L1과 L2의 사고 방식 차이를 심층 분석하다

원저자: Patrick McCorry

원제목: 《Mental models for L1 and L2》

편집: ethereum.cn

암호화폐는 데이터베이스 기술의 패러다임 전환을 이끌고 있습니다.

암호화폐의 기초는 데이터베이스입니다. 그것은 모든 사용자 계정의 잔액, 스마트 계약의 코드 및 상태를 기록합니다.

모든 사용자 작업은 궁극적으로 거래를 실행하고 데이터베이스를 업데이트하는 형태로 반영됩니다.

"Web2" 데이터베이스 기술의 문제는 그것이 작동하는 신뢰에 있습니다. 그것은 데이터베이스를 유지하고 보호하기 위해 신뢰할 수 있는 제3자에 의존합니다.

이 제3자가 오프라인이 되면 데이터베이스에 대한 모든 접근이 중단됩니다. 그들이 데이터베이스를 업데이트하는 동안 오류가 발생하면, 이 오류는 오랫동안 발견되지 않을 수 있습니다.

데이터베이스에 대한 대중의 신뢰를 구축하기 위해 감사인을 고용하여 데이터베이스 업데이트의 유효성을 역추적 검사하여 데이터 무결성을 증명할 수 있습니다(간단한 작업이 아닙니다).

열린 회원제로 구성된 참여자 집단이 신뢰할 수 있는 제3자를 대체할 수 있으며, 이것이 암호화폐가 데이터베이스 기술 패러다임 전환을 이끌고 있는 이유입니다 ("Web3").

이것은 자원을 기여할 의사가 있는 누구나 데이터베이스를 읽고, 쓰고, 감사하며, 궁극적으로 데이터베이스의 무결성과 내용을 보호할 수 있게 합니다. 이 집단은 데이터베이스의 업데이트를 실시간으로 검사할 수 있으며, 오류를 즉시 거부하고 업데이트 후 즉시 오류를 발견할 수 있습니다.

열린 회원제 집단은 이러한 패러다임 전환의 기초로, 두 가지 역할로 나눌 수 있습니다:

• 제안자: 데이터베이스 업데이트를 제안할 수 있는 주체입니다.

• 검증자: 데이터베이스 업데이트 제안의 유효성을 검사할 수 있는 주체입니다.

참여의 사고 방식은 암호화 프로토콜과 유사하며, 한 집단의 참여자(제안자)가 진술이 올바르다고 증명하고자 하고, 다른 집단의 참여자(검증자)는 이를 수용하기 전에 그 정확성을 검사해야 합니다. 이 상호작용 과정은 데이터베이스의 매 업데이트마다 반복됩니다.

그러나 열린 회원제 집단을 어떻게 구현할 것인지에 대한 몇 가지 중요한 질문이 제기됩니다:

• 제안자는 누구인가? 나는 어떻게 제안자가 될 수 있는가? 이 집단의 규모는 얼마나 되어야 하는가?

• 검증자는 누구인가? 나는 등록해야 하는가? 이 집단의 규모는 얼마나 되어야 하는가?

• 우리는 업데이트를 수용하는 데 합의를 어떻게 이룰 것인가?

이 시스템의 아키텍처와 그것이 데이터베이스 보안에 미치는 근본적인 의미가 위의 질문에 답할 것입니다. 우리는 L1과 L2의 아키텍처를 탐구하며, 궁극적인 목표는 독자가 좋은 사고 방식을 구축하도록 돕는 것입니다.

L1의 사고 방식

L1의 데이터베이스는 경제적 다수("세계")에 의해 수용되어야 합니다.

L1 시스템에서 신뢰할 수 있는 제3자는 공공 합의로 대체됩니다.

그 목적은 모든 참여자가 데이터베이스의 업데이트에 동의하도록 하는 것입니다. 이를 위해서는 모든 당사자가 객관적으로 따를 수 있는 공동 규칙 집합("합의 규칙")이 필요합니다.

이 규칙은 데이터베이스 업데이트의 유효성을 증명하는 데 사용됩니다. 하나 이상의 제안자가 경쟁적인 업데이트를 제안할 수 있지만, 궁극적으로 모든 참여자는 데이터베이스의 하나의 업데이트와 데이터베이스 내용에 대한 하나의 사실로 수렴합니다.

