플라즈마: 이더리움 확장성을 위한 혁신적인 프레임워크


Plasma: An Innovative Framework to Scale Ethereum

원문

플라즈마는 이더리움 블록체인의 처리능력을 위한 프레임워크로, Vitalik Buterin과 Joseph Poon이 만들었다. 이전 프로젝트에서 Joseph Poon는 비트코인의 플라즈마인 라이트닝을 만들었었다. 두 프레임워크 모두 신뢰가 필요없는 다층적인 네트워크다. 신뢰가 필요없다는 것은, 사용자가 거래를 하기 위해 상대방을 알거나, 신뢰를 할 필요가 없다는 것을 의미한다. Poon과 Buterin은 일반 대중이 토큰과 암호 화폐 뿐 만 아니라, 실제 상품과 서비스를 구매할 수 있는 분산 시장을 촉진하기 위하여 플라즈마를 개발했다.

현재 이더리움은 비트코인의 초당 7건의 거래와 비교하여, 초당 약 15건의 거래를 처리할 수 있다. 두 플랫폼의 처리능력은 그러나 초당 45,000건의 거래를 관리하는 Visa와 비교하여서는 초라하다. 플라즈마는 이더리움의 처리능력을 초당 수천, 또는 잠재적으로 수십억 거래로 확장할 수 있는 가능성을 제시한다.

플라즈마는 어덯게 작동하는가?

플라즈마는 자식 블록체인이 메인 부모 블록체인에서 분기되도록 허용함으로써 보안 및 확장성을 제공한다. 이러한 자식 블록체인은 마이크로 트랜잭션을 활용하여 더 빠르고 저렴한 속도로 처리한다. 자식 블록체인은 부모 블록체인에서 서로 독립적으로 공존하고 기능할 수 있다.

Poon, J., & Buterin, V. (2017, August 11). Plasma [PDF].
메인 이더리움 부모 블록체인에서 분기하여 다양한 자식 블록체인을 분기한 모습

블록체인 플랫폼은 노드네트워크를 사용하여 계정 잔액, 컨트랙트, 스토리지의 상태 값을 저장한다. 마이너는 이러한 분산 노드를 교차 참조하여 블록체인 레코드가 일치하고, 오류 또는 사기가 없는지 확인한다. 이 과정은 정확하고 공평하지만, 그러나 불행하게도 블록체인의 장부에 의존하는 것이 점점더 어려워 지고 있다. 각 노드가 더 많은 트랜잭션 및 데이터 스토리지로 채워짐에 따라, 마이너는 각 트랜잭션을 적시에 확인하는데 더 어려움을 겪고 있다. 시간이 지남에 따라, 블록체인은 큰 트랜잭션을 확인하는 동안 병목현상이 일어나게 되고, 많은 마이크로 트랜잭션이 블록체인에서 제대로 확인되지 못하게 된다.

스마트 컨트랙트를 추적하고, 글로벌 규모로 거래를 처리할 능력이 없다면 암호 화폐는 일반 소비자에게 이상적이지 못하다. 플라즈마는 자식 블록체인이 네트워큰 내의 데이터와 저장소의 대부분을 처리하게 함으로써, 이더리움의 원장으로 부터 많은 양의 병목 현상을 완화시키는 효과를 가져온다.

이더리움 블록체인의 스마트 컨트랙트는 어카운트의 업데이트 및 연산을 관리하는, 이더리움 의 코드화된 프로토콜의 일부인 이더리움 버츄얼 머신 (EVM)내에 있다. EVM을 활용하면, 분산된 응용 프로그램이 내장된 프로그래밍 언어 내에서 사기, 검열, 3자 간섭으로 부터 안전하게 보호되고 실행될 수 있다.

스마트 컨트랙트는 규칙, 조건, 지불이 사용자의 암호 지갑 사이의 교환으로 코딩되는 거래다. 플라즈마는 EVM 스마트 컨트랙트를 활용하여, 자식 블록체인의 런타임 환경을 보호하고, 이더리움의 정확성과 무결성을 유지한다.

