미래를 보다: Celestia와 모듈화 블록체인
글: RainandCoffee
번역: 0xbread, TechFlow
모듈화 프로토콜 VS 모듈화 소프트웨어
앱별 블록체인을 연구하기 전에 먼저 모듈화 프로토콜과 모듈화 소프트웨어를 구분해야 한다.
우선, 모듈화 소프트웨어를 사용해 만든 블록체인이 반드시 모듈화된 블록체인 프로토콜이 되는 것은 아니라는 점을 이해해야 한다. 모듈화 소프트웨어를 사용해 구축한 블록체인은 여전히 합의, 데이터 가용성(DA), 실행 작업을 자체적으로 수행할 수 있기 때문에, 비록 모듈화된 소프트웨어로 만들어졌더라도 프로토콜 자체는 통합된 단일 구조(monolithic)이다.
이러한 방식으로 구축된 체인의 예로는 Cosmos SDK/Tendermint 기반 체인(Cosmos, Osmosis 등)이 있다. 이들은 특정 앱에 특화되어 있지만 모듈화된 구조는 아니다. 또 다른 예시로 AVAX C-체인이 있는데, 이는 세 가지 계층(합의, DA, 실행) 모두를 자체적으로 처리하기 때문이다. 그렇다면 어떻게 해야 개별적인 모듈화 소프트웨어가 아니라 모듈화 프로토콜이 될 수 있을까?
Celestia는 이 문제를 해결했다. Celestia에서는 데이터 가용성(DA)만을 담당하는 모듈화 프로토콜이다. Celestia의 설계상 실행 및 결제 계층은 Celestia의 DA 계층에 연결될 수 있다.
Celestia 외에도 현재 존재하는 모듈화 프로토콜이 있을까? 있다. Arbitrum, ZKSync 등의 사이드체인도 모듈화 프로토콜에 해당한다. 왜냐하면 이들은 실행만을 처리하고, 합의와 DA, 결제는 다른 체인(예: 이더리움)에 의존하기 때문이다.
단일 구조와 모듈화 아키텍처
오늘날所谓 '모듈화-단일 구조' 체인은 블록체인 소프트웨어 스택을 모듈화된 부분들로 나누지만, 진정한 모듈화 체인은 블록체인 프로토콜 스택 자체를 각각 전문화된 모듈화 계층들로 분리한다. 이렇게 하는 이유는 시간이 지남에 따라 단일 구조에서 처리해야 할 것이 점점 더 많아지고 복잡해지기 때문에 성장이 어려워지기 때문이다.
모듈화 앱별 체인
모듈화 앱별 체인이 무엇인지 설명하기 위해, 먼저 대부분의 기존 블록체인이 작동하는 방식을 살펴보고, 그 다음 Cosmos가 어떻게 주권 체인 형태로 애플리케이션을 구성하는지를 살펴본 후, 마지막으로 Celestia가 개발 중인 모듈화 앱 체인 프레임워크를 살펴보겠다.
현재 대부분의 탈중앙화 앱(dApp)은 기존 블록체인(예: 이더리움) 위의 가상 머신(EVM 등)을 이용해 구축된다. 최근까지 이것이 가장 일반적인 방법이었다. 그러나 Cosmos SDK와 그 합의 엔진 Tendermint이 출시되면서 새로운 dApp 제작 방식인 주권형 앱별 체인이 등장하게 되었다.
Cosmos 아키텍처
Cosmos에서는 블록체인의 앱 영역이 가상 머신이 되는 것이 아니라, dApp이 블록체인 자체의 애플리케이션으로서 생성되는 것을 허용한다. 바로 우리가 말하는 앱별 블록체인이다. 이를 통해 dApp을 주권 블록체인으로 개발함으로써, 특정 앱에 필요한 트랜잭션 유형과 상태 전이 기능만 정의하면 된다. 이는 체인이 항상 동일한 최종 상태로 끝나게 하여 속도와 확장성을 크게 향상시킨다.