네트워크 합의에 대한 요구는 참여 상황에 영향을 미칩니다:

제안자 수의 제한 비율. 회원 자격은 개방적이어야 하지만, 이 시스템의 장기적인 성공에서 경제적 인센티브를 얻는 참여자에게 제한됩니다. 이는 충돌 업데이트의 범람을 방지하여 궁극적으로 모든 당사자가 하나의 업데이트에 대해 합의하기 어렵게 만듭니다.

검증자 수의 최대화. 업데이트의 빈도와 크기는 검증자 수를 결정합니다. 그들은 모든 업데이트를 실시간으로 검증할 수 있는 계산 및 대역폭 자원을 갖추어야 합니다. 그렇지 않으면 그들은 따라잡지 못하고 최신 데이터베이스 사본을 계산할 수 없습니다.

우리는 이 기회를 통해 누가 제안자가 될 수 있는지, 데이터베이스의 광범위한 사본을 어떻게 균형을 맞출 것인지, 누가 권위 있는 체인(및 데이터베이스)의 최종 결정자인지를 논의할 수 있습니다.

제안자 수의 제한 비율. 우리의 목표는 "위험을 공유하는" 제안자를 찾는 것입니다. 그들의 경제적 이익은 네트워크의 장기적인 번영과 일치해야 합니다.

이는 제안자가 되는 권리를 분배함으로써 달성할 수 있으며, 이는 희소 자원에 대한 소유권에 기반합니다(이 자원을 얻는 것은 경제적으로 매우 비쌉니다).

예를 들어, 작업 증명 메커니즘에서는 제안자가 효율적인 하드웨어와 비용 효율적인 전력 공급원을 보유해야만 채굴 시장에서 경쟁할 수 있습니다.

그리고 지분 증명 메커니즘에서는 제안자가 해당 체인의 토큰을 보유하고 체인 상의 프로그램에 잠금해야 합니다. 이 두 경우 모두 새로운 업데이트를 제안하는 빈도는 모든 다른 참여자 수에 비례합니다.

비용 효율성 VS 검증 가능성. 이 네트워크의 처리량은 모든 참여자가 업데이트를 수용하는 데 필요한 시간에 따라 달라집니다.

혼잡한 기간 동안, 사용자가 자신의 거래가 다른 거래보다 먼저 수용되기를 원하기 때문에 네트워크의 처리량과 거래의 비용 효율성 간에 균형이 이루어집니다.

실제로, Bitcoin 및 Ethereum과 같은 네트워크는 검증자로 참여할 수 있는 상황을 최대화하는 반면, Solana와 같은 네트워크는 낮은 수수료를 목표로 하며, 이를 유지할 수 있는 한 계속됩니다. 흥미롭게도, ICP의 검증자는 허가를 받아야 하며 특정 공급업체로부터 하드웨어를 구매해야 합니다.

경제적 다수. 대부분의 시간 동안, 우리는 제안자와 검증자를 데이터베이스를 보호하는 집단으로 볼 수 있습니다. 그러나 그들의 궁극적인 목표는 경제적 다수, 즉 사용 관점에서 기득권 경제적 이익을 가진 사람들을 설득하는 것입니다.

이 제안자와 검증자는 정상 작동 상황에서 경제적 다수의 대리인에 불과하지만, 네트워크 합의 규칙의 수정에 대한 논란이 발생하면, 궁극적으로는 전 세계의 대다수 사용자가 결정하게 됩니다. 그들은 결과 데이터베이스의 외부 경제적 가치를 기준으로 판단할 것입니다.

예를 들어, Bitcoin과 Bitcoin Cash, Ethereum과 Ethereum Classic의 시가 총액은 커뮤니티가 앞으로 나아가는 길에서 중대한 분열이 발생한 후의 승자가 누구인지 명확히 보여줍니다.

결론적으로, L1의 사고 방식은 L1을 데이터베이스로 보고, 그것이 궁극적으로 자산 소유권을 결정하고 경제적 다수가 데이터베이스 업데이트의 모든 요구를 수용하도록 하는 책임이 있다는 것입니다. 이것이 기술적, 사회적, 경제적 관점에서 탈중앙화가 L1의 성공에 필수적인 이유입니다.

