저스틴 탈러는 알고리즘, 복잡성 이론, 암호학을 전문으로 하는 미국의 컴퓨터 과학자, 학자, 연구원입니다. 그는 특히 간결한 비대화형 지식 논증 (SNARK) 및 영지식 증명 (ZKP) 분야에서 검증 가능한 계산에 대한 기여로 인정받고 있습니다. 탈러는 조지타운 대학교 컴퓨터 과학 부교수와 벤처 캐피털 회사인 Andreessen Horowitz의 암호화폐 부문(a16z crypto)의 리서치 파트너라는 두 가지 역할을 수행하고 있습니다. ^{[1] [2]}

학력

탈러는 2009년 예일 대학교에서 컴퓨터 과학 학사 학위를 받았으며, 수학을 부전공했습니다. 이후 하버드 대학교에서 컴퓨터 과학 박사 학위를 받았으며, 계산 이론 그룹에서 마이클 미첸마허 교수의 지도를 받았습니다. 박사 학위 후, 탈러는 UC 버클리의 시몬스 이론 컴퓨팅 연구소에서 연구원으로 활동했습니다. ^{[2] [3]}

경력

학문 경력

Thaler는 뉴욕의 Yahoo Labs에서 연구 과학자로 산업 연구 경력을 시작했습니다. 2016년에 그는 학계로 전환하여 조지타운 대학교 컴퓨터 과학과에 합류했습니다. 그는 현재 조지타운 대학교의 종신 부교수이지만 현재는 강의를 쉬고 있습니다. ^{[2] [3]}

조지타운에서 Thaler는 확률적 증명 시스템, 컴퓨터 과학 분석 기술 및 스트리밍 알고리즘과 같은 대학원 수준의 과정을 가르쳤습니다. 그는 또한 여러 박사 과정 학생과 박사후 연구원을 지도했으며 STOC, TCC 및 SODA를 포함한 수많은 컴퓨터 과학 컨퍼런스의 프로그램 위원으로 활동했습니다. ^[2]

a16z Crypto

2022년 여름, 탈러는 a16z crypto의 상주 연구원이었습니다. 2022년 11월 17일, 그는 Georgetown의 종신 교수직을 유지하면서 회사의 연구팀에 풀타임 연구 파트너로 합류할 것이라고 발표되었습니다. a16z crypto에서 그의 업무는 포트폴리오 회사에 전문 지식을 제공하고, 영지식 분야의 새로운 프로젝트를 평가하고, 증명 시스템에서 연구 리더십을 계속하는 것을 포함합니다. 그는 또한 복잡한 연구 주제를 더 많은 청중에게 설명하기 위한 교육 콘텐츠를 만드는 데 참여하고 있습니다. ^{[3] [1]}​

연구 및 기여

탈러의 연구는 이론 컴퓨터 과학과 실제 응용에 중점을 둡니다. 그의 주요 목표에는 검증 가능한 계산 및 ZKPs를 위한 효율적인 프로토콜 설계, 저차 다항식에 의한 부울 함수 근사 이해, 대규모 데이터 세트를 위한 스트리밍 알고리즘 개발이 포함됩니다. ^[2]​

영지식 증명 및 검증 가능한 계산

Thaler는 더 빠르고 실용적인 SNARK 개발의 주요 인물이며, 신뢰할 수 있는 설정이 필요 없고 양자 컴퓨터에 잠재적으로 저항력이 있는 시스템에 중점을 둡니다.

Lasso 및 Jolt

Lasso와 Jolt는 Thaler와 그의 공동 연구자들이 2023년 8월 10일에 소개한 상호 연결된 연구 프로젝트로, 특히 영지식 가상 머신(zkVM)을 위한 SNARK의 성능을 향상시키기 위해 설계되었습니다. ^[1]

• Lasso: 2023년에 소개된 Lasso는 효율성을 위해 설계된 lookup argument입니다. 주요 혁신은 증명자의 비용이 전체 테이블 크기가 아닌 액세스한 테이블 항목 수에 따라서만 확장되는 대규모 구조화된 테이블(예: 크기 2¹²⁸)에 대한 조회를 처리할 수 있다는 것입니다. ^[2]
• Jolt: Jolt는 Lasso를 사용하여 제작자가 "lookup singularity"라고 부르는 것을 달성하는 zkVM입니다. 이 설계는 RISC-V CPU와 같은 프로그램의 계산 단계를 대규모의 instruction-specific 테이블에 대한 조회로 거의 완전히 구성된 회로로 컴파일합니다. 이 방법은 범용 계산을 위한 매우 효율적인 증명자를 생성하도록 설계되었습니다. Jolt는 복잡성 이론의 핵심 개념인 sum-check 프로토콜을 핵심 구성 요소로 활용합니다. Thaler는 2025년 11월 6일에 시스템의 설계 원리를 설명하는 "Sum-check is all you need"라는 제목의 설문 조사를 발표했습니다. ^{[2] [1]}

Jolt 프로젝트는 다음과 같은 여러 성능 이정표를 발표했습니다.

