**댕크샤딩(Danksharding)**은 롤업 트랜잭션을 위한 추가 저장 공간을 제공하여 트랜잭션 처리량을 늘리는 이더리움 롤업 확장 방법입니다. 댕크샤딩은 '더 서지(The Surge)'라고 불리는 이더리움 확장성 로드맵의 두 번째 단계의 핵심 기능입니다.^[1]​

개요

​이더리움은 블록체인 앱에서 가장 인기 있는 네트워크 중 하나이며, 이로 인해 네트워크는 엄청난 압박을 받고 있습니다. 수많은 플랫폼, 프로토콜, 앱 및 토큰을 호스팅하면서 트랜잭션 확정 속도가 느려지고 과도한 수수료가 발생합니다.

이러한 확장성 문제를 극복하기 위해 이더리움 로드맵에는 여러 업그레이드가 포함되어 있습니다. '더 머지(The Merge)'를 통해 이더리움은 지분 증명(PoS) 체인이 되었으며, 전력 소비를 크게 줄이고 PoS 네트워크에서만 가능한 혁신의 문을 열었습니다.

더 저렴하고 빠른 트랜잭션을 달성하기 위한 네트워크의 한 가지 계획은 샤딩을 구현하는 것이었습니다. 이는 거대한 이더리움 블록체인을 더 작은 파티션으로 나누어 네트워크 혼잡과 수수료를 줄이는 방법입니다. 샤딩은 블록체인을 물리적으로 여러 부분으로 나누는 것을 포함합니다. 그러나 샤딩은 보안 리스크와 데이터 마이그레이션의 어려움을 초래할 수 있습니다.

전통적인 샤딩과 달리, 댕크샤딩은 데이터 블롭(blobs)과 KZG 다항식 약속(polynomial commitment) 체계를 활용하여 데이터 가용성과 효율성을 개선하는 데 집중하며, 특히 롤업을 위해 대규모 데이터 패킷 처리를 최적화합니다.

댕크샤딩은 기존 이더리움 레이어 2 솔루션과 통신하는 방법을 도입하며, 이는 전체 이더리움 네트워크를 샤딩하는 것보다 구현하기가 훨씬 쉽습니다. 또한 블록당 더 많은 데이터를 처리할 수 있는 방법을 도입하여 네트워크 속도를 늦추거나 가스비를 높이지 않고도 더 복잡한 트랜잭션을 가능하게 하며, 블록체인 롤업을 더욱 효율적으로 만듭니다. ^[3]​

댕크샤딩은 이를 제안한 이더리움 연구원 댕크래드 파이스트(Dankrad Feist)의 이름을 따서 명명되었습니다. 이는 레이어 1(L1)을 여러 샤드 체인으로 나누는 것을 제안했던 이전의 이더리움 확장 계획인 샤딩을 업그레이드한 것입니다.

댕크샤딩 vs. 샤딩

개발자들은 원래 L1 체인을 64개의 샤드 체인으로 나누는 샤딩을 통해 이더리움을 확장할 계획이었습니다. 각 샤드 체인은 고유한 검증인 세트를 가지며 트랜잭션을 개별적으로 처리할 예정이었습니다.

그러나 롤업이 이더리움 확장의 핵심 방식으로 부상하면서 샤딩 로드맵은 폐기되었습니다. 롤업의 도입으로 트랜잭션이 롤업 체인에서 직접 처리됨에 따라 샤드 체인의 필요성이 줄어들었습니다. 더욱이 롤업 중심의 로드맵은 샤드 체인보다 덜 복잡하고 더 분산되어 있으며 더 나은 보안을 제공했습니다.

댕크샤딩은 이더리움의 롤업 중심 로드맵을 보완하기 위해 도입되었습니다. 댕크샤딩의 가장 뚜렷한 특징은 임시 데이터 블롭의 도입으로, 이를 통해 롤업이 더 많은 데이터를 처리할 수 있게 되어 더 많은 트랜잭션 처리가 가능해집니다.^[11]​

프로토-댕크샤딩 (EIP-4844)

프로토-댕크샤딩(Proto-danksharding)은 구현 시 이더리움 네트워크에 댕크샤딩을 도입하기 위한 토대를 제공하는 제안입니다. 이 개념은 이더리움 개선 제안 4844(EIP-4844)에서 제안되었으며, 이더리움 연구원인 댕크래드 파이스트와 프로토 람다(Proto Lambda)의 이름을 따서 명명되었습니다. EIP-4844는 2024년 3월 13일로 예정된 이더리움의 덴쿤 업그레이드(Dencun Upgrade)의 일부로 곧 구현될 예정입니다.

EIP-4844, 즉 프로토-댕크샤딩은 새로운 유형의 트랜잭션과 임시 데이터 저장 방식을 도입함으로써 이더리움의 미래를 위한 기반을 마련합니다. ^[2]​

EIP-4844와 EIP-4488 비교

EIP-4488(전체 콜데이터 제한을 통한 트랜잭션 콜데이터 가스 비용 절감)은 두 가지 간단한 규칙을 통해 동일한 평균 사례/최악 사례 부하 불일치 문제를 해결하려는 초기적이고 더 단순한 시도였습니다.

• 콜데이터 가스 비용을 바이트당 16 가스에서 3 가스로 감소
• 블록당 1MB 제한 및 트랜잭션당 추가 300바이트 제한 (이론적 최대치: ~1.4MB)

하드 리밋(Hard limit)은 평균 사례 부하의 큰 증가가 최악 사례 부하의 증가로 이어지지 않도록 보장하는 가장 간단한 방법입니다. 가스 비용 절감은 롤업 사용을 크게 늘려 평균 블록 크기를 수백 킬로바이트로 증가시킬 가능성이 높지만, 단일 블록이 10MB를 포함하는 최악의 가능성은 하드 리밋에 의해 직접적으로 방지됩니다.

