OP Stack의 진화: OP Succinct가 여는 ZK 롤업의 잠재력
저자: YBB Capital 리서처 Ac-Core
TL;DR
OP Succinct의 주요 기능은 ZKP를 OP Stack의 모듈화 아키텍처에 통합하여 OP Stack Rollup을 완전 검증된 ZK Rollup으로 전환하는 것;
이더리움 확장의 궁극적 미래가 모든 롤업을 ZK 롤업으로 전환하는 것이라면, OP Succinct는 Rust와 SP1을 결합해 OP Stack의 Type-1 zkEVM(완전한 이더리움 동등성) 배포를 목표로 함;
OP Succinct Proposer는 주로 병렬 증명 생성과 증명 집계 및 검증을 수행함;
기존 OP Stack 시스템은 "7일간의 사기 방지 윈도우"에 의존하며, 분쟁 발생 시 일주일의 거래 검증 지연이 발생하지만, OP Succinct는 ZK 증명을 활용해 거래 완료 시간을 단축하고, 장기간의 사기 방지 윈도우 필요성을 제거함;
OP Succinct는 거래 비용을 크게 낮출 수 있음.
1. 최근 회고: OP 메인넷 현황 및 OP Stack과 OP Labs
이미지 출처: Blockscout
1.1 OP 메인넷 최근 발전 요점
2024년 3월 30일 보도에 따르면, OP Labs는 OP Sepolia 테스트넷에서 "결함 증명(Fault Proof)"을 출시했으며, 2024년 6월 11일 OP 메인넷에 정식으로 결함 증명을 도입하여 탈중앙화를 첫 번째 단계로 추진함. 이를 통해 사용자는 신뢰할 수 있는 제3자 없이 ETH 및 ERC-20 토큰 인출이 가능하게 되었고, 무효한 인출 요청(예: Base, Metal, Mode, Zora 등)에 대해 이의 제기 및 삭제가 가능함.
사용자 자산의 안전성과 신뢰를 보장하기 위해 Optimism은 결함 증명을 통해 레이어2 상의 거래 정확성과 유효성을 높이고 악의적 행위를 방지함. 그 원리는 다음과 같음:
데이터 가용성: 결함 증명은 먼저 모든 레이어2 데이터가 접근 가능하며 레이어1에서 검증될 수 있도록 함;
이의 제기 기간: 일정한 이의 제기 기간 내에 누구나 레이어2 데이터에 대해 이의를 제기할 수 있음.
누군가 레이어2 데이터가 레이어1과 불일치한다고 판단하면 이의를 제기할 수 있음.증명 제출: 이의가 제기되면 레이어2 운영자는 해당 이의를 반박하기 위한 증명을 제출해야 하며, 이는 데이터의 정확성을 입증하는 과정임;최종 확정성: 이의 제기 기간 동안 유효한 이의가 없거나, 운영자가 성공적으로 이의를 반박하면 거래는 최종 확정되어 유효한 것으로 간주됨.
1.2 OP Stack과 OP Labs의 관계 및 차이점
OP Labs는 Optimism 솔루션을 개발하는 팀 또는 조직이며, OP Stack은 이더리움 레이어2 네트워크 구축 및 확장을 위한 기술 프레임워크임. OP Labs와 OP Stack의 관계를 개발자와 개발 도구 사이의 관계로 이해할 수 있음.
OP Labs
OP Labs는 Optimism 프로젝트의 핵심 기여자로서 Optimism 레이어2 솔루션의 개발 및 유지보수를 담당함. 이는 팀 또는 조직으로, 이더리움 확장을 위한 기술 도구(예: Optimistic Rollups)의 개발 및 개선에 집중함. OP Labs의 주요 목표는 레이어2 확장 솔루션을 통해 이더리움 메인넷의 부하를 줄이고 거래 비용을 낮추며 거래 속도를 높이는 것임. 또한 다른 프로젝트(예: Succinct Labs)와 협력하여 OP Succinct 등을 통해 제로지식 증명(ZKP) 최적화 등 이더리움 확장 기술을 더욱 진전시킴.