• 2024년 4월 9일: Jolt의 초기 오픈 소스 릴리스가 발표되었으며, 초기 벤치마크에서 당시 RISC Zero 및 SP1과 같은 경쟁 시스템보다 빠르다는 것을 보여주었습니다.
• 2025년 1월 23일: Thaler는 Jolt 증명자를 더욱 가속화하기 위한 두 가지 메모리 검사 argument인 "Twist and Shout"를 소개했습니다.
• 2025년 8월 14일: 상당한 속도 향상이 발표되었으며, 32코어 CPU에서 초당 1,000,000 RISC-V 사이클 이상, MacBook에서 초당 500,000 사이클 이상의 성능을 달성했으며, 증명 크기는 약 50KB였습니다.
• 2025년 10월 15일: Jolt의 기능이 확장되어 64비트 RISC-V 프로그램(RV64IMAC)을 지원하고, 32코어 CPU에서 초당 150만 사이클로 성능이 향상되었습니다.

모든 개발 정보 및 성능 지표는 Thaler가 공개적으로 공유했습니다. ^[1]

SNARK에 대한 공개 논평

Thaler는 ZK 기술의 현황에 대한 적극적인 공개 논평가로서, 그 기능과 한계에 대한 현실적인 이해를 옹호합니다.

• 2023년 7월 12일, 그는 "SNARK에 대한 17가지 오해 (그리고 그것이 우리를 막는 이유)"라는 제목의 기사를 발표하여 해당 분야의 일반적인 오해를 명확히 했습니다.
• 그는 기존 ZK 시스템의 성숙도와 보안에 대해 지속적으로 경고했습니다. 2024년 11월 20일, 그는 "오늘날의 zkVM은 버그로 가득 차 있을 가능성이 높습니다. 그렇지 않은 척하는 것을 멈춰야 합니다."라고 말하면서 "버그 없는 Jolt"를 향한 로드맵을 제시했습니다.
• 2025년 3월 11일 게시물에서 그는 기술을 과장하는 것에 대해 경고하면서, SNARK는 만연한 버그, 초기 단계의 형식 검증, 기본 실행에 비해 성능 오버헤드로 인해 복잡하고 중요한 배포에 아직 준비되지 않았다고 언급했습니다. ^[1]

기타 SNARK 시스템

Lasso 및 Jolt에 대한 작업을 수행하기 전에 Thaler는 다음과 같은 여러 중요한 증명 시스템에 기여했습니다.

• 사용자 정의 가능 제약 조건 시스템(CCS) 및 SuperSpartan(2023): Thaler는 오버헤드를 추가하지 않고 R1CS 및 Plonkish와 같은 널리 사용되는 제약 조건 시스템을 통합하고 일반화하는 프레임워크인 CCS를 공동 도입했습니다. 이를 기반으로 선형 시간 증명자를 특징으로 하고 고속 푸리에 변환(FFT)이 필요 없이 고차 제약 조건을 지원하는 CCS용 SNARK인 SuperSpartan을 공동 개발했습니다. ^[2]
• Brakedown 및 Shockwave(2021): Thaler는 신뢰할 수 있는 설정 없이 선형 시간 증명자()를 특징으로 하는 R1CS용 최초의 SNARK 시스템 중 하나인 Brakedown을 공동 저술했습니다. 양자 컴퓨터에 대해 그럴듯하게 안전한 것으로 간주됩니다. 그는 또한 초선형 시간 증명자를 대가로 더 짧은 증명과 더 빠른 검증을 제공하는 변형인 Shockwave에 기여했습니다. ^[2]
• Hyrax(2018): Thaler는 증명자와 검증자 모두에게 효율적인 "이중 효율적인" zkSNARK인 Hyrax를 공동 개발했습니다. 이는 Decisional Diffie-Hellman(DDH) 가정을 기반으로 하며 신뢰할 수 있는 설정이 필요하지 않으며 Fiat-Shamir 휴리스틱을 사용하여 비대화형으로 만들어 데이터 병렬 계산에 적합합니다. ^[2]

기초 보안 연구

2023년, 탈러는 Fiat-Shamir 변환을 FRI 프로토콜에 적용하는 것에 대한 최초의 공식 보안 분석을 공동 저술했습니다. FRI 프로토콜은 ethSTARK 및 RISC Zero를 포함한 많은 STARK 기반 시스템의 핵심 구성 요소입니다. ^[2]​

