비탈릭이 극찬한 ZKsync, 정말 과소평가되고 있었을지도 모른다
글: Eric, Foresight News
11월 1일, 비탈릭은 ZKsync 창시자가 ZKsync Atlas 업그레이드에 대해 올린 트윗을 인용하며, ZKsync가 "평가 절하되긴 했지만 이더리움 생태계에 매우 가치 있는 작업들을 많이 해왔다"고 칭찬했다.
시장은 곧바로 비탈릭의 발언에 반응하여, 주말 동안 ZK 가격이 최대 2.5배 이상 상승했으며, ALT(AltLayer), STRK(Starknet), SCR(Scroll), MINA(Mina) 등 ZK 생태의 토큰들도 좋은 상승세를 보였다.
ZKsync Atlas 업그레이드를 살펴본 후 우리는 ZKsync가 실제로 평가 절하되어 왔음을 알게 되었다.
빠르고 작지만 비싼 ZKP
이더리움 재단은 초기부터 ZKP(제로 나이지 증명) 도입을 추진해왔으며, 그 핵심 목적은 검증 속도 저하와 검증 데이터 양 문제를 해결하는 것이다.
ZKP는 본질적으로 수학적 확률 문제이며, 원리를 대략 설명하기 위해 다소 부정확한 예를 들면 이렇다. 누군가 '사색 문제'를 해결했다고 주장할 때, 그 해결 방안 전체를 공개하지 않고서도 실제로 해결했는지를 어떻게 확인할 수 있을까? 제로 나이지 증명의 접근법은 전체 지도에서 일부 영역을 무작위로 선택하여 인접 지역들이 서로 다른 색으로 칠해져 있음을 입증하는 것이다. 선택된 영역의 수가 충분히 많아지면, 해당 인물이 사색 문제를 해결했다는 확률이 99.99…%에 이를 수 있다. 이렇게 하여 우리는 전반적인 내용을 알지 못한 채도 "실제로 사색 문제를 해결했다"는 것을 입증하게 되는 것이다.
이것이 우리가 흔히 듣는 "어떻게 했는지는 모르지만 실제로 그 일을 수행했다는 것을 증명하는" 제로 나이지 증명이다. 이더리움 생태계에서 ZKP를 적극적으로 추진하는 이유는, ZKP 이론상의 속도 한계가 개별 거래를 일일이 검증하는 것보다 훨씬 빠르며, 생성되는 증명 자체의 데이터 크기도 매우 작기 때문이다.
속도가 빠른 이유는 ZKP가 전체 과정을 재현할 필요 없이, 단순히 '도전(challenge)'만 수행하면 되기 때문이다. 예를 들어, 이더리움 블록 하나를 검증할 경우 현재는 모든 노드가 각 거래의 실행 주소에 충분한 잔액이 있는지 등을 일일이 확인하지만, 단 하나의 노드가 ZKP를 통해 모든 거래를 검증한 후 '증명(proof)'을 생성하면, 나머지 노드들은 그 '증명' 자체의 신뢰성만 검증하면 된다. 더욱 중요한 것은 이 '증명' 자체의 데이터량이 매우 작아, 전송 및 검증 속도가 극도로 빠르며 저장 비용도 낮다는 점이다.
그럼에도 불구하고 이러한 장점들만 가진 기술이 널리 사용되지 않는 이유는 바로 '비용' 때문이다.
ZKP는 모든 과정을 재현하지 않아도 되지만, 도전 자체에 막대한 계산 능력이 소모된다. AI 군비 경쟁처럼 GPU를 무한정 쌓아 올린다면 더 빠른 속도를 달성할 수 있지만, 누구나 그런 비용을 감당할 수 있는 것은 아니다. 그러나 알고리즘과 엔지니어링 혁신을 통해 필요한 연산량과 저연산 환경에서 증명 생성 시간을 어느 정도까지 줄일 수 있다면, 이더리움이 "기술 혁신으로 인해 더 많은 애플리케이션이 유입되면서 가격이 상승하는 것"과 "노드 구축을 위한 GPU 구매 비용" 사이의 균형을 맞출 수 있게 되며, 이때 비로소 실현 가능성이 생긴다.
