초보자를 위한 Danksharding 및 Proto-danksharding 가이드

이더리움 네트워크는 스마트 컨트랙트 기능 덕분에 탈중앙화 애플리케이션(dApp) 생태계의 중심이에요. 다양한 블록체인 앱들이 가장 많이 사용하는 네트워크이지만, 그만큼 많은 플랫폼, 프로토콜, 앱, 토큰이 몰려 있어 거래 처리 속도가 느려지고 수수료가 높아지는 문제가 발생해요.

이런 확장성 문제를 해결하기 위해 이더리움 개발 로드맵에서는 여러 개선안을 제시했어요. 머지(The Merge)를 통해 이더리움은 지분증명(PoS) 네트워크로 전환되어 에너지 사용량이 크게 줄었고, PoS 네트워크만의 혁신적인 기능도 도입할 수 있게 되었어요. 하지만 거래를 더 저렴하고 효율적으로 만들기 위해서는 아직 해야 할 일이 남아 있어요.

샤딩(Sharding)과 대안

이더리움 블록체인에서 네트워크 혼잡과 수수료를 줄이기 위한 잠재적 해결책 중 하나는 샤딩을 도입하는 거예요. 샤딩은 블록체인을 여러 작은 부분으로 나누는 방식이에요. 하지만 거래를 더 빠르고 저렴하게 처리할 수 있도록 하는 대안으로 danksharding이 제시됐어요.

이더리움 네트워크는 워낙 많은 앱과 높은 트래픽을 처리하다 보니 업그레이드가 쉽지 않아요. 네트워크 합의 구조의 주요 업데이트는 몇 개월, 혹은 몇 년이 걸릴 수도 있어요. 그래서 맞춤형 솔루션이 필요해요. Proto-danksharding은 현재 이더리움 네트워크와 향후 danksharding 단계 사이의 다리 역할을 하는 솔루션이에요. 
먼저, danksharding이 무엇인지부터 살펴볼게요.

Danksharding이란?

Danksharding은 기존 이더리움 레이어2 솔루션과의 연동을 훨씬 간단하게 만들어 주는 방식이에요. 전체 이더리움 네트워크를 샤딩하는 것보다 구현이 쉬우면서, 블록당 더 많은 데이터를 처리할 수 있게 해 복잡한 거래도 네트워크 속도 저하나 가스비 증가 없이 처리할 수 있어요.

여기서 목표는 블록체인 롤업의 효율성을 높이는 거예요. 이를 이해하려면, 블록체인 롤업이 이더리움 블록체인과 어떻게 상호작용하는지 알아야 해요. 

현재 롤업은 이더리움 거래를 레이어2 체인에서 묶어서 처리한 뒤, '유효성 증명(validity proof)'을 이더리움 메인 체인으로 전송해요. 이 방식은 비용을 줄여주긴 하지만, 롤업 거래 비용의 90% 이상이 여전히 이더리움 메인넷에 증명을 게시하는 데 사용돼요.
 

Danksharding을 도입하면, 이더리움 네트워크가 레이어2 롤업에서 묶인 거래들을 모든 데이터를 영구 저장하지 않고도 처리할 수 있어요. 장기적으로 이더리움 메인넷의 데이터 부담을 줄일 수 있죠.

Proto-danksharding(EIP-4844)이란?

Proto-danksharding은 이더리움 네트워크에 danksharding을 도입하기 위한 제안이에요. 이더리움 개선안 4844(EIP-4844)에서 제안되었고, 이더리움 연구원 Dankrad Feist와 Proto Lambda의 이름을 따서 명명됐어요. 2024년 3월 13일에 진행된 이더리움 Dencun 업그레이드의 일부로 도입됐어요.

Proto-danksharding의 작동 방식

Danksharding을 준비하면서 proto-danksharding은 "blob-carrying transactions"라는 새로운 거래 유형과 그에 연관된 "blobs" 데이터 타입을 도입했어요. 이 기능 덕분에 이더리움 네트워크는 블록체인 롤업 데이터를 더 효율적으로 처리할 수 있게 됐어요. 작동 원리를 좀 더 자세히 볼게요.

Blobs(바이너리 대용량 객체)란?

Blobs는 임시 데이터 저장 방식의 표준이에요. 이더리움 네트워크에는 비교적 최근에 도입됐지만, Javascript나 Python 같은 여러 프로그래밍 언어에서 이미 널리 사용되고 있어요.

