데이터 가용성이 Layer2에 왜 그렇게 중요한가요?
데이터 가용성이란 무엇인가? L2는 어떤 데이터 가용성 문제에 직면해 있는가? 왜 데이터 가용성 계층 L2에 대해 이렇게 많은 논란이 있는가?저자: 감숙
이더리움 재단 연구원 Dankrad Feist는 한 트윗에서 이더리움을 사용하지 않고 데이터 가용성을 확보하는 것은 L2가 아니라고 언급했습니다. 그의 말에 따르면, 많은 체인들이 L2의 대열에서 제외되어야 하며, 예를 들어 Arbitrum Nova, Polygon 및 Mantle 등이 이에 해당합니다.
그렇다면 데이터 가용성이란 무엇일까요? L2는 어떤 데이터 가용성 문제에 직면해 있을까요? 데이터 가용성 계층 L2에 대해 왜 이렇게 많은 논란이 있는 걸까요? 본문에서는 이 몇 가지 질문에 집중하여 데이터 가용성의 신비한 베일을 벗겨보려 합니다.
데이터 가용성이란
간단히 말해, 데이터 가용성은 블록 생성자가 블록의 모든 거래 데이터를 네트워크에 게시하여 검증자가 다운로드할 수 있도록 하는 것을 의미합니다.
만약 블록 생성자가 완전한 데이터를 게시하고 검증자가 다운로드할 수 있다면, 우리는 데이터를 가용하다고 말합니다. 반대로, 그가 일부 데이터를 숨겨 검증자가 전체 데이터를 다운로드할 수 없다면, 우리는 데이터를 비가용하다고 말합니다.
데이터 가용성과 데이터 검색 가능성의 차이
보통 우리는 데이터 가용성과 데이터 검색 가능성을 혼동하기 쉽지만, 사실 두 가지는 매우 다릅니다.
데이터 가용성은 블록이 생성되었지만 아직 합의를 통해 블록체인에 추가되지 않은 단계와 관련이 있으며, 따라서 데이터 가용성은 역사적 데이터와 관련이 없고, 새로 게시된 데이터가 합의를 통해 가능한지 여부와 관련이 있습니다.
데이터 검색 가능성은 데이터가 이미 합의를 통해 블록체인에 영구적으로 저장된 후의 단계와 관련이 있으며, 즉 역사적 데이터를 검색할 수 있는 능력을 의미합니다. 이더리움에서 모든 역사적 데이터를 저장하는 노드는 아카이브 노드라고 불립니다.
따라서 L2 BEAT의 공동 창립자는 긴 트윗에서 전체 노드가 우리에게 역사적 데이터를 제공할 의무가 없다고 언급했으며, 우리가 이를 받을 수 있는 이유는 단지 전체 노드가 충분히 친절하기 때문입니다.
그는 또한 데이터 가용성(Data Availability)이라는 용어가 그 역할에 대한 오해를 불러일으킬 수 있다고 언급하며, 이를 데이터 게시(Data Publishing)로 대체해야 한다고 주장했으며, 이 주장은 Celestia 창립자의 지지를 받았습니다.
L2의 데이터 가용성 문제
데이터 가용성이라는 개념은 이더리움에서 유래했지만, 현재 우리가 주목하고 있는 것은 L2 차원의 데이터 가용성입니다.
L2에서 정렬자(Sequencer)는 블록 생성자로, 검증자가 거래의 유효성을 확인할 수 있도록 충분한 거래 데이터를 게시해야 합니다. (정렬자(Sequencer)에 대한 더 많은 내용을 알고 싶다면, 통찰 주간지의 이전 기사《연구 보고서｜정렬자(Sequencer)의 원리, 현황 및 미래》를 읽어보세요.)
하지만 이 과정에서 두 가지 문제에 직면하게 됩니다. 첫째, 검증 메커니즘의 안전성을 보장해야 하고, 둘째, 데이터 게시 비용을 낮춰야 합니다. 아래에서 구체적으로 설명하겠습니다.
검증 메커니즘의 안전성을 보장하는 문제
우리는 OP 롤업이 거래의 유효성을 검증하기 위해 사기 증명을 사용하는 반면, ZK 롤업은 유효성 증명을 사용한다는 것을 알고 있습니다.
OP 롤업의 경우: 만약 정렬자(Sequencer)가 완전한 추적 가능한 블록 데이터를 게시하지 않으면, 사기 증명에서 도전자는 유효한 도전을 제기할 수 없습니다.
ZK 롤업의 경우: 유효성 증명 자체는 데이터 가용성을 필요로 하지 않지만, ZK 롤업 전체는 여전히 데이터 가용성이 필요합니다. 만약 추적 가능한 블록 데이터가 없다면, 사용자는 자신의 잔액을 알 수 없으며, 자산을 잃을 가능성이 큽니다.
검증이 안전하게 진행되도록 하기 위해, 현재의 L2 정렬자(Sequencer)는 일반적으로 L2의 상태 데이터와 거래 데이터를 안전성이 높은 이더리움에 게시하며, 이더리움을 통해 결제하고 데이터 가용성을 확보합니다.
따라서 데이터 가용성 계층은 실제로 L2가 거래 데이터를 게시하는 장소이며, 현재 주류 L2는 이더리움을 데이터 가용성 계층으로 사용하고 있습니다.
데이터 게시 비용을 낮추는 문제
현재의 L2는 데이터 가용성과 결제가 모두 이더리움에서 발생하도록 단순하게 구성되어 있으며, 충분한 안전성을 확보했지만, 막대한 비용을 감수해야 합니다. 이것이 L2가 직면한 두 번째 문제, 즉 데이터 게시 비용을 낮추는 방법입니다.