반면 EIP-4844(프로토-댕크샤딩)는 대규모 고정 크기 블롭에 더 저렴한 데이터를 담을 수 있는 별도의 트랜잭션 유형을 생성하며, 블록당 포함될 수 있는 블롭 수에 제한을 둡니다. 이러한 블롭은 EVM에서 접근할 수 없으며, 실행 레이어가 아닌 합의 레이어(비콘 체인)에 저장됩니다.^[10]​^[9]​

블롭 및 KZG 다항식 약속

블롭 (Blobs)

​블롭은 블롭 운반 트랜잭션(blob-carrying transactions)이라고 불리는 트랜잭션에 대한 데이터를 담는 저렴하고 일시적인 메모리입니다.

블롭은 트랜잭션 검증을 더 효율적으로 만들기 위해 설계되었습니다. 네트워크는 블록의 각 트랜잭션을 검증하는 대신, 블록에 첨부된 블롭이 올바른 데이터를 운반하고 있는지만 확인하면 됩니다. 이러한 블롭 운반 블록의 트랜잭션은 일반적으로 보안 보장을 공유하기 위해 이더리움에 데이터를 저장하는 옵티미즘(Optimism)과 같은 레이어 2 네트워크와 관련이 있습니다. 이러한 블롭의 일시적인 특성은 이더리움 네트워크의 공간을 영구적으로 차지하지 않도록 보장합니다.

​롤업은 트랜잭션 데이터를 저장하기 위해 블롭을 사용할 수 있게 됩니다. 이는 이더리움 메인 체인의 공간을 확보하고 롤업이 더 낮은 비용으로 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있게 해줍니다. EIP-4844는 블롭을 위한 새로운 수수료 시장을 도입합니다.^[8]​

​블롭은 실행 레이어(예: geth)가 아닌 비콘 노드(예: prysm)에 유지됩니다. 향후의 샤딩 작업은 비콘 노드에 대한 변경만 필요하므로, 실행 레이어가 다른 이니셔티브를 병행하여 작업할 수 있게 합니다.^[9]​

KZG 다항식 약속 (KZG Polynomial Commitment)

Kate-Zaverucha-Groth 약속 체계로도 알려진 KZG 다항식 약속은 사용자가 구속력(binding)과 은닉성(hiding)을 모두 갖춘 방식으로 다항식을 약속할 수 있게 해주는 암호화 프리미티브입니다. 이는 약속이 다항식에 대한 어떠한 정보도 드러내지 않으며, 일단 약속이 이루어지면 다항식을 변경하는 것이 불가능함을 의미합니다.

KZG 다항식 약속 체계에서 증명자는 먼저 다항식 p(X)를 약속한 다음, 자신의 주장 p(z) = y와 함께 증명 π를 제출해야 합니다.

약속은 나중에 어떤 위치에서든 열 수 있습니다. 증명자는 특정 위치에서의 다항식 값이 주장된 값과 같음을 보여줍니다.

KZG 다항식 약속 체계는 2010년에 도입되었습니다. ^[4]​^[5]​^[6]​^[7]​

댕크샤딩의 장단점

댕크샤딩의 장점

• 트랜잭션(가스) 수수료 절감 댕크샤딩의 첫 번째 이점은 트랜잭션 수수료 절감입니다. 이더리움 네트워크의 높은 가스비는 주로 네트워크 혼잡으로 인해 발생합니다. 이는 엄청난 수의 사람들이 이더리움 네트워크의 블록체인 앱과 플랫폼에 접속할 때 발생할 수 있습니다. 이더리움은 대다수 dApps의 본거지이므로 네트워크 혼잡은 사용자가 자주 겪는 문제입니다. 네트워크가 롤업을 더 쉽게 처리할 수 있게 함으로써, 댕크샤딩은 이더리움이 혼잡을 피하도록 도울 것입니다. 이는 레이어 2 체인 사용뿐만 아니라 더 넓은 이더리움 네트워크 전반의 가스비를 개선할 것입니다.^[2]
• 더 빠른 트랜잭션 댕크샤딩의 또 다른 이점은 이더리움이 이전보다 훨씬 빠르게 트랜잭션을 처리할 수 있게 해준다는 것입니다. 데이터를 일시적으로 저장하는 방법을 도입함으로써 네트워크 노드에 도움을 줍니다. 이전에는 각 노드가 블록체인 역사의 전체 사본을 저장해야 했으며 이는 무거운 부담이었습니다. 댕크샤딩을 사용하면 노드가 훨씬 적은 데이터를 저장하고 처리하므로 더 효율적으로 작동할 수 있습니다. 이는 사용자의 트랜잭션이 훨씬 빨라짐을 의미합니다.^[2]

댕크샤딩의 단점

• 보안 댕크샤딩이 이더리움의 확장성 문제에 대한 해답이 될 수 있지만, 보안에 대한 우려도 존재합니다. 이 방법은 이전 계획인 샤딩보다 네트워크에 구현하기가 훨씬 쉽지만, 댕크샤딩은 블롭 운반 트랜잭션을 오프체인에서 검증하는 것을 포함합니다. 이는 보안 리스크가 될 수 있는데, 인기가 적은 롤업이 악의적인 행위자의 표적이 될 수 있기 때문입니다. 체인이 작고 경험이 적을수록 공격하기가 더 쉽습니다. 이는 악의적인 소스의 블롭 운반 트랜잭션이 이더리움 메인넷에 도달할 수 있음을 의미할 수 있습니다. 롤업에는 이를 방어하기 위한 보안 조치가 있지만, 이더리움 메인넷만큼 강력하지는 않습니다.^[2]