Beacon Layer를 통한 탈중앙화 롤업 상태 확인

이전 블로그에서 설명했듯이 Beacon Layer의 핵심 책임 중 하나는 AltLayer의 롤업 런치패드를 통해 시작된 롤업에 대한 분산 검증 레이어 역할을 하는 것입니다. 이 전용 롤업 상태 확인 계층에는 몇 가지 이점이 있습니다. 이 문서에서는 Beacon Layer가 롤업 상태를 확인하는 방법과 이것이 dApp, 미들웨어 공급자 및 최종 사용자에게 가져다주는 이점에 대해 자세히 설명합니다.

왜 탈중앙화 인증인가?

오늘날 롤업에 배포된 대부분의 dApp은 시퀀서가 제공하는 소프트 완결성, 즉 시퀀서가 트랜잭션에 대한 영수증을 발행하자마자 시퀀서가 트랜잭션 데이터를 레이어 1에 게시할 때까지 기다리지 않고 클라이언트 측에서 상태를 업데이트합니다.

이는 거의 즉각적인 트랜잭션 처리 환경을 제공하지만, 악의적이거나 결함이 있는 시퀀서가 트랜잭션 데이터를 레이어 1에 게시하지 않을 수 있다는 점을 감안할 때 롤업 상태는 최종적이지 않습니다. 이는 현재 롤업이 모두 중앙 집중식 시퀀서로 작동하기 때문에 특히 관련이 있습니다.

탈중앙화 롤업 상태 검증 네트워크는 중앙 집중식 시퀀서가 제공하는 “소프트보다 어려운” 최종성을 제공하여 dApp에 최종 사용자에게 직접적인 영향을 미치는 더 강력한 최종성을 보장할 수 있습니다. 분산 검증은 또한 미들웨어 공급자(예: 브리지)와 같은 다른 플레이어가 롤업 노드를 운영할 필요가 없어 운영 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있습니다.

또한 수백 또는 수천 개의 앱별 롤업이 있는 경우 모든 롤업에서 롤업 상태를 확인하는 전용 확인 계층도 롤업에 대한 상호 운용성 솔루션을 빌드하는 데 유용합니다. 검증 계층은 롤업 A의 상태(예: 토큰 소각)를 확인할 때 시퀀서에게 다른 롤업 B에서 관련 트랜잭션(예: 래핑된 토큰 발행)을 처리하도록 지시할 수 있습니다.

Beacon Layer를 통한 분산 검증 및 계층화 된 최종성

Beacon Layer를 통한 분산 검증 레이어는 롤업과 레이어 1 사이에 중간층을 제공하므로 자연스럽게 계층화된 최종성을 생성합니다. 이 글의 나머지 부분에서는 Beacon Layer의 도입으로 제공되는 다양한 최종 계층에 대해 설명합니다.

티어 1 완결성

이를 이해하려면 현재 Arbitrum 또는 Optimism에서 롤업 트랜잭션의 수명 주기를 고려하십시오. 이러한 네트워크는 중앙 집중식 시퀀서와 함께 작동하므로 시퀀서는 사용자의 트랜잭션을 가져와 처리하고 소프트 완결성의 증거 역할을 하는 트랜잭션 영수증을 발행합니다. 이 트랜잭션은 시퀀서로 직접 오거나 레이어 1에서 직접 올 수 있습니다(레이어 2 -> 레이어 1에서 출금 요청인 경우). 그러나 소프트 완결성은 단일 중앙 집중식 시퀀서에서 발행되므로 여기에서 제공되는 보증은 대부분 “trust me” 보증입니다. 또한 시퀀서를 사용할 수 없는 시나리오에서는 이 보장을 처음부터 얻을 수 없습니다.

반면에, AltLayer의 롤업에는 Beacon Layer에 의해 할당된 탈중앙화 시퀀서(서로 합의 프로토콜을 실행하는)가 있다는 점을 고려하면, 여기서 소프트 완결성 보장은 실제로 중앙 집중식 시퀀서가 있는 롤업과 동일한 수준의 해당 보장보다 약간 “더 어려운” 것입니다. 이 최종성을 Tier 1 최종성이라고 합니다.

티어 2 완결성

대부분의 롤업에서 1–3분 후에 시퀀서는 지금까지 처리된 트랜잭션을 일괄 처리하고 기본적으로 온체인 스토리지로 유지되지만 레이어 1의 글로벌 계정 상태의 일부가 아니므로 다른 계약에서 액세스할 수 없도록 하는 calldata를 사용하여 기본 레이어 1로 푸시합니다. 레이어 2 트랜잭션은 이제 배치에 포함된 레이어 1 블록과 동일한 완결성을 가지며, 이를 “하드 완결성”이라고 합니다.

트랜잭션 데이터 외에도 시퀀서는 상태 변경의 정확성을 증명하는 데 필요한 이전(일괄 처리된 트랜잭션 이전의 상태) 및 새 상태 루트(일괄 처리된 트랜잭션이 실행된 후의 상태)를 제출합니다.

시퀀서가 일괄 처리를 제출하면 계약은 상태 이전 루트가 기존 상태 루트와 일치하는지 확인합니다. 두 상태가 일치하면 계약은 이전 상태 루트를 삭제하고 시퀀서에서 제안한 새 상태 루트를 저장합니다.

이 단계에서 레이어 1에는 시퀀서가 새 상태 루트를 생성한다고 주장하는 모든 트랜잭션이 있습니다. 그러나 시퀀서의 주장과 상태 루트에 대한 약속이 정확하다는 보장은 없습니다. 이것이 바로 낙관적 롤업에 철회 기간이 있는 이유이며, 이를 통해 누구나 시퀀서의 주장에 이의를 제기할 수 있습니다.