현재 이더리움은 네트워크 내 모든 노드에 데이터를 영구 저장해요. 이는 calldata라는 영구 메모리 저장소를 통해 가능하지만, 이 방식은 리소스 소모가 크고 비용도 높아요.

반면, blobs는 약 4096 에폭(약 18일) 후 만료되는 임시 저장 방식이라 유지 비용이 훨씬 저렴해요. 하나의 blob은 최대 128kb 데이터를 담을 수 있고, 블록당 최대 16개의 데이터 blob을 처리할 수 있어요. 덕분에 단기 저장 용도로 충분한 공간을 제공하죠. 즉, 시간이 지날수록 이더리움 네트워크가 블록당 저장하는 데이터 양이 줄어드는 효과가 있어요.

blob-carrying transactions란?

Blob-carrying transactions는 blobs를 처리하고, 이더리움 체인이 blob 자체를 읽지 않고도 진위 여부를 검증할 수 있는 유효성 증명을 포함해요.

KZG 커밋먼트 스킴을 이용하면, EVM이 실제 blob 데이터에 접근하지 않고도 Zero-Knowledge proof를 통해 blob에 대한 커밋먼트를 확인할 수 있어요. Blob을 담은 거래는 EVM과 별도의 mempool에서 처리되어 데이터 안전성을 지키면서 블록 공간 활용도 극대화해요.

이 새로운 거래 유형은 별도의 수수료 구조를 가지고 있어요. Blob-carrying transactions의 가격 구조는 공급과 수요에 따라 유동적으로 결정돼요. 한 거래에 blob이 3개를 초과하면 수수료가 더 높아지고, 블록마다 약 12.5%씩 변동될 수 있어요.

Danksharding의 장점은?

• 가스비 절감
  Danksharding의 장점 중 하나는 거래 수수료를 낮춰준다는 점이에요. 이더리움 네트워크의 높은 가스비는 주로 네트워크 혼잡에서 비롯돼요. 많은 사용자가 동시에 이더리움 기반 블록체인 앱과 플랫폼에 접속하면 혼잡이 발생하죠.
  
  이더리움은 대부분의 dApp이 모여 있어 사용자 입장에서는 네트워크 혼잡이 흔한 문제예요. Danksharding은 네트워크가 롤업을 더 쉽게 처리할 수 있게 도와 혼잡을 완화하고, 이더리움 전체 네트워크의 가스비를 낮추는 데 기여해요. 이는 L2 체인뿐 아니라 메인넷 전체에 긍정적인 영향을 줘요.

   

• 더 빠른 거래 처리
  Danksharding을 통해 이더리움은 거래를 더 빠르게 처리할 수 있어요. 데이터를 임시로 저장해 네트워크 노드의 부담을 줄여주기 때문이에요. Danksharding 이전에는 각 노드가 블록체인 전체 이력을 모두 저장해야 해서 매우 번거로웠어요.
  
  Danksharding 도입 이후에는 노드가 저장하고 처리해야 할 데이터가 줄어들어 훨씬 효율적으로 작동할 수 있어요. 그 결과 거래 속도도 빨라지고, 사용자에게 이득이 돼요.

Danksharding의 단점은?

• 보안 이슈
  Danksharding은 이더리움 확장성 문제의 해결책으로 제시됐지만, 보안에 대한 우려도 있어요.
  
  Danksharding 방식은 네트워크에서 blob-carrying transactions를 오프체인으로 검증하는 등 기존 샤딩보다 구현이 간단해요. 하지만 이로 인해 보안 리스크가 존재해요. 예를 들어, 규모가 작고 경험이 적은 롤업 체인은 악의적인 공격자에게 더 쉽게 노출될 수 있어요.
  
  결국 악성 blob-carrying transactions가 이더리움 메인넷에 유입될 가능성도 있어요. 물론 롤업 자체적으로 방어 장치가 있지만, 이더리움 메인넷만큼 강력하지는 않아요.

이더리움에서 Proto-danksharding의 다음 단계는?

이더리움 블록체인은 증가하는 수요에 맞춰 인프라를 확장하는 데 여러 어려움을 겪었어요. 하지만 샤딩과 이더리움 Dencun 업그레이드 등 지속적인 확장 노력 덕분에 네트워크 용량과 성능 향상에 긍정적인 신호가 나타나고 있어요. 이더리움 Dencun 업그레이드는 3월 13일에 적용됐어요. 앞으로 이더리움 네트워크는 잠재적 성장에 대응할 다양한 솔루션을 계속 모색할 것으로 보여요. Danksharding은 그중 하나일 뿐이에요.