블록체인 레이어 2 솔루션 : 롤업
블록체인 레이어 2 솔루션 : 롤업
롤업이란 L2에서 트랜잭션을 실행한 뒤, 실행한 트랜젝션 데이터들과 변경된 상태의 압축 데이터를 L1에 저장하는 솔루션이다.
롤업의 경우, 오프체인에서 트랜잭션을 실행하기 때문에, 확장성 개선이 가능하다는 장점이 있다.
롤업 프로세스
롤업은 위 그림과 같이 Rollup Contract가 존재하며, 이 컨트랙트는 롤업 상태의 머클 루트를 저장한다.
여기서 누구나 트랜잭션을 등록 가능하며, Rollup Contract는 트랜잭션에 들어있는 이전 롤업 상태의 스테이트 루트 값, 변경된 롤업 상태의 스테이트 루트 값, 트랜잭션 압축 데이터 중 저장되어 있는 스테이트 루트값과 이전 롤업 상태의 스테이트 루트 값을 검증 후, 일치한다면 상태 전이를 진행한다.
이러한 점에서 압축된 데이터를 온체인에 등록하기 때문에 데이터의 유효성 검증이 가능하여 데이터 가용성 문제 또한 해결된다.
옵티미스틱 롤업, ZK 롤업
롤업에서 잘못된 상태를 업데이트할 경우가 발생 가능하다. 여기서 롤업은 온체인에 저장된 트랜잭션 데이터를 바탕으로 업데이트하려는 트랜잭션이 올바른 지 검증해야 한다. 이 검증 방식에 따라 옵티미스틱 롤업, ZK 롤업이 나뉜다.
옵티미스틱 롤업
옵티미스틱 롤업은 모든 트랜잭션을 사실이라고 가정하고 처리하지만, 의심가는 거래가 발생하면 사기 증명을 사용하며, 상태 루트의 전체 기록과 각 트랜잭션의 해시를 추적한다. 여기서 만약 하나의 배치에 잘못된 사후 상태 루트가 있다는 것을 발견하면 체인에 대한 증명을 게시하여 배치가 잘못 계산되었음을 증명할 수 있다. 이렇게 될 경우, Rollup Contract는 증거를 확인하고 해당 배치와 그 이후 모든 배치를 되돌린다. 이는 네트워크 내에 사기를 적발하려는 참여자가 1명이라도 존재하면 제대로 작동가능하며, 사기 검증자에게는 보상이 주어지고 해당 사기 트랜잭션을 문제없다고 처리했던 참여자는 처벌을 받는다.
Zk 롤업
Zk 롤업은 모든 트랜잭션에 ZK-SNARK라는 암호화 증명을 포함하여 상태 루트가 올바른 결과임을 증명한다. 이는 계산량이 아무리 많아도 상태가 전이되기 전에 미리 유효성 증명을 하기 때문에 증명은 온체인에서 빠르게 검증이 가능하다.
옵티미스틱 롤업 vs ZK 롤업
| 고려사항 | 옵티미스틱 롤업 | ZK 롤업 |
|---|---|---|
| 트랜잭션당 고정 가스 비용 | ~40,000(주로 상태 루트의 값만 변경하는 경량 트랜잭션) | ~500,000(ZN-SNARK의 검증은 계산 집약적) |
| 출금 기간 | ~1주일(사기 증명 기간) | 매우 빠름(미리 유효성 증명을 하기 때문에) |
| 기술의 복잡성 | 낮음 | 높음(ZK-SNARK) |
| 일반화 가능성 | 쉬움(범용 EVM 롤업은 이미 메인넷과 비슷 : 스마트 컨트랙트 구동 가능) | 어려움(범용 EVM 실행을 증명하는 ZK-SNARK는 더 어려움) |
| 트랜잭션당 온체인 가스 비용 | 더 높음(사기 증거) | 낮음(미리 유효성 증명을 하기 때문에) |
| 오프체인 계산 비용 | 더 낮음 | 더 높음 |