테크 #기술분석#이더리움
“영지식증명, 플라즈마와 ‘꿀케미’”
"플라즈마의 복잡한 UX, 영지식증명으로 개선할 수 있다"
강민승 기자
등록일: 2019-03-11  수정일: 2019-03-12


"플라즈마 등 오프체인에서 수행한 거래가 제대로 반영됐는지 확인하는데도 영지식증명은 효과적인 검증 방식을 제공한다."


박정원 온더 연구원(사진)은 성수동 공간성수에서 지난 8일 개최된 제24회 서울 이더리움 밋업에서 영지식증명의 유용성을 강조하며 이같이 말했다.


플라즈마는 이더리움 체인의 내부에 자식 체인을 만들어 거래를 분산시켜 확장성을 높이는 기술이다. 이를 통해 금융거래 등에서 초당 수억건의 스테이트 변경을 이루겠다는 목표다. 이더리움에서 스테이트란 각종 거래 내역과 자산 내역을 말한다. 영지식증명은 증명자가 내용을 밝히지 않고도 유효한 증명을 만들어내는 암호학 기술을 말한다.


플라즈마의 장점은 메인 체인이 제대로 동작하는 경우 자식 체인이 완전히 망가지더라도 플라즈마 채널에 속한 사용자들의 자산을 안전하게 원상복구할 수 있다는 것이다. 복구 메커니즘이 강력한 이유는 트랜잭션의 스테이트 변경을 강제하는 프레임워크에 기반하고 있기 때문이다. 


하지만 플라즈마에서는 사용자가 코인을 직접 관리한다는 장점에도 불구하고 토큰을 잃어버리지 않기 위해 감시를 적극적으로 해야 해 사용자경험(UX)이 나쁜 편이라는 지적이 많다. 사용자나 오퍼레이터의 악의적인 행동을 막기 위해 항의 기간인 챌린지와 일주일간의 출금 유예기간을 두는 것과 같은 절차를 시행하는 것 외에 특출난 해결책이 아직 없다. 이로 인해 플라즈마 사용자는 여러 단계에 걸친 복잡한 절차를 필연적으로 경험할 수밖에 없다.


트랜잭션 원본데이터를 노출없이 증명하는 영지식증명

이같은 플라즈마 자체의 복잡한 UX를 개선하기 위해 영지식증명 기술을 접목하는 방안이 부상하고 있다. 플라즈마 솔루션은 비탈릭 부테린이 제시한 최소기능 플라즈마(MVP)를 비롯해 집중하는 분야에 따라 버전이 여럿 존재한다. 그중에서 플라즈마 스냅은 영지식증명 기술인 지케이스나크(zk-SNARK)를 플라즈마에 효과적으로 응용한 프로젝트로 꼽힌다.


영지식증명 기술을 사용하면 중요 지식의 전달 없이도 증명자가 자신이 특정 사실을 모두 알고 있다는 것이나 어떤 일을 성취했다는 증명을 만들어낼 수 있다. 특히 영지식증명을 사용해 증명을 제출하면 검증자가 참거짓값 외에 아무런 값도 알아낼 수 없다는 장점이 있다. 이는 타원곡선암호학(ECC) 등 정교한 암호화기법을 여럿 적용한 성과다. 따라서 지케이스나크를 통해 트랜잭션의 증명을 생성하면 프라이버시 보호 수준을 높이는 효과도 있다.


지케이스나크는 '논인터랙티브 형식의 간결한 영지식증명(Zero-Knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge)'의 철자를 따서 만들어졌다. 지케이스나크에서는 흔히 스무고개 하듯 검증자와 증명자가 서로 맞춰보는 절차가 없다. 검증자의 검증은 여러 암호화 기법을 기반으로 단답식으로 단번에 완료되며 매우 간결하다.


“영지식증명으로 플라즈마의 복잡한 UX를 극복하라”

플라즈마에서는 영지식증명을 적용해 사용자의 프라이버시를 보호하는 역할보다 영지식증명을 응용해 블록체인의 확장성을 높이려는 데 초점을 맞추고 있다. 확장성 솔루션을 위한 이더리움의 지케이스나크는 일반적으로 체인 바깥에서 데이터를 처리해 주고받는 별개의 오프체인 방식으로 구현되지만 플라즈마 스냅의 지케이스나크는 별도의 외부 레이어 없이 플라즈마 내부에 탑재된다. 


플라즈마를 위해 탑재되는 지케이스나크는 플라즈마 체인 내부에서 계산한 연산이 제대로 수행됐음을 증명하는데 주로 사용된다. 운영상 달라지는 점은 많지 않다. 오퍼레이터는 플라즈마 체인에서 거래를 마무리하며 사용자 계정정보가 포함된 스테이트 루트를 플라즈마 컨트랙트로 전송할 때 지케이스나크로 생성한 증명을 추가 전송하기만 하면 된다. 플라즈마 컨트랙트는 제출된 증명을 검증하고 이상이 없으면 최종 결과값을 메인 체인에 업데이트 한다.


지케이스나크는 여러 트랜잭션을 한번에 묶어 증명을 만들고 검증을 수행하는 구조와 궁합이 좋다. 이같은 방식을 활용하면 검증자가 특정인의 증명을 뽑아 위조하는 어뷰징 행위도 미리 차단하는 부차적인 효과도 있다. 지케이스나크는 여러 절차를 요구하는 메커니즘이 아니기에 복잡도가 적어 일대다 검증도 동시에 가능하다. 이같은 장점을 활용하면 이더리움의 가스비를 절감하고 플라즈마의 엑싯 절차 등 전반적인 절차를 줄여 복잡한 UX도 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 


박정원 온더 연구원은 이같은 기술적 시너지가 매우 효과적이라는 입장이다. 박 연구원은 “(지케이스나크는) 특히 플라즈마 체인 내부에서 스테이트 변경이 올바르게 수행됐는지 컨트랙트를 통해 항상 손쉽게 검증할 수 있어 효과적”이라고 강조했다.


그는 이어 “영지식증명 기술은 원본 트랜잭션의 데이터가 없이도 해당 계산이 제대로 됐는지 검증할 수 있어 효과적인 오프체인 솔루션이 될 것”이라고 강조했다. 다만 “플라즈마에 지케이스나크를 사용해도 세컨드레이어 솔루션의 고질적인 데이터 가용성 문제는 해결할 수 없어 추가적인 솔루션이 필요할 것”이라고 덧붙였다.


한편 온더는 플라즈마를 여러겹으로 구축하는 레이어드 플라즈마와 플라즈마 내부에서 스마트 컨트랙트를 구동할 목표로 이더리움가상머신(EVM)을 플라즈마에 이식하는 프로젝트를 진행중이다.


[강민승 기자]

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