따라서 이더리움 생태계의 많은 ZK 관련 프로젝트 혹은 오픈소스 개발자들이 ZKP와 이더리움 결합에 집중하는 핵심은 바로 "낮은 비용으로, 저비용 조건에서도 더 빠르게 ZK 증명을 생성하는 것"이다. 최근 Brevis 팀이 SP1 Hypercube 방식의 절반 비용(64장 RTX 5090 GPU)으로 이더리움 블록 증명을 평균 6.9초 만에 처리하고(99.6%의 증명 시간이 현재 이더리움 블록 생성 평균 시간인 12초 이내), 이더리움 커뮤니티로부터 일제히 박수를 받은 것도 같은 이유다.
GPU 비용이 여전히 10만 달러를 초과하지만, 어쨌든 증명 속도가 현재 ZKP 미적용 수준까지 떨어졌다는 점에서 의미가 있으며, 이제 다음 과제는 비용 절감이다.
Atlas 업그레이드로 1초 ZK 최종성 달성
아마도 많은 사람들이 모를 수 있는데, ZKsync가 공개한 오픈소스 zkVM인 ZKsync Airbender는 단일 GPU 기준으로 검증 속도가 가장 빠른 zkVM이다. Ethproofs의 데이터에 따르면, 단일 4090 GPU로 ZKsync Airbender의 평균 검증 시간은 51초이며, 비용은 1센트 미만으로, 두 지표 모두 zkVM 중 최고 성능이다.
ZKsync가 제공한 자료에 따르면, 재귀(recursion)를 고려하지 않았을 때 Airbender는 단일 H100과 ZKsync OS 스토리지 모델을 사용해 이더리움 메인넷을 평균 17초 만에 검증한다. 재귀를 포함해도 총 평균 시간은 약 35초 정도이며, ZKsync는 수십 장의 GPU를 사용해 12초 이내 검증을 달성하는 것보다 훨씬 우수하다고 판단한다. 다만 현재까지는 두 장의 GPU로 평균 22.2초라는 데이터만 존재하므로 실제 우열은 아직 결정되지 않았다.
물론 이 모든 것이 오직 Airbender의 독자적 기여는 아니며, 알고리즘 및 엔지니어링 최적화도 중요하지만, ZKsync 기술 스택과의 심층 통합이야말로 성능을 극대화한 핵심이다. 더욱 중요한 점은 이것이 단일 GPU로 이더리움 메인넷의 실시간 증명이 가능함을 입증했다는 것이다.
6월 말 ZKsync가 Airbender를 출시했고, 국경절 이틀 전에 Atlas 업그레이드를 론칭했다. 이번 Airbender 통합 업그레이드로 인해 ZKsync의 처리량, 확인 속도, 비용 효율성이 모두 크게 향상되었다.
처리량 측면에서 ZKsync는 정렬기(sequencer)에 대한 엔지니어링 최적화를 진행했다. 별도의 비동기 컴포넌트를 통해 동기화 과정에서 발생하는 오버헤드를 최소화하였으며, 가상 머신이 필요한 상태, API가 필요한 상태, 제로 나이지 증명 생성 또는 L1에서 증명 검증에 필요한 상태를 분리함으로써 불필요한 컴포넌트 오버헤드를 줄였다.
ZKsync의 실측 결과에 따르면, 고빈도 가격 갱신, 안정화폐 결제 시나리오, 원시 ETH 전송 시 TPS는 각각 23k, 15k, 43k에 도달했다.
또 다른 획기적인 변화는 Airbender 덕분에 ZKsync가 블록 확인 시간 1초와 단일 거래당 0.0001달러의 비용을 달성한 것이다. 메인넷 블록 검증과 달리 ZKsync는 상태 전이 유효성만 검증하므로 계산량이 메인넷 블록 검증보다 훨씬 적다. ZK 최종성을 갖춘 거래라도 여전히 메인넷에서 검증을 받아야 L1 최종성이 확보되지만, ZK 검증 자체가 이미 해당 거래의 유효성을 의미하며, L1 최종성은 절차적 차원의 보장을 의미한다고 볼 수 있다.
즉, ZKsync에서 실행된 거래는 ZKP 검증만으로도 거래 유효성이 완전히 확정되며, 비용 또한 크게 낮춰졌기 때문에 ZKsync는 자신들의 표현대로 "오직 Airbender만이 가능한 애플리케이션 시나리오"를 실현하게 되었다.