근사 차수 및 계산 복잡도

탈러의 학문적 연구의 중심은 부울 함수의 근사 차수이며, 이는 주어진 함수를 근사하는 데 필요한 실수 다항식의 최저 차수입니다. 이 측정법은 함수의 양자 쿼리 복잡도에 대한 하한을 제공합니다. 2017년, 탈러와 마크 분은 복잡도 클래스 AC⁰에 있는 함수의 근사 차수에 대해 거의 최적의 하한인 Ω(n¹⁻ᵟ)을 설정했습니다. 탈러는 k-distinctness 및 충돌과 같은 문제에 대한 근사 차수에 대한 강력한 하한을 증명하기 위해 "이중 다항식" 방법을 광범위하게 사용했습니다. ^[2]​

스트리밍 알고리즘 및 검증 가능한 계산

Thaler는 제한된 메모리를 사용하여 대규모 데이터 스트림을 처리하는 알고리즘 분야에도 기여했습니다. 그는 카디널리티 추정 및 분위수 계산과 같은 작업을 위한 스트리밍 알고리즘의 오픈 소스 라이브러리인 Apache DataSketches의 공동 창작자이자 핵심 기여자입니다. 그의 연구는 또한 계산 능력이 약한 검증자가 신뢰할 수 없는 클라우드 서비스의 작업을 확인할 수 있는 "주석이 달린 데이터 스트리밍" 모델을 탐구합니다. 이 연구는 서브리니어 공간 및 증명 크기로 삼각형 계산과 같은 복잡한 그래프 문제의 검증 가능한 아웃소싱을 위한 프로토콜을 제공합니다. ^[2]​

출판물

탈러는 컴퓨터 과학 학회에서 수많은 논문을 발표했으며, 복잡한 주제를 더 쉽게 접근할 수 있도록 책과 단행본을 저술했습니다.

책 및 논문

• 증명, 논증, 그리고 영지식 (2021): ZKP 및 관련 암호화 프로토콜의 이론적 기초에 대한 소개 역할을 하는 포괄적인 책입니다. 범용 영지식 증명 시스템에 대한 5가지 고유한 설계를 통합합니다. ^{[2] [3]}
• 양자 및 고전 컴퓨팅에서의 근사 차수 (2022): Mark Bun과 공동 저술한 이 논문은 함수의 근사 차수, 양자 및 고전 컴퓨팅에서의 응용, 그리고 이중 다항식 방법에 중점을 둔 하한 증명 기술 분야를 조사합니다. ^[2]

인용문

탈러가 a16z 크립토로 이직한 것과 관련하여, 회사 연구소의 책임자인 팀 러프가든은 다음과 같이 말했습니다.

"지난 몇 년 동안 저스틴이 증명 시스템의 이론적 기초에서 블록체인 및 웹3에서의 응용, 간결한 증명(SNARK), SNARK 기반 롤업, 그리고 모든 'zk'( '영지식'의 약자)로 전환하는 것을 보는 것은 흥미진진했습니다. 이 기술은 컴퓨터 과학의 가장 심오한 수학적 결과에 뿌리를 두고 있으며, 저스틴의 이해도는 최고입니다." ^[3]

러프가든은 또한 탈러의 교육자로서의 역할을 강조했습니다.

"a16z 크립토 연구소에서 우리는 최첨단 연구를 더 넓은 웹3 커뮤니티에 설명하고 가르치는 것이 연구를 수행하는 것만큼 중요하다고 믿습니다. 저스틴은 그 역할을 완벽하게 수행합니다." ^[3]

수상 및 표창

탈러는 그의 경력 전반에 걸쳐 연구 공헌으로 여러 상을 받았습니다.

• NSF CAREER 상: 초기 경력 교수진을 위한 국립 과학 재단의 권위 있는 상입니다. ^[1]
• Google Faculty Research 상: Google과 상호 관심 있는 분야의 연구를 추구하는 교수진을 지원하는 상입니다. ^[1]
• PODS 2021 최우수 논문상: "상대 오차 스트리밍 분위수" 논문. ^[2]
• FOCS 2017: 그의 논문 "AC⁰의 근사 차수에 대한 거의 최적의 하한"은 복잡성 이론에 대한 기여로 인정받았습니다. ^[2]
• ICDT 2016 신인상: "스트림 표현식 카디널리티 추정을 위한 프레임워크" 논문. ^[2]
• SPAA 2014 최우수 논문상: "병렬 필링 알고리즘" 논문. ^[2]
• ICALP 2013 최우수 논문상: "근사 차수 및 마르코프-베른슈타인 부등식에 대한 이중 하한" 논문. ^[2]