OP Labs는 Optimism 네트워크의 개발 및 유지보수를 담당하는 주요 팀 또는 조직임. 그들의 목표는 거래 수수료를 낮추고 거래 속도를 높이는 고성능 이더리움 확장 솔루션을 구축하는 것이며, Optimistic Rollups 개발뿐 아니라 Succinct Labs와 협력하는 OP Succinct 등 제로지식 증명 관련 신기술을 적극적으로 추진함.
OP Stack
OP Stack은 이더리움 레이어2 네트워크를 구축하고 확장하기 위한 모듈화된 아키텍처 또는 기술 스택임. 여러 가지 맞춤형 구성 요소들로 이루어져 있으며, 개발자가 특정 요구사항에 따라 자신만의 레이어2 체인(Layer 2 Chain)을 구축할 수 있게 해줌. 표준화된 방식을 제공하여 개발자가 특정 조건에 맞는 빠른 확장 네트워크 구축이 가능하도록 함.
OP Stack은 OP Labs가 개발한 모듈화된 프레임워크임. 이 프레임워크는 레이어2 네트워크 구축을 위한 기본 인프라를 제공하며, 개발자는 OP Stack을 활용해 다양한 확장 네트워크를 빠르게 구축할 수 있음. OP Stack의 모듈화 설계 덕분에 사용자는 Optimistic Rollups나 ZK Rollups 등 다양한 검증 메커니즘을 유연하게 선택할 수 있어 각 프로젝트의 요구사항을 만족시킬 수 있음.
즉, OP Labs는 OP Stack의 개발자로 이해할 수 있고, OP Stack은 OP Labs가 제공하는 기술 도구로서, 개발자들이 이더리움 레이어2 네트워크를 구축하고 확장하는 데 도움을 줌.
OP Succinct를 이해하기 전에 OP Stack의 네 가지 주요 구성 요소를 먼저 알아야 함: 1. op-geth: 사용자로부터 트랜잭션을 받아 이들을 통해 블록을 생성하고 실행함; 2. op-batcher: 사용자 트랜잭션을 배치 처리한 후 L1에 제출함; 3. op-node: L1에서 배치 데이터를 읽어 비정렬기 모드에서 op-geth의 상태 전이를 구동함; 4. op-proposer: 정기적으로 출력 루트를 L1에 게시하여 L2 상태를 캡처하고, 인출 처리를 용이하게 함.
2. Succinct Labs와 OP Labs, ZK 요소를 OP Stack에 주입하다
이미지 출처: Succinct 블로그
2.1 OP Succinct 아키텍처 구성
앞서 1.2절 말미에서 언급한 "OP Stack의 네 가지 주요 구성 요소"를 참고하면, OP Succinct는 OP Stack에 대한 경량 업그레이드로, 체인이 ZK 검증된 블록만 사용할 수 있도록 하되 나머지 세 구성 요소(op-geth, op-batcher, op-node)는 그대로 유지함. OP Succinct는 다음 네 가지로 구성됨:
범위 프로그램(Range Program): 배치 블록을 실행하는 프로그램으로, Rust로 작성되었으며 zkVM 내에서 실행되도록 설계됨;
집계 프로그램(Aggregation Program): 범위 프로그램의 증명을 집계하여 체인상 검증 비용을 낮춤. 이 역시 Rust로 작성되었으며 zkVM 내에서 실행되도록 설계됨;
OP Succinct L2 Output Oracle: L2 상태 출력 배열을 포함하는 Solidity 스마트 계약으로, 각 출력은 L2 체인 상태에 대한 커밋임. 이 계약은 Optimism의 기존 시스템에 이미 존재하지만, 인증 메커니즘으로 증명 검증 기능을 추가해 수정됨;
OP Succinct Proposer: L1에 게시된 트랜잭션 배치를 감시하며 범위 프로그램과 집계 프로그램의 증명을 제어함.
