이더리움의 본격적인 ZK화, EIP-8025

[이더리움의 본격적인 ZK화, EIP-8025] 지난 5월 14일, 이더리움 All Core Devs 콜에서 흥미로운 EIP가 제안되었습니다. EF의 zkEVM 팀이 글램스터담 다음 하드포크인 헤고타 포크에 EIP-8025(Optional Execution Proofs)를 포함시키자고 공식 제안한 거죠. 이게 통과되면 이더리움 로드맵에서 가장 중요한 아키텍처 전환 중 하나인, ZK화가 시작됩니다. [배경 지식: 지금 블록 검증은 어떻게 이루어지나] 현재 이더리움의 모든 풀노드 및 밸리데이터는 블록 안의 모든 트랜잭션을 직접 재실행해서 검증합니다. 이 비용은 블록이 소비한 가스에 정비례하고, 검증하는 노드는 이에 필요한 상태 전체를 들고 있어야 하죠. 이 구조 때문에 가스 한도를 올리려면 노드 운영 비용도 함께 올라가, 탈중앙화 및 보안을 희생하는 딜레마가 생깁니다. zkEVM 증명은 여기서 완전히 다른 길을 제시합니다. 트랜잭션을 다시 실행하는 대신, 노드는 작은 증명 하나를 받아서 검증만 하면 됩니다. 검증은 stateless하고(상태가 필요 없음), 비용이 블록 크기에 거의 무관합니다. 6,000만 가스 블록이든 6억 가스 블록이든 검증 시간이 비슷하죠. 이 성질 덕분에 가스 한도를 크게 올려도 밸리데이터 노드 운영 기준은 그대로 유지할 수 있습니다. 이러한 방식을 부분적으로 도입하자고 제안하는 EIP가 바로 EIP-8025입니다. [EIP-8025의 핵심: ‘완전 옵트인’] EIP-8025의 가장 중요한 특징은 완전 옵트인 방식이라는 점입니다. 참여하지 않는 밸리데이터에겐 아무 변화도 없죠. 옵트인하는 노드는 두 가지 역할을 맡을 수 있습니다. • Prover (증명 생성 모드): 블록마다 zkEVM 증명을 만들어 gossip 토픽으로 전파 • zkAttester (증명 검증 모드): gossip으로 받은 증명을 검증해서 투표 여기서 핵심은 이 단계에서 ZK 증명이 합의에 영향을 주지 않는다는 것입니다. 밸리데이터가 EIP-8025에 옵트인해 ZK 증명 옵션을 켜더라도, 증명 검증만 해서 블록에 투표하는 것이 아니라, 결국 재실행을 통해 투표에 참여해야 한다는 것이죠. 이러한 선택은 무의미해 보일 수도 있겠지만, 이더리움 L1의 ZK화는 실행, 합의, 암호학, 네트워킹, 경제학까지 프로토콜 전반을 건드리는 거대한 변경입니다. 따라서 이를 한 포크에 바로 수행할 수 없고, 메인넷에서 실제 데이터를 모으면서 개선점들을 찾아나가야 합니다. 옵셔널 단계는 이를 위한 가장 합리적인 방법이며, 일종의 단계적 롤아웃 방식으로도 볼 수 있습니다. 또 하나 중요한 건, EIP를 지금 제안함으로써 이 작업을 프로토콜 업그레이드 프로세스 안에 박아 넣는다는 점입니다. 클라이언트 팀, zkVM 팀, 툴링 메인테이너들이 이제 명확한 타깃을 두고 리소스를 배분할 수 있게 되며, 앞으로의 업그레이드도 이 피처를 고려하여 진행되게 됩니다. [왜 지금인가] ZK 기술이 충분히 성숙했기 때문입니다. L2 롤업들은 수년째 프로덕션에서 ZK 증명 스택을 돌리고 있고, 증명 시스템 성능도 크게 개선되어 실시간 증명이 안정적으로 가능한 수준까지 오게 되었습니다. 합의/실행 클라이언트 단 스펙 역시 거의 안정화됐고, 라이트히우스와 프리즘 역시 모두 자체 구현을 갖고 있으며, 이 둘 사이 데브넷도 운영되고 있습니다. [같이 따라오는 제안들] EIP-8025와 함께 다음 두 개의 EL 측 EIP가 논의되고 있습니다. • EIP-7709: BLOCKHASH 명령어를 EIP-2935 히스토리 컨트랙트에서 읽도록 변경. EVM에서 마지막 남은 ‘stateful한’ 옵코드를 정리 • EIP-8200 (EVMification): 사용량 적은 일부 프리컴파일을 EVM 바이트코드로 대체. 평균 증명 시간이 빨라도 공격자가 분 단위 증명이 걸리는 블록을 만들 수 있으면 의미가 없으니, 최악의 경우 증명 시간을 단축하려는 목적 [시사점] EIP-8025가 헤고타에 들어간다면, 이는 이더리움이 “재실행하는 체인”에서 “증명을 검증하는 체인”으로 넘어가는 첫 공식 단계가 됩니다. 물론 당장은 옵셔널 단계이니 체감되는 변화는 크지 않겠지만, 메인넷에서 실시간 증명 생성과 검증 데이터가 쌓이기 시작하면, 향후 하드포크에서 ZK 증명을 내장할지 결정할 근거가 마련됩니다. 그때가 되면 노드 운영 비용은 극적으로 낮아질 수 있죠. 이는 결국, L1 자체를 롤업으로 만드는 작업입니다. ZK 롤업이 오프체인에서 실행 및 증명 생성을 하고 이더리움 밸리데이터들에게 상태 변경 결과 및 증명과만 제출하듯, 이더리움 L1도 동일한 경로를 통해 롤업과 같은 높은 확장성을 갖추게 되는 것입니다.