AltLayer는 두 가지 방법으로 이를 개선합니다.

1. 시퀀싱 네트워크가 탈중앙화되고 시퀀서가 합의 프로토콜을 실행하기 때문에 시퀀싱 네트워크가 유효하지 않거나 잘못된 상태 루트를 생성할 가능성은 거의 없습니다.
2. 둘째, 더 중요한 것은 시퀀서가 유효성 증명(아래 설명 참조)을 통해 상태 전환의 유효성을 확인하기 위해 비콘 레이어 유효성 검사기에 의존한다는 것입니다.

Beacon Layer는 유효성 증명을 통해 시퀀서가 책임을 지도록 하는 중간 네트워크 역할을 합니다.

유효 증명: 롤업의 상태는 머클 트리에 저장됩니다. 예를 들어 키는 계정 ID일 수 있고 값은 제어하는 토큰 수일 수 있습니다.

AltLayer에서 롤업 네트워크는 유효성 증명이라고 하는 유효한 상태 전환 증명을 생성하여 비콘 레이어 유효성 검사기가 전체 상태에 액세스하지 않고도 롤업에 대한 상태 전환을 확인할 수 있도록 합니다. 그들은 단지 필요합니다 :

• 블록 (상태 전환 목록)
• 블록이 수정하는 상태 데이터베이스의 값 및
• Merkle 트리에서 영향을 받지 않는 지점의 해시입니다.

이를 통해 비콘 레이어 검증자는 새로운 상태 루트를 생성하고 시퀀서가 주장한 상태 루트가 자신이 생성한 상태 루트와 동일한지 비교할 수 있습니다. 결과적으로 Beacon Layer는 롤업을 위한 상태 비저장 라이트 클라이언트의 분산형 네트워크 역할을 합니다.

비콘 레이어는 유효한 상태를 보장하지 않습니다. 유효한 상태 전환만 보장합니다. 비콘 레이어 유효성 검사기는 롤업 상태의 모든 값을 검사하지 않고 수정된 값만 검사하여 수정이 유효한지 확인합니다.

롤업 네트워크는 유효성 증명을 생성하여 “PoV 블록”이라는 특수 블록으로 주기적으로(6개의 롤업 블록마다) 비콘 레이어에 제출합니다. 롤업 네트워크에서 생성된 유효성 증명을 확인할 수 있도록 비콘 계층의 유효성 검사기는 유효성 검사기 런타임의 일부인 웹 어셈블리 코드인 STVF(상태 전환 유효성 검사 함수)를 구현합니다. STVF는 PoV 블록을 입력으로 받아 블록의 유효성을 출력합니다. 증명이 유효하면 비콘 레이어는 트랜잭션 배치와 사전 및 사후 상태 루트를 레이어 1에 제출합니다. 기존 롤업에서는 시퀀서가 직접 수행하지만 AltLayer의 경우 비콘 레이어 네트워크의 책임입니다.

비콘 레이어는 훨씬 초기 단계에서 시퀀서 수준의 사기를 감지하므로 기본 레이어 1에서 분쟁이 발생할 가능성이 줄어듭니다. 간단히 말해서 Beacon Layer는 사기 판결을 위한 ‘하급 법원’ 역할을 하고 기본 Layer 1은 대법원 역할을 합니다. 결과적으로 Beacon Layer는 중앙 집중식 시퀀서를 사용하는 롤업에 비해 더 나은 완결성을 보장합니다. 이를 Tier 2 Finality라고 합니다.

티어 3 완결성

이 단계에서 트랜잭션 데이터와 새 상태는 AltLayer의 경우 Beacon Layer 또는 기존 롤업의 시퀀서 자체에 의해 Layer 1에 커밋됩니다. 롤업 시스템은 이제 “챌린지 기간”을 거칩니다.

제안된 주 공약이 챌린지 기간 동안 이의를 제기하지 않는다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 최종적인 것으로 간주되며, 그 후 레이어 1의 스마트 계약은 해당 약정에 따라 롤업 상태에 대한 인출 증명을 안전하게 수락할 수 있습니다. 상태 약정에 성공적으로 이의를 제기하면 잘못된 일괄 처리와 이후에 게시된 일괄 처리가 되돌려져 롤업이 이전 상태 루트로 복원됩니다. 그런 다음 롤업 프로토콜은 트랜잭션을 다시 실행하고 그에 따라 롤업의 상태를 업데이트해야 합니다.

챌린지 기간이 끝나면 레이어 2에서 레이어 1로의 출금이 최종적으로 허용됩니다. 출금은 레이어 2에서 시작되고 레이어 1에서 실행되는 트랜잭션에 의해 완료되는 교차 도메인 트랜잭션입니다(예: 레이어 2 계정에서 레이어 1 계정으로 토큰 전송). 사용자는 트랜잭션이 롤업의 상태 루트에 포함되었음을 증명하는 머클 증명(calldata 사용)을 롤업 컨트랙트에 제공하기만 하면 됩니다.

이 상태에서 AltLayer의 프로세스는 기존 롤업과 매우 유사합니다. 유일한 차이점은 성공적인 챌린지의 경우 AltLayer는 시퀀서에서 시작하여 유효성 증명을 확인하는 Beacon Layer의 유효성 검사기로 공급망의 다른 노드를 슬래시할 수 있다는 것입니다.

요약

요약하자면, 비콘 레이어는 트랜잭션이 레이어 1에 도달하기 전에 각 롤업의 상태를 확인하는 전용 네트워크를 제공하여 더 나은 완결성을 보장합니다.