[ZK롤업] 영지식 증명 파먹기(3탄) — 그래서 ZK롤업이 뭐야?

Karinnovation🦄

Published in

CURG

4 min readAug 10, 2022

ZK 영지식증명 + 롤업(레이어1 솔루션)이 더해진 합성어다.

영지식 증명(ZK)은 매우 신속한 검증이 가능하며 비트코인 트랜잭션보다 더 적은 데이터를 차지한다. 이것이 영지식 스나크 기술이 프라이버시 및 확장성에 대한 솔루션으로 사용되는 이유 중 하나이다.

ZK롤업(데이터 온체인, 영지식 유효성 증명)? 기존의 롤업에 영지식 증명(Zero Knowledge Proofs)을 더한 합성어로 layer2 확장 솔루션이다. (트랜잭션 실행 후 결과값만 기록하는 솔루션)
ZK롤업은 옵티미스틱에 비해 자금 제한이 없고, 레이어1에서 레이어2로 자금 이동시 짧은 시간이 소요된다는 점이 마케팅이 많이 되어 부상하고 있다. 실제로 이 특징은 결제 부분에 특화된 장점이고, ZK SYNC가 실제로 결제 메인넷으로 쓰이는 중이다.

ZK롤업은 기존의 롤업에 ZK라는 현대암호학 증명법을 더한것이다.

ZK(영지식 증명)은 트랜잭션에 저장된 데이터 양을 줄임으로써 블록을 검증하기위한 컴퓨팅 및 스토리지 리소스를 줄인다. 또한 블록의 유효성을 기록하여 증명하는 역할을 한다. 트랜잭션 데이터는 불필요하다. 말그대로 영지식이기 때문에 과정의 최소화를 통해 해당 거래 데이터의 유효성 검증이 제대로된 애들인지의 결과만 중시해서 ‘유효성 증명’만 필요하다. 따라서 거래 데이터까지 저장소에 담지않기때문에 적은 데이터가 포함되어 블록검증이 빠르고 저렴하게 되는 것이다. 정리하면, 과정의 최소화로 최대로 빠른 결과를 보자(유효성 출력으로 블록검증)를 목표한다.

개발 이유: 단일 거래를 특징으로 대량 전송 처리과정을 통해 확장성을 높혀가는 레이어2를 위해 개발됐다. 플라즈마가 한 트랜잭션당 하나의 거래를 생성하는 경우 ZK롤업은 수백개의 거래를 단일거래로 묶어버린다. 스마트 계약은 단일거래에 포함된 모든 전송을 해체하고 확인한다.

ZK(Zero-Knowledge Proof) 롤업 (레이어2)

‘거래가 제공하는 정보는 기본적으로 잘못된 정보’ 라는 가정으로 지식의 유무보다는 거래의 성사 여부를 중시합니다.

말그대로 0개의 지식으로 ‘정보의 알고있음’을 검증자에게 검증받습니다. 즉 무식으로 유식을 증명하는 것입니다. 유식이 증명되면 유효함으로 판단되어 기록되는 방식이죠.

영지식 증명은 비밀유지의 목적뿐만 아니라, 암호 화폐에서 사용자의 익명성과 거래정보의 익명성을 제공하는 데 사용됩니다. 개인(prover)이 자신만이 가진 비밀 정보를 공개하지 않고 상대방인 확인자(verifier)에게 정보를 알고 있음을 증명할 수 있는 암호화 체계라고 할 수 있어요.

ZK(Zero-Knowledge Proof) 롤업 장단점

ZK롤업의 장점은 이미 승인,증명된 유효한 계약이 자금의 유효함을 확인했기때문에 레이어2에서 1로 이동시 지연이 없다. ZK롤업을 최적화해서 거래 자체의 크기도 줄일 수 있다. 계정은 주소가 아닌 인덱스로 표시되므로 트랜잭션이 32바이트에서 4바이트로 줄일 수 있다. 거래는 이더리움에 콜데이터 즉 가스 소모량을 감소시킨 것으로 기록된다.

장점 정리

사용자 트랜잭션당 낮은 수수료
옵티미스틱 롤업 및 플라즈마보다 빠른 속도
블록은 분산을 장려하는 병렬 컴퓨팅 모델에서 계산됨
각 트랜잭션에 포함된 더 적은 데이터는 레이어2의 처리량과 확장성을 높힌다.
최대 2주까지 출금지연가능한 옵티미스틱 롤업의 사기 증명같은게 필요하지 않고, 즉시 처리 가능함.

단점

영짓식 증명 계산 난이도는 최대 처리량을 얻기위해 데이터 최적화가 필요하다.
ZK롤업의 초기 설정은 중앙집중체계를 지지한다.
보안 체계는 검증할 수 없는 신뢰수준을 가정한다.
양자 컴퓨팅의 등장 위험과 블록체인 해킹의 위협에 취약할 수 있다.

#보안 고려 사항: ZK롤업 초기 설정은 신뢰할 수 있는 상태로 간주되며, 이 경우 오히려 신뢰를 검증할 수 없다. 소규모 개발 그룹이 초기 신뢰를 장악해 독점할 가능성도 존재한다.(독점) 이는 분산성을 저해하고 개발자에게 코드를 조작하거나 취약정보를 제공하도록 설득함으로써 사회공학적 해킹 공격 위험성을 증가시킨다.

이렇게 이더리움2.0에서 이슈가 많은 롤업에 대해 엿보았다. 기술은 상용화되어야 그 가치가 인정된다고 생각하는데, 하루 빨리 발전된 롤업이 도입되어서 이 기대를 유지 시켜주었으면 좋겠다.

ZK롤업 파먹기가 도움되었다면 많은 격려를 부탁드립니다.

격려와 박수는 글을 연재하는 힘이 됩니다!

읽기 10분이 될때까지 롤업에 대해 계속 업데이트할 예정입니다.

이상 카린 개발자였습니다. 감사합니다.