플라즈마 트리 구조: 루트, 브랜치 블록체인

플라즈마 백서에서, 프레임워크의 구조는 블록체인 계층 구조에서 서로 다른 수준의 가지를 가진 나무처럼 보인다. 여기에서 이더리움의 주요 블록체인을 “뿌리(루트)” 또는 “부모” 블록체인으로 나타낸다. 플라즈마 블록체인은 이러한 ‘뿌리’에서 두번째, 세번째 계층 블록체인, 도는 마이크로 트랜잭쳔 채널로 분기한다.

plasma-tree

스마트 컨트랙트 및 원장 네트워크를 더욱 분산 시킴으로써 플라즈마는 보다 효율적이고 안전한 마이크로 트랜잭션을 용이하게 한다. 사용자의 각 계정 상태의 변경사항을 메인 이더리움 블록체인에 보고하지 않고도, 자식 블록체인내에서 스마트 컨트랙트를 실행할 수 있다.

plasma-trees

플라즈마 자식 블록체인에서, 당사자는 교환을 하기전에 서로의 새로운 계좌 잔액을 확인하기 위해 각거래에 서명해야 한다. 예를 들어, 스마트 컨트랙트를 체결한다고 가정해보자. 이 컨트랙트에는 배너 광고가 웹사이트에서 클릭 될때마다 일정비율로 지불한다는 내용이 적혀 있다. 사이트가 언급한 각 판매에는 추가 수수료 지불을 유발한다. 클릭이나 판매가 코드화된 컨트랙트를 트리거할 때마다 정기적으로 내 지갑에서 상대방 지갑으로 자금이 이전하게 된다. 이런식의 어래가 일어날 때 마다 둘다 자식 블록체인 내에서 계좌 잔액을 확인한다.

분기 블록체인은 이 중 한명이 계정 상태를 확인하려고 할 때만, 루트 체인에 데이터를 전송한다. 만약 내가 웹사이트에서 광고를 삭제하기로 결정했다면, 스마트 컨트랙트 자식 블록체인을 종료한다. 계정 최종상태는 부모 블록체인에 기록 될 수 있지만,반드시 있을 필요는 없다.

플라즈마의 보안

각 플라즈마 블록체인은 네트워크 파일 시스템이나 다른 프로세스에 엑세스 하지 않고, EVM의 스마트 컨트랙트를 활용하여 자체 비즈니스 논리, 계약 조건 및 트리거 이벤트와 공존할 수 있다.이렇나 블록체인은 공정한 거래를 시행하기 위해, 부모 블록체인에 의존할 수 도 있다.

자식 블록체인은 어떻게 안전하게 유지되는가?

인프라가 큰 대도시에 많은 이웃들이 사는 것처럼, 자식 블록체인은 주요 도시 중심가의 교외에 존재한다. 이 교외 지역은,스마트 컨트랙트 거래를 위해 마이크로 채널을 재공함으로써 사용자를 위한 공간을 만든다. 인센티브를 받은 검증자는 이웃 감시와 마찬가지로, 소규모 지역 사회내에서 보안을 유지한다.

경찰은 물건을 팔고있는 상점 주인을 보지 않는다. 경찰은 부동산 구매자가 주택구매를 중개하는 과정을 보기 위해 주변을 순찰하지 않는다. 마차ㄴ가지로, 각 마이크로 채널은 마이너의 검증 없이 원장 및 스마트 컨트랙트를 독립적으로 유지한다. ‘지역’ 검증자는 독립 공동채내에서 사기성 행동을 방지하기 위한 파수꾼으로 일하도록 인센티브를 받는다.

파수꾼이 범죄자 (사기 행위)를 발견하면 이웃 (자식 블록체인)에서 커뮤니티에 경고를 내리고 대피할 수 있다. 파수꾼은 이에 따른 결과를 집행할 권한은 없지만, 경찰서에 이를 보고할 수 있으며, 이는 범죄자를 법원 (부모 블록체인)으로 데려올 것이다.

나무구조대신에 미국 법원을 상상해보자. 지방법원, 주법원, 대법원이 있다. 플라즈마 내에서 이더리움은 대법원이다. 사법 재판소의 계층 구조는 균형잡힌 보안 시스템을 만든다.

Plasma의 Ethereum 마이크로 트랜잭션 효율성을 향상시키는 능력은 대다수의 소비자가 상품, 은행, 거래 등을 구매하기 위해 블록 체인 기술을 사용할 수 있는 길을 열어줍니다.

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