ZK 롤업의 다음 발전 단계는 무엇인가? ZK 롤업과 관련된 컨텐츠를 읽으면 STARK, 코프로세서, 증명자 마켓플레이스, 공유 증명자, zk 집계 레이어와 같은 용어가 많은 프로젝트에서 자주 등장한다. 현재 ZK 롤업 생태계에서는 ZK 롤업을 더 효율적이고 탈중앙화하기 위해 많은 구성 요소가 구축되고 있다. 대부분의 프로젝트가 초기 단계에 있지만, 이것이 성숙해짐에 따라 ZK 롤업을 구축하고 운영하는데 큰 변화가 있을 것이다.
어떠한 변화가 있을지 ZK 롤업의 운영 과정을 통해 살펴보자 - 이는 실행, 실행에 대한 영지식 증명 생성, 증명 검증의 세 단계를 포함한다. 이 공급망과 각 단계에서 구축되고 있는 프로젝트들이 이 공급망을 어떻게 변화시키고 있는지 살펴보자.
전체적인 ZK 롤업과 관련된 전반적인 프로젝트들을 ZK 롤업의 프로세스를 통해 알아보자. zkRollup은 세 가지 주요 프로세스를 포함한다: 실행, 증명 생성, 검증.
실행: ZK 롤업에서의 실행은 별도의 네트워크에서 트랜잭션을 처리하는 것을 포함하며, 여기서 트랜잭션들은 일괄 처리되고 변경된 롤업 상태를 업데이트한다. 이 실행을 담당하는 프로젝트의 카테고리는 zkVM과 코프로세서로 나뉜다. zkVM에 해당되는 zkEVM의 경우 이더리움과 같은 실행 환경을 갖으며 실행에 대한 영지식 증명을 생성한다. 코프로세서는 안전한 오프체인 계산을 위해 일반적으로 ZKP를 사용하며, 과거 블록체인 데이터를 쿼리하게 해주는 Axiom, 오프체인 연산을 지원하는 브레비스 등이 있다.
증명 생성: ZK 롤업에서의 증명 생성은 롤업 운영자가 실행된 트랜잭션의 상태 변화를 검증받기 위한 암호학적 증명을 생성하는 과정이다. 이 과정은 많은 컴퓨팅 리소스가 소모되며 이 과정을 운영하기 위해서는 관련 전문지식을 요한다. 이러한 제약을 해결하기 위해, Succinct Network, NIL Foundation, Gevulot과 같은 프로젝트들이 증명 생성을 위한 탈중앙화된 마켓플레이스를 개발하고 있으며, 이는 경쟁적인 증명 생성 아웃소싱을 가능하게 한다. 또한, Polygon AggLayer와 Nebra가 사용하는 것과 같은 증명 집계 기술은 여러 증명을 하나로 결합하여 온체인 검증 비용을 줄이고, 네트워크 전반의 효율성을 향상시킨다.
증명 검증: 검증은 ZK 롤업 프로세스의 마지막 단계로, 생성된 영지식 증명이 블록체인(일반적으로 이더리움)의 스마트 컨트랙트에 제출되고 검증되는 과정이다. 이 검증은 전체 상태 변화를 재실행하지 않고도 오프체인 계산의 무결성을 보장한다. Aligned Layer와 같은 프로젝트는 리스테이킹을 통한 검증자의 경제적 보안을 사용하여 이 과정을 효율화하여 보다 빠르고 저렴한 검증, 혹은 느리지만 안전한 검증 모드 모두를 제공한다.
ZK 롤업 관련 프로젝트들은 2023년 말에 7월의 zkSync Era, Polygon zkEVM 출시와 더불어 주요 프로젝트들이 메인넷을 운영하기 시작면서 상당한 발전을 이루었다. 이 프로젝트들은 아직 초기 단계에 있지만, 빠르게 개발되고 있으며, 이에 따라 변화하는 로드맵을 갖추어 나아가고 있다. 또한 ZK 롤업의 공급망의 여러 구성 요소들 또한 개발되고 있다.
실행 레이어는 기존의 zkEVM 접근 방식을 넘어 일반 zkVM은 더 넓은 범위의 프로그래밍 언어와 계산 모델을 지원하는 것을 목표로 하며, zkWasm은 영지식 증명에서 WebAssembly 사용을 가능하게 하여 ZK 롤업에서 실행시킬 수 있는 프로그램의 가능성을 넓혀가고 있다. 또한 오프체인 코프로세서는 메인 체인 외부에서 더 복잡한 계산을 수행할 수 있게 하여 확장성을 향상시킨다.
이러한 발전은 ZK 롤업 공급망에서 증명 생산 및 검증에서도 이루어지며 ZK 롤업을 더 효율화시키고 탈중앙화를 통해 안정적으로 운영할 수 있도록 이끌고 있다. 가까운 미래에는 ZK 롤업 아키텍처 내에서 더 많은 모듈화가 예상되며, 이는 더 특화되고 최적화된 구성 요소를 가능하게 할 것이다. 또한, 다양한 ZK 롤업 운영을 위한 정교한 마켓플레이스의 출현은 더 많은 비용 절감을 촉진할 것이다.
zk롤업이 옵티미스틱 롤업보다 나중에 나온 후발 주자이기 때문에 확실히 전체 롤업 생태계에서는 낮은 점유율을 보이고 있는 것이 사실이다. 그러나 롤업이라는 기술의 기본적인 목표와 본질을 살펴본다면 zk롤업은 옵티미스틱 롤업에 비해 더 잘 맞는다는 것이 필자의 생각이다.
롤업은 결국 레이어 1의 확장성을 위해 나온 기술적인 방법론으로 달성하려는 확장성에는 비용적인 측면과 보안적인 측면 그리고 속도적인 측면이 공존하고 있다. 옵티미스틱 롤업과 zk롤업 모두 비용적인 측면과 보안적인 측면에서는 각자의 방식으로 확장성을 충족하고 있다. 하지만 속도적인 측면에서는 옵티미스틱 롤업과 zk롤업 사이의 큰 차이가 있다. 바로 잘못된 혹은 악의적인 롤업 데이터에 대해서 걸러내는 방식이 사기 증명 방식과 유효성 증명 방식으로 다르다는 점이 있다. 이 때문에 사기 증명 방식을 사용하는 옵티미스틱 롤업은 챌린지 기간으로 약 1주일의 유예 기간이 필요하다. 반면, zk롤업은 유효성 증명 방식을 이용하기 때문에 이러한 유예 기간이 필요하지 않고 zk롤업 서비스 내 정책적인 지연 과정이 없다면 트랜잭션이 바로 적용될 수 있다는 장점이 있다.
필자는 여러 디파이 서비스들을 몸으로 체험하고 특히, 레이어 2 환경에서도 디파이를 경험해 본 사용자로서 가장 크게 체감되는 부분은 비용적인 부분과 속도적인 부분일 수 밖에 없다. 이건 다른 모든 사용자들도 마찬가지일 것이다. 비용적인 부분은 거의 비슷하다고 가정했을 때, 옵티미스틱 롤업과 zk롤업 사이에 존재하는 1주일이란 시간의 간극은 사용자 편의성에서 매우 큰 차이로 다가올 것이다. 물론 현재 zk롤업은 보완해야 할 부분이나 아직 널리 퍼지지 않아 부족한 커뮤니티 등 해결해야 할 부분들이 산더미이지만, 점점 커져가고 있는 zk롤업 내부 생태계를 바탕으로 여러 기술들이 보완된다면 블록체인 산업의 확장성 측면은 큰 변화를 맞게 될 지도 모를 일이다.