그렇다면 Celestia는 어떤 장점을 가질까? Celestia는 한 발 더 나아가 모듈화된 앱별 체인을 만든다. 어떻게 가능할까? Celestia는 롤업(Rollups)을 포함한 블록체인에 데이터 가용성(DA) 계층을 제공한다. 이는 합의 계층과 실행 계층이 분리된 블록체인인데, 이더리움처럼 스마트 컨트랙트 환경을 제공하지 않고, 오직 합의와 데이터 가용성만 제공하기 때문이다. 즉, Celestia는 데이터 가용성 계층을 제공하고, 다른 이들이 그 위에 자신의 실행 계층과 스마트 컨트랙트 계층을 구축할 수 있게 한다. 상위 계층들은 여전히 서로의 블록이 Celestia의 DA 체인에 포함되어 있는지 확인해야 하며, 이는 최소한의 신뢰로 데이터를 검증할 수 있게 하여 높은 보안성을 제공한다.
따라서 우리는 모듈화 블록체인이란 단일 블록체인의 핵심 구성 요소들을 분리하여 공유된 DA 계층을 갖는 별도의 계층에서 실행할 수 있도록 하는 결과라고 결론지을 수 있다.
계층 구조
데이터 가용성 계층
데이터 가용성(DA)은 블록의 일부만 다운로드함으로써 전체 데이터가 게시되었는지를 매우 높은 확률로 검사할 수 있게 해준다. DA 계층은 사기 행위를 감지하고 전체 체인을 재구성할 수 있도록 하기 위해 필요하다. 왜 DA 계층이 중요한가?
왜냐하면 롤업은 데이터 가용성에 의존하여 보안을 유지하기 때문이다. 마찬가지로 크로스체인 상호 운용성도 경량 클라이언트(light client)에 의존하는데, 일반적으로 이 경량 클라이언트는 다수 가정(majority assumption)을 하므로 안전하지 않다. 그러나 Celestia의 경우, DA 경량 클라이언트는 이러한 가정이 필요 없다(거래를 검증하지 않고 각 블록이 합의되었으며 네트워크에서 데이터가 이용 가능한지만 확인하기 때문). 이를 통해 안전한 크로스체인 상호 운용성이 가능하다. 기본 계층(DA 계층)은 메시지의 가용성만 보장하며, 결제나 실행은 보장하지 않는다.
결제/실행 계층 (롤업 위의 롤업)
롤업의 결제 계층이란, 롤업이 결제 계층의 스마트 컨트랙트를 이용해 양방향 교차 체인 브릿지를 최소한의 신뢰로 운영할 수 있는 체인을 의미한다(이더리움 위의 롤업과 유사). 이를 통해 토큰이 롤업과 결제 계층 간 또는 결제 계층을 통해 서로 다른 롤업 간에 신뢰 최소화 방식으로 이동할 수 있다.
앞서 언급했듯이, 현재 대부분의 롤업은 이더리움 메인체인을 결제 수단으로 사용한다. 그러나 이더리움 체인은 롤업에 이상적인 결제 계층이 아니다. 왜냐하면 롤업 외의 다른 스마트 컨트랙트 거래들과 리소스를 공유하기 때문에 전문화되지 않았고 규모도 작기 때문이다. 이상적인 롤업 전용 결제 계층은 오직 스마트 컨트랙트, 롤업 간의 간단한 브릿징 전송만 허용하며, 롤업 외의 앱은 실행 계층을 사용하도록 강제하는 것이어야 한다.
결제 롤업은 현재 롤업 시작과 운영에 큰 오버헤드가 존재하는 점을 고려했을 때, 실행 롤업이 네트워크를 부트스트랩하는 데 최소한의 오버헤드로 해결책을 제공할 것이다. 따라서 거래는 상위 계층의 애플리케이션에 의해 실행되며, 이는 매우 높은 확장성을 제공한다. 즉, 중간 계층(결제) 자체도 롤업이며, 그 위에 또 다른 롤업을 가질 수 있다.
일반적인 블록체인에서는 합의 계층과 실행 계층이 동일한 계층에 있으며, 동일한 검증자 집단에 의해 실행된다. 반면, Celestia는 합의와 실행 계층을 분리하여 개발자가 Celestia의 데이터 가용성 계층 위에 실행 계층을 배포할 수 있게 한다.