그의 목적은 가능한 한 널리 데이터베이스의 사본을 복제하고, 데이터베이스 보호 과정에 참여하는 검증자의 수를 최대화하며, 마지막으로 경제적 다수에 의존하여 그것이 현실 세계에서의 가치를 결정하도록 하는 것입니다.

L2의 사고 방식

브리지 계약은 모든 자산을 보유하고 L2 데이터베이스는 부채 상황을 기록합니다.

L2 시스템에서 신뢰할 수 있는 제3자는 스마트 계약으로 대체되며, 여기에는 두 가지 구성 요소가 고려됩니다:

• 브리지 계약 (Bridge contract), L1 시스템에서 자산을 보유하는 스마트 계약입니다.

• 오프체인 데이터베이스, 오프체인 시스템의 부채 상황을 기록하는 데이터베이스입니다.

브리지는 자산을 하나의 데이터베이스(L1 시스템)에서 다른 데이터베이스(L2 시스템)로 연결하는 역할을 합니다.

브리지 계약의 유일한 책임은 오프체인 데이터베이스의 무결성을 확인하여 브리지 자산을 보호하는 것입니다.

그 무결성을 유지하기 위해, 계약은 오프체인 데이터베이스에 대한 각 업데이트 제안을 검사하고, 수용하기 전에 그 유효성을 확인합니다(예: L2 시스템에서 데이터베이스의 각 상태 변경).

이는 브리지 계약에서 보유한 자산이 오프체인 데이터베이스에 기록된 부채를 충당할 수 있도록 보장하는 데 매우 중요합니다. 그렇지 않으면 자금이 대규모로 유출될 수 있습니다.

브리지 계약의 독립성을 유지하는 것은 참여 상황에 영향을 미칩니다:

• 누구나 제안할 수 있습니다. 브리지 계약은 누구나 L2 시스템의 오프체인 데이터베이스에서 실행될 거래를 강제로 패키징할 수 있도록 허용해야 합니다.

• 단일 검증자. 브리지 계약이 오프체인 데이터베이스에 대한 업데이트 제안이 유효하다고 확신할 때만 자산을 해제할 수 있습니다.

다음으로 우리는 L2 시스템의 아키텍처, 신뢰 가정이 어떻게 진화하는지, 그리고 데이터베이스를 공개적으로 접근할 수 있도록 하는 목적에 대해 생각해보았습니다.

아키텍처와 중앙화 서비스. L2 시스템의 아키텍처는 중앙화 서비스(예: Coinbase)와 유사합니다. 사용자는 L1의 브리지 계약에 토큰을 예치하고, 예치금은 오프체인 데이터베이스에 반영되며, 대부분의 거래는 오프체인 데이터베이스에서 처리됩니다.

지난 12년 동안, 이러한 방법은 암호화폐 시장의 규모를 확장하는 데 도움을 주었습니다. 대부분의 사용자가 중앙화 서비스와 상호작용하고, 기본 L1 시스템을 상호 운용성 솔루션으로 간주하여 자금을 한 서비스에서 다른 서비스로 이동했습니다.

역사적으로, 오프체인 데이터베이스는 운영자(예: Coinbase)에 의해 보호되었으며, 인출이 브리지 계약에 의해 처리될지 여부를 결정했습니다.

신뢰 가정의 진화. 지난 몇 년 동안, 우리는 브리지 계약의 신뢰 가정에서 변화, 즉 그것이 오프체인 데이터베이스의 무결성을 어떻게 확신하는지를 목격했습니다. 신뢰 가정은 단일 기관의 브리지에서 여러 기관의 브리지로, 그리고 외부 블록체인의 합의 프로토콜로 진화했습니다.

어떤 경우에도, 브리지 계약은 자산을 사용자에게 반환하기 전에 참여자 집단의 판단을 맹목적으로 신뢰해야 합니다.

이로 인해 수십억 달러가 도난당했습니다. 수십억 달러의 안전성을 제공하는 수작업 프로세스는 수백 개의 브리지에 복제하기가 매우 어렵기 때문입니다. L2 시스템의 목표는 중개자에 대한 신뢰를 완전히 제거하여 브리지가 데이터베이스에 대한 업데이트 제안을 독립적으로 검증할 수 있도록 하는 것입니다.

데이터베이스 접근성. 오직 브리지 계약만이 무엇이 진정한 데이터베이스인지 결정하고 자산을 사용자에게 해제할 수 있습니다. 데이터베이스를 공개적으로 접근할 수 있도록 하는 것은 L2 시스템의 활력을 보장하기 위한 것입니다.