2.2 OP Succinct가 들려주는 이더리움 확장 이야기란?
깊은 암호학 전문 지식이 필요해 zkEVM 롤업 구축이 매우 어렵지만, OP Labs 팀은 다양한 유효성 검증 메커니즘을 지원할 수 있도록 모듈화된 OP Stack을 설계하면서, Kona(확장 링크1 참조)를 오픈소스로 개발하여 Rust를 통해 OP Stack 롤업의 상태 전이 함수(STF, 거래 상태 전이 로직)를 구현함. 결국 Kona와 SP1 프로그램을 활용해 OP Stack의 제로지식 증명(ZKP)을 생성하며, 이론적으로 OP Stack의 모든 체인을 업그레이드하여 ZKP를 사용할 수 있음.
SP1(Succinct Processor 1)의 목표는 모든 개발자가 표준 Rust 코드를 사용해 Type-1 zkEVM 롤업을 쉽게 통합할 수 있도록 하는 것이며, OP Succinct를 통해 기존 OP Stack 체인을 1시간 이내에 Type-1 zkEVM 롤업으로 무리 없이 업그레이드하고, 애플리케이션이 필요한 고성능을 제공함. 이를 통해 다음과 같은 장점을 얻을 수 있음:
ZKP의 빠른 확인: 증명 지연을 수십 분으로 단축하여 기존 7일간의 사기 증명 이의 제기 기간을 "대체";
비용 절감 및 효율 증가: 거래당 평균 비용을 몇 십 전 수준으로 낮춤;
OP Stack을 ZK로 전환: 단 하나의 스마트 계약을 배포하고 경량 OP Succinct 제안 서비스(아래 참조)를 시작하기만 하면 API 호출을 통해 증명 생성(배치 처리기/정렬기, op-node, 인덱서 등 포함)이 가능함;
Type-1 zkEVM: OP Stack 롤업과 호환되는 모든 도구 및 스마트 계약이 OP Succinct 롤업에서도 사용 가능;
확장성 향상: 맞춤형 OP Succinct 롤업을 채택하면 새로운 사전 컴파일을 추가하거나 롤업 로직을 수정할 수 있음.
공식 GitHub 설명에 따르면 Rust, Foundry, Docker 설치만으로 기존의 어떤 OP Stack 롤업이든 Type-1 zkEVM 롤업으로 업그레이드할 수 있으며, 절차는 단 두 단계로 간소화됨: 1. ZK L2OutputOracle.sol 계약 배포; 2. OP Succinct 제안 서비스 시작 (절차는 GitHub 확장 링크2 참조).
OP Stack 롤업을 ZK 증명으로 업그레이드, 이미지 출처: Succinct 블로그
2.3 SP1 Reth로 Type-1 zkEVM 구축
Succinct는 EVM 롤업의 미래가 유지 관리 가능한 zkEVM을 Rust 언어로 작성하는 방향이라고 보며, 현재 OP 롤업은 7일이라는 지나치게 긴 사기 증명 윈도우, 복잡한 상호 운용성, 그리고 일부 경우 다중 데이터 세트에 의존하는 메커니즘 등 세 가지 주요 문제에 직면해 있음. 또한 zkEVM 구축은 오랜 개발 주기를 필요로 하므로 이러한 문제를 해결하기 위해 SP1을 개발함.
SP1은 고성능이며 100% 오픈소스이고 완전히 맞춤화 가능한 zkVM으로, 임의의 Rust(또는 LLVM 기반 언어) 프로그램의 실행을 검증할 수 있음. 공개된 데이터에 따르면 OP Succinct Stack은 OP 메인넷, OP Sepolia, Base 체인에서 이미 성공적으로 작동 중이며, 이더리움 거래에서 증명 비용을 0.01~0.02달러 수준으로 낮춤(확장 링크3 참조). 향후 모든 블록체인 인프라(롤업, 브릿지, 코프로세서 등)를 Rust(또는 기타 LLVM 기반 언어)로 작성하고 ZKP를 활용하는 것을 목표로 함.