실행 계층은 독립된 블록체인으로 존재하며, 여기서 개발자는 자신만의 전문화 및 최적화를 결정할 수 있다.
실행 계층은 EVM(CEVMOS 위)이나 Cosmos SDK 기반 롤업 등 다양한 실행 체인들로 구성된다. 롤업은 개발자와 사용자에게 확장성을 제공하는데, 이는 프로토콜이 1단계 체인에서 실행되기 때문이다.
이더리움 롤업에 대해 말하자면, 현재 이더리움 위의 모든 롤업은 자산이 결제 계층에서 확인되는 스마트 컨트랙트를 운영하고 있다. 따라서 다른 프로토콜에서 롤업을 시작하려는 대부분의 프로젝트도 동일한 조건을 원한다. Cevmos(Celestia, EVMos, CosmOS)는 이를 실현할 것이다.
주권
모듈화 블록체인의 또 다른 큰 장점은 다중 주권(multi-sovereignty)이다. 모듈화 블록체인을 사용하면 거버넌스를 앱 차원에서 분리할 수 있으며, 다른 앱과 겹치지 않는다. 만약 당신의 앱에 문제가 생기면, 다른 앱에 영향을 주지 않고도 그 문제를 해결할 수 있다. 과거에 이더리움 위에서 구동되는 dApp이 해킹당해 자금이 유출된 경우, 거버넌스가 동의하지 않으면 손실을 복구하는 것이 불가능했다. 이를 수정하려면 전체 체인을 하드포크해야 했다. 하드포크로 이더리움에서 무허가 방식으로 분리할 수는 있지만, 사용자들은 보안성이 낮아졌기 때문에 당신의 포크를 사용하고 싶지 않을 수 있다. EVM을 포크한다는 것은 동시에 합의 계층도 포크한다는 의미이다.
단일 구조 체인의 하드포크 vs 모듈화 체인의 합의 계층 비의존적 포크
Celestia에서는 상위 계층에 구축된 롤업만을 포크할 수 있다. 이더리움에서는 롤업이 결제 계층으로 이더리움을 사용하기 때문에 전체 이더리움 체인이 포크되지 않는 한 롤업을 포크할 수 없다. 하지만 Celestia에서는 롤업이 결제 계층으로 Celestia를 사용하지 않기 때문에 여러 개의 포크가 동시에 존재할 수 있으며, 이는 실험을 장려하고 새로운 개념의 실현을 위한 길을 열어준다.
비교
모듈화 블록체인은 단일 구조 블록체인과 어떻게 비교되는가? 모듈화 소프트웨어(예: Avalanche)를 사용해 구축된 비모듈화 블록체인을 예로 들어보자. Avalanche의 경우, 서브넷은 보안을 공유하지 않는 독립된 체인이며, 새로운 서브넷은 새로운 합의 네트워크를 부트스트랩해야 한다.
모든 Avalanche 서브넷은 합의, 데이터 가용성, 실행을 모두 자체적으로 처리한다. 이로 인해 이들은 별도의 계층으로 나누는 것이 아니므로 통합된 단일 실체(monolithic entity)가 된다.
따라서 현재 일부 모듈화 소프트웨어를 사용하는 다른 체인들은 모듈화 프로토콜이 아니라 원형(예: 롤업이 있는 이더리움)이거나 의사 모듈화(예: AVAX)에 불과하다고 결론지을 수 있다.
결론
모듈화 블록체인은 실행, 합의, 데이터 가용성이라는 구성 요소들을 분리한 블록체인이라고 정의할 수 있으며, 단일 구조 블록체인은 이 세 가지를 모두 자체적으로 처리한다. 즉, Celestia는 오직 DA만을 처리하고 상위 계층의 롤업들이 실행과 결제를 처리하기 때문에 모듈화 블록체인이다. 따라서 진정한 모듈화 체인은 다음과 같은 이점을 제공한다:
-
공유 보안
-
새로운 합의 네트워크를 부트스트랩하지 않고도 새로운 체인을 시작
-
노드 요구사항을 늘리지 않고도 확장 가능
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
