigenLayer의 공유 보안 모델을 활용하여 이 비용을 절감합니다. 동일한 스테이킹을 다양한 애플리케이션 간에 공유함으로써 규모의 경제를 창출합니다.
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운영 비용: EigenDA는 모든 노드가 모든 데이터를 다운로드하고 저장하도록 요구하지 않고, 이레이저 코드를 사용하여 데이터를 작은 조각으로 나누고, 운영자가 전체 데이터 크기의 일부에 불과한 단일 조각만 다운로드하고 저장하도록 합니다. 전체 데이터를 저장하는 것보다 각 운영자의 비용이 낮아지며, 많은 노드가 비교적 '경량'으로 EigenDA를 운영할 수 있게 됩니다. 더 많은 노드가 EigenDA 네트워크에 참여할수록, 네트워크 내 각 노드의 자원 비용은 더욱 낮아집니다. 이를 통해 EigenDA는 대량의 운영자들에 의해 낮은 비용으로 보안을 제공하며, 부족함이 아닌 풍부함의 원칙을 실현할 수 있습니다.
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혼잡 비용: 블록체인의 대역폭 사용률이 시스템 용량에 가까워질수록 데이터 비용이 상승합니다. EigenDA는 두 가지 방법으로 혼잡을 줄입니다. 1) 더 높은 처리량을 통해 혼잡 현상이 드물게 발생하도록 하고, 2) 대역폭 예약을 허용함으로써 롤업이 할인된 가격으로 예약된 처리량을 보장받을 수 있게 합니다. 유연성을 유지하기 위해 EigenDA는 롤업이 필요 시 처리량을 즉시 구매할 수도 있도록 허용합니다.
롤업 경제학
롤업의 경제학은 L1과 근본적으로 다릅니다. 데이터 가용성 비용이 높을 뿐 아니라 예측이 어렵고, 비원생 토큰으로 지불되기 때문입니다. 이는 롤업이 사용자에게 가격을 약속하거나 초기 채택을 보조하기 어렵게 만듭니다. 롤업은 자체 롤업 토큰과 데이터 가용성 비용 지불용 토큰 간의 '환율 리스크'를 부담해야 하기 때문입니다. 반면 L1은 고정된 인플레이션 비용을 지불하며, 일정량의 초당 트랜잭션을 무료로 제공하여 사용자를 유치할 수 있습니다.
EigenDA는 롤업이 자신의 원생 롤업 토큰으로 스테이커에게 장기적이고 예측 가능한 예약 요율로 지불할 수 있도록 연구 중입니다. 이는 EigenLayer 스테이커가 인정하는 조건 하에서 이루어지며, 공유 보안 시스템의 규모의 경제적 이점을 원생 토큰 결제의 안정성과 결합하여 롤업 채택을 촉진할 수 있습니다.
처리량
처리량은 데이터 가용성 시스템의 또 다른 핵심 가치 제안입니다. EigenDA는 네트워크에 참여하는 운영자가 많을수록 처리량이 커지는 수평적 확장을 목표로 합니다. 표준 성능 사양을 가진 100개 노드로 진행한 비공개 테스트에서 EigenDA는 최대 10MBps의 처리량을 달성했으며, 1GBps까지 확장할 계획입니다. 이는 멀티플레이어 게임 및 동영상 스트리밍과 같은 이더리움 기반 대역폭 집약형 애플리케이션의 문을 열어줍니다.
EigenDA는 세 가지 핵심 설계 원칙을 통해 높은 처리량을 실현합니다:
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DA와 합의의 분리. 기존 DA 시스템은 데이터 블롭(blob) 가용성 증명과 데이터 정렬을 하나의 '통합' 아키텍처에 결합합니다. 데이터 가용성 증명은 노드가 서로 다른 데이터 조각의 가용성을 독립적으로 입증할 수 있으므로 병렬 처리가 가능합니다. 하지만 정렬은 데이터 블록을 직렬화해야 하므로 상당한 합의 지연이 발생합니다. 이 결합은 최종 정렬 출처로 설계된 시스템의 보안에는 유익할 수 있지만, 이더리움 블록체인과 함께 사용되도록 설계된 DA 시스템에는 필요 없으며 오히려 유용하지 않습니다. 왜냐하면 이더리움 자체가 결제를 위한 정렬 시스템을 가지고 있기 때문입니다. 정렬의 불필요한 복잡성을 제거하고 순수한 DA 시스템을 설계함으로써 EigenDA는 처리량과 지연 시간에서 상당한 개선을 이루었습니다.