계약은 정직한 한쪽이 나타나서 제안자가 되어 처리할 거래 목록을 인수하고 데이터베이스에 업데이트를 제안할 것이라고 가정합니다.

따라서 데이터베이스를 보호하기 위해 매우 대규모의 검증자 네트워크를 생성할 필요가 없으며, 경제적 다수에 의존하여 어떤 데이터베이스가 외부의 현실 세계 가치를 가져야 하는지를 결정할 필요도 없습니다.

따라서 L2의 사고 방식은 브리지 계약과 지원 계약이 보유 자산을 보호하기 위해 최선을 다하는 것입니다. 대부분의 참여자가 무엇을 믿든, 계약은 데이터베이스의 어떤 업데이트가 수용될 수 있는지를 결정할 유일한 권한을 가지고 있습니다.

동시에, 참여자 네트워크는 여전히 L2 시스템의 활력을 보장하고 스마트 계약에 지속적으로 업데이트가 제안되도록 하기를 원합니다. 그러나 이는 전 세계의 망상 네트워크에 의존하여 데이터베이스의 무결성을 보호하는 것이 아닙니다(보안 속성).

*optimistic rollup에 대한 한 가지 주의사항은, 정직한 한쪽이 브리지 계약이 오프체인 데이터베이스의 업데이트를 검증하는 데 도움을 줄 것이라고 가정하지만, 궁극적으로 브리지 계약이 내리는 최종 결정이 진정으로 중요하다는 것입니다.

비교 및 요약

L1과 L2 시스템의 아키텍처와 목적은 다릅니다:

• L1 시스템. 그 목표는 공공 합의를 이루고 궁극적으로 데이터베이스 상태에 대한 단일 글로벌 사실로 수렴하는 것입니다.

• L2 시스템. 그 목적은 스마트 계약이 오프체인 데이터베이스의 무결성(및 상태)을 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하는 것입니다.

두 시스템은 신뢰 가정에서 근본적인 차이가 있습니다. L1 시스템은 데이터베이스의 무결성을 보호하기 위해 정직한 다수에 의존해야 하며, 경제적 다수에게 데이터베이스에 기록된 자산에 현실 세계의 가치를 부여해야 합니다.

그러나 L2 시스템에서는 다수의 동의나 외부 자산 평가가 필요하지 않습니다. 그것은 L1 시스템이 공공 합의를 얻었다고 가정하며, 그 유일한 관심사는 스마트 계약이 보유한 자산을 보호하는 것입니다. 따라서 그것은 정직한 한쪽의 출현에 의존하여 시스템이 지속적으로 작동하도록 보장할 수 있습니다.

내 생각에, 이것이 L1과 L2 간의 비교가 두 완전히 다른 것 간의 비교인 이유입니다. 두 시스템은 서로 다른 신뢰 가정, 참여 주체 및 궁극적인 시스템 아키텍처를 가지고 있습니다.

우리 커뮤니티가 두 가지를 비교하려는 유일한 이유는 L2 시스템의 출현이 L1의 확장성에 한계를 만나기 때문입니다. 나의 소프트 목표는 이러한 주장을 바꾸는 것입니다. 두 번째 레이어 시스템은 브리지 계약의 진화로 간주되어야 합니다.

따라서, 그들은 모든 암호 자산의 10% 이상을 보호하는 호스팅 서비스(예: Coinbase)와 비교해야 하며, 양쪽 시스템 모두 오프체인 데이터베이스와 자산의 바구니를 보호하는 책임이 있습니다.

마지막으로, 이 글이 독자가 L1과 L2 시스템의 시스템 아키텍처와 신뢰 가정에 대한 좋은 사고 방식을 구축하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 또한 L2 프로토콜이 지속적으로 번창하여 호스팅 솔루션에 비해 그 우수성을 보여주기를 바랍니다.

사용자가 시스템의 보안에 관심을 가지는 것이 아니라, 운영자가 수십억 달러를 보호할 위험을 감수하지 않고도 동일한 서비스를 제공할 수 있다고 믿기 때문입니다. 그렇게 되면, 호스팅(및 신뢰)은 불필요하고 방해가 되는 책임이 될 것입니다.