왜 RISC-V 아키텍처인가, zkVM의 미래
번역: Alex Liu, Foresight News
4000만 달러의 투자를 유치한 ZK 인프라 기업 RISC Zero가 오늘 zkVM 1.0을 정식 출시했다. 이는 일반적인 용도로 사용 가능한 프로덕션 레디 버전의 zkVM이다. 현재 zkVM 분야에는 이미 실용화 단계에 진입한 플레이어들이 있지만, 많은 사람들은 여전히 'zkEVM'이라는 용어는 자주 접하지만, 한 글자 차이인 'zkVM'이 무엇인지 잘 모를 수 있다. 본문에서는 대부분의 zkVM이 채택하는 명령어 세트(ISA)의 장점들을 소개하며, zkVM에 대한 더 많은 정보는 해당 기사를 통해 확인할 수 있다.
zkVM은 zkEVM보다 더욱 범용적이며, Solidity 라이브러리 외부에서 일반적인 프로그래밍 언어를 사용해 코드를 작성할 수 있는 가능성을 열어주는 존재로, 현재 핫한 트렌드가 되고 있다. 현재 이 분야의 선두 주자인 RISC Zero, Succinct, Lita, 그리고 a16z가 개발 중인 jolt까지 모두 RISC-V 명령어 세트를 기반으로 하고 있다. 그렇다면 RISC-V는 어떤 장점이 있으며, 왜 zkVM의 미래는 RISC-V 아키텍처 위에 구축될 것인가? 또한 왜 @rv_inc는 RISC-V 수준에서 형식적 검증(formal verification)이 가능한 도구를 개발하고 있는가?
RISC-V 명령어 세트는 다음과 같은 주요 장점을 지닌다.
개방성과 확장성이 뛰어난 아키텍처:
RISC-V는 오픈 스탠다드 명령어 세트 아키텍처(ISA)로서, 모든 종류의 목적에 대해 무료로 사용 가능하며, 높은 적응성과 맞춤형 설계가 가능하다. 이러한 특성 덕분에 zkVM 개발자들은 증명 과정에 최적화된 아키텍처를 자체적으로 설계하여 성능과 효율성을 극대화할 수 있다. 리눅스가 서버 시스템 점유율 1위를 차지한 이유가 무엇인가? 바로 "무료"라는 두 글자 때문이기도 하다!
모듈화와 유연성:
RISC-V의 모듈화 특성 덕분에, zkVM 개발자들은 필요한 기능만을 선택적으로 구현함으로써 불필요한 복잡성과 오버헤드를 피할 수 있다. 모듈화의 장점은 이번 사이클 동안 너무나 많이 강조되어 왔기 때문에 여기서는 따로 설명하지 않겠다.
표준화 및 생태계 지원:
RISC-V는 컴파일러, 디버거 등 광범위한 도구 체인을 포함한 빠르게 성장하는 생태계를 보유하고 있다. 예를 들어 @rv_inc는 RISC-V ISA 전용 형식 검증 도구를 개발 중에 있다. 급속도로 발전하는 생태계는 넓은 혁신 공간을 제공하며, 때때로 일거양득의 시너지 효과를 낼 수도 있다.
효율적인 증명 생성 및 검증:
RISC-V의 간결한 설계는 제로노울리지 증명에 포함된 복잡한 알고리즘을 더욱 효율적으로 실행하는 데 기여한다. RISC-V 명령어 세트 아키텍처를 활용함으로써 'zkVM'은 속도와 자원 활용 측면에서 우수한 성능을 달성할 수 있으며, 이는 증명의 집약(aggregation)에 매우 중요하다.
보안성과 형식적 검증:
RISC-V는 명확하고 잘 정의된 아키텍처를 갖추고 있어, 형식적 검증 기법을 적용하기가 용이하다. 이는 zkVM의 보안성과 정확성을 보장하는 데 필수적이다. RISC-V를 사용하면 개발자들은 형식 검증 도구와 방법론을 활용해 더욱 안전한 zkVM을 구축할 수 있다.
다양한 플랫폼 간 호환성:
RISC-V는 X86, x64, ARM 등 다양한 하드웨어 플랫폼(흔히 사용되는 Windows, Mac, 각종 간단한 전자기기 등)과의 호환성을 가지므로, zkVM을 폭넓은 환경에서 배포할 수 있다. 이러한 유연성은 증명 집약 솔루션이 널리 채택되는 데 핵심적인 요소이며, 다양한 시스템에 원활하게 통합될 수 있음을 의미한다.
언어의 범용성:
RISC-V는 지갑 주소나 기타 블록체인 구조와 같은 개념을 내장하고 있지 않다. 이 명령어 세트는 메모리 위치 간 데이터 이동과 수학 연산을 수행하는 연산자들로 구성된다. 동시에 EVM과 비교했을 때, 저수준 RISC-V 에뮬레이터는 프로그래머가 Rust, C/C++, Go 등의 언어로 zkVM용 프로그램을 작성할 수 있게 해준다. 즉, zkVM 개발자는 해당 언어 생태계 내에서 다른 사람들이 개발한 관련 라이브러리를 그대로 활용할 수 있다는 의미다. 예를 들어 Solana용으로 개발된 Rust 라이브러리 등이 그러하다.
최근 '범용 컴퓨팅(general-purpose computing)' 개념이 점차 주목받고 있는 가운데, zkVM은 MoveVM, SVM, EVM, zkEVM 등 치열한 VM 경쟁 속에서 어떤 변화를 가져올 수 있을까? 실제로 상당한 수준의 채택을 얻어내고 자리매김할 수 있을까? 첫 번째 선수 RISC Zero가 화려하게 등장했으며, 이후 전개는 시간이 말해줄 것이다.
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@youfelll