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이레이저 코드. EigenDA를 통해 롤업은 EigenDA에 게시할 데이터를 작은 조각으로 나누고, 저장 전에 이레이저 코드를 적용할 수 있습니다. KZG 다항식 커밋(ZK 증명의 핵심 수학적 방식)을 사용함으로써, EigenDA는 전체 데이터 블록이 아닌 소량의 데이터만 다운로드하면 됩니다. 사기 증명(Fraud Proof)을 사용하여 악의적인 오류 인코딩을 탐지하는 시스템과 달리, EigenDA는 KZG 커밋 형태의 유효성 증명을 채택하여 노드가 데이터의 올바른 인코딩을 검증할 수 있게 합니다.
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P2P 대신 직접 통신. 기존 DA 해결책은 P2P 네트워크를 통해 데이터 블록을 전송하며, 운영자는 피어로부터 데이터를 수신한 후 동일한 데이터를 재방송합니다. 이는 달성 가능한 DA 속도를 심각하게 제한합니다. 반면 EigenDA에서는 Disperser가 데이터 블록을 직접 EigenDA 운영자에게 전송합니다. 직접 통신을 통해 데이터를 분산함으로써 EigenDA는 네이티브 네트워크 지연으로 DA를 확인할 수 있습니다. 이는 P2P 방식의 과도한 '가십(gossip)' 패널티를 제거하고 데이터 커밋 시간을 단축시킵니다.
보안 특성
보안은 보안성, 활성, 탈중앙화, 검열 저항성을 포괄하는 개념으로 사용합니다. 다음 특성들이 EigenDA의 보안성을 입증합니다:
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EigenLayer: 리스테이킹을 통해 EigenDA는 EigenLayer 시스템으로부터 두 가지 다른 보안 요소를 차용합니다. 1) 경제적 보안, 2) 탈중앙화. EigenDA는 이 두 신뢰 요소를 EigenLayer와 이더리움 생태계 내에서 협력적으로 활용하도록 설계되었습니다.
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호스팅 증명(PoH): EigenDA 운영자의 주요 장애 모드 중 하나는 필요한 시간 동안 데이터를 실제로 저장하지 않은 채 데이터 항목에 서명하는 것입니다. 이를 해결하기 위해 EigenDA는 이더리움 재단의 Justin Drake와 Dankrad Feist가 처음 제안한 '호스팅 증명' 메커니즘을 사용합니다. PoH를 통해 각 운영자는 할당된 데이터 조각을 저장해야만 계산 가능한 함수의 값을 주기적으로 계산하고 커밋해야 합니다. 만약 운영자가 이 함수를 계산하기 전에 데이터 조각에 대해 증명한다면, 누구라도 해당 데이터 항목에 접근하여 노드의 ETH를 슬래싱할 수 있습니다.
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이중 중재 모델: EigenDA는 '이중 중재(Dual Quorum)' 기능도 제공합니다. 여기서 두 개의 독립된 중재자가 데이터 가용성에 대해 증명을 요구받을 수 있습니다. 예를 들어, 한 중재는 ETH 리스테이킹 참여자(ETH 법정 수)로 구성되고, 다른 중재는 롤업의 원생 토큰 스테이커로 구성될 수 있습니다.
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검열 저항성: 결합된 DA 계층과 비교해, EigenDA는 더 높은 순간적 검열 저항성을 제공합니다. 결합된 DA 아키텍처는 일반적으로 단일 리더 또는 블록 제안자가 데이터 블록을 선형 정렬하도록 의존하기 때문에 순간적인 검열 차단점이 생깁니다. 반면 EigenDA에서는 롤업 노드가 대부분의 EigenDA 노드에 직접 데이터를 분산시키고 서명을 수신할 수 있으므로, 검열 저항성이 단일 리더에 국한되지 않고 대부분의 EigenDA 노드로 확장됩니다.
보안 분석
앞서 언급한 바와 같이, EigenDA는 EigenLayer를 통한 ETH 스테이킹을 기반으로 하며, 롤업이 설정할 수 있는 구성 가능한 인코딩 비율의 이레이저 코드를 사용합니다. EigenDA와 같은 블록체인 시스템의 보안 분석에는 세 가지 관점이 존재합니다. 각 관점이 위의 EigenDA에 어떻게 적용되는지 설명합니다:
비잔틴 장애 허용(BFT): 일부 노드는 정직하며 프로토콜을 완전히 준수하고, 다른 일부 노드는 악의적이며 임의로 프로토콜에서 벗어날 수 있다고 가정합니다.