사용자가 L2에 지불하는 총 가스는 L2에서 거래를 실행하는 데 발생하는 가스와 L2가 L1에 데이터를 제출하는 데 발생하는 가스로 구성됩니다. 전자는 비용이 미미하지만, 후자가 사용자 비용의 대부분을 차지합니다. 데이터 가용성을 보장하기 위해 게시된 거래 데이터가 L2가 L1에 제출하는 데이터의 주요 부분을 차지하며, 거래의 유효성을 검증하는 증명 데이터는 매우 작은 부분만 차지합니다.
따라서 L2 전체를 더 저렴하게 만들기 위해서는 데이터 게시 비용을 낮춰야 합니다. 그렇다면 비용을 어떻게 낮출 수 있을까요? 주로 두 가지 방법이 있습니다:
L1에서 데이터 게시 비용을 낮추는 방법, 예를 들어 이더리움이 곧 진행할 EIP-4844 업그레이드입니다. EIP-4844 업그레이드에 관심이 있는 분들은 통찰 주간지의 이전 기사《Web3 과학｜Layer 2의 큰 혜택을 쉽게 이해하기: EIP-4844》를 읽어보세요.
롤업을 모방하여 거래 실행을 L1에서 분리하고, 데이터 가용성도 L1에서 분리하여 비용을 낮추는 방법입니다. 즉, 이더리움을 데이터 가용성 계층으로 사용하지 않는 것입니다.
L2의 데이터 가용성 계층에 대한 논란
L2의 데이터 가용성 계층에 대한 논란은 모듈화 블록체인에서 시작해야 합니다. 모듈화 블록체인은 전체 블록체인의 각 핵심 기능을 분리하여 상대적으로 독립적인 각 부분을 형성하고, 다양한 전용 네트워크의 조합을 통해 단일 블록체인의 성능을 확장하는 것입니다.
모듈화 블록체인의 계층화에 대한 논란이 있지만, 현재 일반적으로 받아들여지는 것은 모듈화 블록체인을 네 가지 계층으로 나누는 것입니다. 즉, 실행 계층(Execution), 결제 계층(Settlement), 합의 계층(Consensus) 및 데이터 가용성 계층(Data Availability)입니다. 각 모듈의 기능은 아래 그림과 같습니다.
모듈화 블록체인은 레고 블록과 유사하여, 맞춤형으로 최고의 블록을 사용하여 훌륭한 모델을 구축하고 블록체인의 "불가능한 삼각형" 문제를 완화합니다.
하지만 현재의 L2는 실행 계층을 이더리움에서 분리하는 것 외에는 나머지 세 계층의 기능이 여전히 이더리움에서 수행되고 있습니다. 그러나 비용 문제로 인해 많은 L2는 데이터 가용성 계층을 이더리움에서 분리할 준비를 하고 있으며, 이더리움을 결제 계층과 합의 계층으로만 사용하려고 합니다.
흥미롭게도, 이더리움은 L2가 다른 곳에서 데이터 가용성을 확보하는 것을 원하지 않는 것 같습니다. 이더리움 재단의 연구원 Dankrad Feist는 한 트윗에서 이더리움을 데이터 가용성 계층으로 사용하지 않는 것은 롤업이 아니며, 따라서 L2도 아니라고 언급했습니다.
또한, L2 BEAT의 최신 L2 정의에서도 L1에 데이터를 게시하지 않는 확장 솔루션은 L2가 아니라고 명시하고 있습니다. 왜냐하면 오프체인 데이터 가용성 솔루션을 사용하면 운영자가 게시된 데이터를 제공할 것이라는 보장이 없기 때문입니다.
물론 L2가 무엇인지에 대한 구체적인 정의는 아직 확정되지 않았습니다. 위의 이더리움 재단 구성원과 L2 BEAT는 L2가 데이터 가용성 계층을 이더리움에 남겨두어야 한다고 주장하는 것은 안전성 문제 때문인 것처럼 보이지만, 실제로는 이더리움의 지위가 흔들릴까 두려워하는 것일까요?
이더리움의 비전은 슈퍼 컴퓨터 플랫폼이 되는 것이며, 나중에 네트워크 성능을 향상시키기 위해 롤업을 발전시켜 많은 생태계가 더 저렴한 L2에서 발전하게 되었지만, 이더리움이 제공하는 안전성 덕분에 이더리움의 지위에는 큰 영향을 미치지 않았습니다. 그러나 L2가 데이터 게시와 관련된 데이터 가용성 계층을 이더리움에서 분리하게 된다면, 본질적으로 이더리움의 안전성 의존도를 약화시키고 점차 이더리움에서 멀어지게 되어 이더리움의 지위에 위협이 될 수 있습니다.
어쨌든 데이터 가용성 계층과 관련된 프로젝트의 발전을 막을 수는 없습니다. 다음 데이터 가용성에 관한 기사에서는 현재 시장에서 주요 데이터 가용성 솔루션 및 관련 프로젝트에 대해 자세히 소개할 예정이니 기대해 주세요.
참고 자료:
【1】이더리움 문서: 데이터 가용성
【2】데이터 가용성에 대한 오해: DA=데이터 게시≠역사 데이터 검색
【3】Validium 제외? Danksharding 제안자의 시각에서 Layer2 재해석하기
【4】데이터 가용성 검사
【5】데이터 가용성 및 소거 코딩에 대한 메모
【6】IOSG Ventures: 데이터 가용성 계층 해체, 모듈화 미래에서 간과된 레고 블록