Succinct 블로그 및 오픈소스 GitHub 내용을 종합하면, SP1과 다른 zkVM 간의 성능 차이는 주로 다음과 같은 몇 가지 핵심 요인에서 비롯됨:
1. 사전 컴파일 중심 아키텍처: SP1은 유연한 사전 컴파일 시스템을 지원하여 secp256k1 및 ed25519 서명 검증, sha256 및 keccak256 해시 함수 등 다양한 작업을 크게 가속화하며, 많은 프로그램의 RISC-V 사이클 수를 5~10배 감소시킴. ZK 회로에 버금가는 성능을 제공하면서도 zkVM의 유연성과 우수한 개발자 경험을 유지하는 것이 목표임;
2. 완전한 오픈소스: SP1은 100% 오픈소스로, Argument 및 Scroll 같은 팀이 맞춤형 사전 컴파일을 구현할 수 있게 하여 사이클 수를 크게 줄이고 증명 생성 시간을 단축함;
3. 산업 표준: 출시 이후로 zkVM 내부 사전 컴파일 개념은 RISC0, Valida, Nexus, Jolt 등의 프로젝트에 통합되며 산업 표준이 됨. SP1은 중요한 암호화 연산에 대해 사전 컴파일을 광범위하게 지원하는 유일한 실용화 준비된 zkVM임;
4. 고효율 메모리 읽기/쓰기: SP1은 혁신적인 메모리 증명 방법을 채택하여 단일 챌린지를 사용해 여러 증명의 일관된 메모리를 구현하며, 머클화 메모리에서 발생하는 오버헤드를 피함;
5. 기본 효율 최적화: 더 낮은 블로우업 팩터와 차세대 조회 매개변수(예: 로그 도함수 기반 LogUp), Plonky3의 FRI 변형 등을 채택하여 트랙 영역 활용 효율을 높임.
이미지 출처: Succinct 블로그, 확장 링크4 부록 참고
3. OP Succinct, OP Stack이 ZK Stack에 대항하는 결정타가 될 수 있을까?
이미지 출처: @jtguibas
이더리움 확장 방안이 단기적으로는 OP, 장기적으로는 ZK라고 본다면, OP Succinct가 성공할 수 있다는 가정 하에 이는 이더리움 발전 로드맵의 중요한 이정표가 될 것임. OP Succinct는 ETH 롤업이 낙관적 검증에서 제로지식 증명으로 전환할 수 있는 업그레이드 경로를 제공하며, 이는 거래 비용을 낮추고 거래 속도를 높일 뿐 아니라 ZK 롤업의 보안성과 익명성 특성도 유지함. 이는 향후 애플리케이션 레이어의 폭발적 성장에 새로운 가능성을 열어줌.
공인된 레이어2 4대 강자 중 현재 생태계 발전 측면에서 OP Stack이 ZK Stack보다 다소 앞서 있으며, 향후 마태 효과가 더욱 두드러질 가능성이 있음. OP Succinct의 등장은 일정 부분 ZK Stack의 트래픽과 잠재력을 흡수하고 있으며, OP Succinct가 미래에 실제로 실현된다면 기존 zkEVM 롤업에도 어느 정도 충격을 줄 수 있음.
그러나 현재까지 공개된 내용을 바탕으로 OP Succinct의 작동 로직을 살펴보면, 개발자가 STF 함수를 수정하거나 새로운 사전 컴파일 함수를 추가할 때 예기치 못한 취약점으로 인한 시스템적 위험을 얼마나 신속하게 발견하고 대응할 수 있는지가 중요하며, 이는 장기적으로 지속적인 관심이 필요함.
확장 링크:
(1) https://github.com/anton-rs/kona?ref=blog.succinct.xyz
(2) https://github.com/succinctlabs/op-succinct
TechFlow 공식 커뮤니티에 오신 것을 환영합니다
Telegram 구독 그룹:https://t.me/TechFlowDaily
트위터 공식 계정:https://x.com/TechFlowPost
트위터 영어 계정:https://x.com/BlockFlow_News
@YBBCapital