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EigenDA는 X%의 노드가 정직하면 데이터를 검색할 수 있으며(X는 인코딩 비율에 따라 10%~50% 사이), 이 경우 안전합니다.
내쉬 균형 모델: 서로 다른 공모 집단 간 행동이 독립적이라고 가정하며, 각 노드나 소규모 공모 노드가 프로토콜을 따르는 경제적 인센티브를 분석합니다.
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(1-X)보다 작은 공모 규모 내에서, 사용자에게 데이터를 저장하고 제공하는 것이 내쉬 균형 상태입니다. 데이터 저장은 저장 증명을 통해 균형 상태가 보장되며, 데이터를 저장하지 않는 노드의 ETH는 슬래싱됩니다. 데이터 제공은 데이터를 다수의 노드에 분산함으로써 보장되며, 이는 데이터 제공을 위한 경쟁 시장을 유도합니다.
순수 암호경제 모델: 모든 지분이 단일 노드에 의해 보유된다고 가정하고, 경제적 부패 비용을 모델링합니다.
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데이터가 가용하다면, 즉 X%의 노드가 정직하다면, 데이터를 호스팅하지 않는 모든 노드의 스테이킹된 ETH는 슬래싱됩니다. 그러나 EigenDA는 무조건적인 암호경제적 보안을 제공하지 않습니다. 모든 노드가 공모하여 데이터를 은폐한다면, 슬래싱이 불가능할 수 있습니다. 앞서 설명한 이중 중재 모델에서 ETH와 원생 롤업 토큰 모두 스테이킹하는 경우, ETH 슬래싱이 불가능하더라도 롤업은 원생 토큰을 슬래싱할 수 있습니다.
우리가 살펴본 바와 같이, EigenDA는 단순히 ETH 스테이킹의 경제적 신뢰뿐 아니라 운영자의 탈중앙화와 독립성에도 의존하는 신뢰 모델 위에 구축되어 있습니다. 다행히도 EigenLayer는 EigenDA가 이더리움으로부터 이 두 신뢰 메커니즘을 모두 차용할 수 있게 해줍니다.
맞춤화 가능성
롤업 개발자는 필요에 따라 EigenDA를 유연하게 구현하고 파라미터를 조정할 수 있습니다. EigenDA의 모듈화된 특성 덕분에 롤업은 보안/활성화의 트레이드오프, 스테이킹 토큰 패턴, 이레이저 코드, 허용되는 지불 토큰 등을 맞춤화할 수 있습니다.
앞서 설명한 바와 같이, EigenDA 내에서 가장 중요한 유연한 결정 중 일부는 경제적 결정입니다. 예를 들어, 롤업은 자체 토큰을 스테이킹하여 데이터 가용성을 보장하는 이중 중재 스테이킹을 선택할 수 있고, 혹은 필요 시 또는 예약 기반의 비용 구조를 선택할 수 있습니다.
전략적 고려사항
마지막으로, 우리는 EigenDA가 기술적 특성을 넘어 롤업에 전략적 가치를 제공한다고 믿습니다.
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이더리움 스테이커와 검증자는 EigenLayer를 구동하는 핵심 세력이며, 따라서 EigenDA를 구동하는 핵심이기도 합니다. EigenDA를 채택함으로써 롤업은 탈중앙화, 검열 저항성, 개방형 접근 소프트웨어, 그리고 조합 가능하고 무허가 혁신을 명확히 중시하는 이더리움 이해관계자들과 이해를 일치시킬 수 있습니다.
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EigenDA는 EigenLayer 생태계 내에서 출시되는 다수의 AVS 중 최초의 몇몇 중 하나가 될 예정입니다. 우리는 AVS 수가 증가함에 따라 이들 사이에 시너지 효과가 발생할 것으로 예상하며, 이는 다양한 유형의 롤업을 포함한 최종 사용자들에게 혜택을 줄 것입니다. 예를 들어, EigenDA 이후 정렬, 빠른 확인, 모니터링 네트워크, 브리지, 공정 정렬, 심지어 인공지능 등 다양한 용도의 AVS가 등장할 것으로 예상합니다.
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