첫째로 체인 내 주문장(Orderbook), 결제 시스템, 거래소, 자동 마켓메이커(AMM) 등의 애플리케이션이 있다. Airbender는 시스템이 매우 빠른 속도로 검증 및 정산을 수행할 수 있도록 하여, 이러한 애플리케이션이 체인 상에서 리버트되는 위험을 줄여준다.
둘째로 현재 많은 L2가 달성하지 못하고 있는 부분인데, 제3자의 개입 없이도 공용 시스템과 사설 시스템(예: ZKsync의 Prividiums) 간 상호 운용성을 지원한다는 점이다. Prividiums는 기업이 사설 체인을 구축할 수 있도록 ZKsync가 제공하는 인프라이다. 기업 입장에서 블록체인에 요구되는 요건은 빠른 정산과 프라이버시 보장이다. 빠른 정산은 앞서 설명한 바 있고, ZKP가 가지는 본질적 프라이버시 특성 덕분에 기업의 사설 체인이 공용 체인과 상호 운용될 때 장부 정보를 노출하지 않고도 거래 유효성을 검증할 수 있다. 두 요소가 결합됨으로써 규제 준수 관점에서 체인 상 증권 및 외환 거래의 정산 시간 요건까지 충족시킬 수 있다.
이러한 점이 아마도 ZKsync가 이더리움에 이어 두 번째로 큰 RWA 자산 발행 네트워크가 된 이유일 것이다.
ZKsync는 또한, 이 모든 것이 오직 Atlas 업그레이드를 통해서만 가능했다고 자부한다. 정렬기가 낮은 지연 시간으로 거래를 패키징하고, Airbender가 1초 이내에 증명을 생성하며, Gateway가 증명 검증 및 교차 체인 메시지 조정을 수행한다.
L1과 L2 연결하기
비탈릭이 리트윗한 트윗에서 알 수 있듯이, ZKsync 창시자 Alex는 Atlas 업그레이드 이후 ZKsync가 비로소 진정으로 이더리움 메인넷과 완벽하게 연결되었다고 말한다.
현재 ZKsync의 거래 최종 확인 시간(약 1초)은 이더리움 메인넷의 블록 생성 시간(평균 12초)보다 짧다. 이는 ZKsync에서 수행되는 기관 및 RWA 거래가 본질적으로 이더리움 메인넷에서 수행되는 것과 동일하며, 메인넷의 확인만 기다리면 된다는 의미이다. 즉, ZKsync는 L2 상에서 유동성 중심을 다시 구축할 필요 없이 메인넷의 유동성을 직접 활용할 수 있으며, ZK Rollup은 OP Rollup처럼 7일간의 도전 기간 없이 메인넷과 즉시 상호 운용이 가능하고, Atlas 업그레이드는 이를 기존 기반 위에 더욱 가속화했다.
이는 최근 이더리움 커뮤니티에서 논의되고 있는 L2 파편화 문제를 완화시키며, L2와 L1이 더 이상 분리된 두 체인이 아니라 빠른 확인 및 검증을 통해 하나로 연결된 구조가 되었고, L2가 비로소 진정한 의미에서 '확장 네트워크'라고 불릴 수 있게 되었다.
ZKsync와 Scroll이 처음 메인넷에 상장되었을 당시에는 거래 확인 속도와 가스 수수료가 메인넷과 다르지 않거나 오히려 더 높았는데, 이는 초기에는 ZKP에 대한 알고리즘 및 엔지니어링의 체계적 최적화가 이루어지지 않아 검증 속도가 느리고 비용이 높았기 때문이다. 당시에는 ZK Rollup에 대한 신뢰 위기가 발생하기도 했다. 오늘날에 와서는 Optimism과 Arbitrum 모두 서서히 OP Rollup에서 ZK Rollup(또는 둘의 혼합 형태)로 전환하고 있으며, ZKsync 등 ZK Rollup의 비용 및 속도 향상, 그리고 Scroll의 탈중앙화된 ZKP가 "공염불"에서 이제는 기대할 만한 결과로 바뀌고 있다.
구박받던 존재에서 선망의 대상이 된 ZK는曙光를 맞이했다. 정렬기와 교차 체인 브릿지의 멀티시그가 완전한 탈중앙화를 달성한다면, Dragonfly 매니징 파트너 하세브 쿠레시(Hassan Qureshi)가 말한 "can't be evil"이 진정으로 실현될지도 모른다.
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