영지식 증명과 미나 프로토콜

영지식 증명과 미나 프로토콜

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미나 프로토콜은 세계에서 가장 가벼운 블록체인을 표방하는 스마트 컨트랙트 플랫폼이다.

미나는 대략 5개월전 코인리스트 ICO로 올라왔었고, 지금은 게이트 아이오등에서 거래 가능하다.

에반 샤피로와 아이작 멕클러가 설립한 오원랩스(O1 Labs)에서 개발했으며 이중 에반은 미나 프로토콜의 비영리 기구인 미나 재단의 ceo로 취임한다고 블로그를 통해 밝힌바 있다.

미나 프로토콜은 최첨단 암호화 기술로 블록체인 데이터 용량을 최소화했다고 한다. 이는 네트워크의 노드 진입장벽을 낮춰 보다 높은 탈중앙화를 목표로 한다. 기존 노드의 문제점이라고 하면 블록당 용량이 너무 높아 오래된 노드일수록 풀노드를 돌리기에는 전체 크기가 몇 백GB에 달한다는 점이다. 비트코인의 경우 블럭당 크기가 1MB로, 2021년 8월 현재 풀노드를 돌리려면 350GB의 용량이 필요하다. 이는 노드를 운영하는 개인에게 진입장벽으로 다가오게 되고, 노드 운영자체가 소수에게 집중되어 네트워크가 중앙화될 가능성을 낳는다.

이는 블록사이즈를 더 크게 설계한 이더리움도 마찬가지이다. 그렇다면 어떻게 이 문제를 해결할 수 있을까?

https://www.statista.com/statistics/647523/worldwide-bitcoin-blockchain-size/

실비오 미칼리와 영지식증명

실비오 미칼리가 고안한 영지식 증명은 상대방에게 어떠한 정보도 제공하지 않은 채, 자신이 해당 정보를 가지고 있다는 사실을 증명하는 것으로 ZKP라 불리운다. 영지식 증명의 완전성, 건전성, 영지식성을 가장 쉽게 이해할수 있는 문제가 알리바바 동굴의 비유라고 한다. 아래 그림을 보자.

스미스는 검증자이고 찰리는 증명자이다. 찰리는 스미스에게 비밀번호를 알고 있다는 사실을 증명하여야 한다. 그러나 비밀번호를 알리지 않고 스미스에게 자신이 비밀번호를 알고 있다는 사실을 알릴수는 없을까?

이것을 확인하기 위해 다음 방법을 사용할 수 있다.

증명자가 먼저 동굴에 들어간 다음, 도어락 근처로 이동한 후 검증자를 동굴 안으로 부른다. 검증자는 A와 B의 갈림길에 서서 증명자에게 특정 길로 나오라고 지시한다. 증명자는 검증자가 지시한 길로 나온다.

즉, 스미스가 b로 나오라고 했을때 a로 들어간 찰리가 b로 나올수 있다면, 이는 찰리가 비밀번호를 알고 있다는 증명 이 된다.

그런데 애초에 찰리가 b로 들어갔던 거라면? 그래서 위 과정을 일정횟수 이상 반복하여 항상 검증자가 지시한 대로 결과를 낸다면, 이는 비밀번호를 알고 있다는 뜻이 된다. 위 과정을 20번 반복해서 모두 맞출 확률은 100만분의 1이하이다. 40번 반복해서 모두 맞출 확률은 1조분의 1이하가 된다. 이를 영지식증명, 즉 정보를 제공하지 않은채 자신이 해당정보를 갖고 있다는 사실을 증명해 내는것이다.

이러한 영지식 증명을 통해 스도쿠의 정답을 보여주지않고 내가 맞았음을 증명할 수 있다고 하던데, 짧은시간안에 내머리로는 이해하지 못했다. 토카막 프로젝트의 창시자인 정순형님께서 관련된 풀이를 작성하신바 있으니 학문적으로 관심있으신 분들은 아래 링크를 읽어보자.

본론으로 돌아와서, 위와 같은 획기적인 기술로 미나는 전체 블록체인의 크기를 22kb로 줄여버리는 압도적인 퍼포먼스를 보여준다.

네트워크 참여자는 노드운영자, 블록 생성자, 스나커로 구분되며 생성자는 현재상태만 저장하여 검증받기 때문에 블록 데이터가 작고 스나커가 찍은 스냅샷으로 과거 상태를 증명한다는 구조.(이해못했습니다 아직)

미나 코인은 현재 블록생성 참여권과 네트워크 수수료로 사용되며, 향후 거버넌스 토큰으로도 사용될 예정이라고 한다.

거버넌스 토큰 거버넌스 토큰이란 보유자가 향후 프로토콜이나 앱 관련 주요 사안에 대해 발언권을 가질 수 있도록 특화된 DeFi 토큰입니다. 탈중앙화 토큰의 경우, 이사회나 기타 중앙 기관이 존재하지 않습니다. 예를 들어 인기 있는 저축 프로토콜 Compound는 COMP라는 이름의 토큰을 모든 사용자에게 발행합니다. 이 토큰의 보유자에게는 Compound를 업그레이드하는 방식에 대한 투표권이 주어집니다. 주어지는 투표권의 수는 보유한 COMP 토큰 수량과 비례합니다.

이더리움의 창시다 비탈릭 부테린 또한 영지식 증명 기술의 팬으로 알려져 있다. 미나 프로토콜 커뮤니티는 이더리움 커뮤니티와 긴밀한 관계를 유지하며 협조할 것으로 알려져 있어 이더리움 생태계의 수혜자가 될 것이란 점도 주목받는 이유중 하나이다.

마지막으로 투자 관점에서 볼때 디앱시장의 1인자 이더리움의 아성을 넘보는 코인들은 이더리움보다 더 빠른 tps, 다른 합의프로토콜, 공격적인 비지니스 확장등 다양한 전략들을 내세우는데, 블록체인의 트릴레마를 해결할수 있는 영지식 증명 프로토콜이 차세대 강자가 될지, 한동안 눈여겨 봄직한 프로토콜이라고 생각한다. 역시나 이글은 투자 권유글은 아니다. 이미 ico대비 많이 가격이 오른 코인이므로, 나는 영지식증명 기술을 활용한 코인이 어디까지 상승할지 호기심으로 지켜보려고 한다.

블록체인에서 트릴레마란 확장성(Scalability), 탈중앙화(Decentralization), 보안성(Security)의 세 가지 문제를 이야기 한다. 현재 1세대 암호화폐 비트코인과 2세대 암호화폐 이더리움이 암호화폐 피투피(P2P) 거래에 가장 널리 쓰이고 있지만 사용자로 하여금 해당 블록체인 기술의 한계를 체감하게 하고 있다. 비트코인과 이더리움이 직면한 기술적 한계의 대표적인 예가 네트워크가 확장됨에 따라 초당 거래 처리 속도(TPS : Transaction Per Second)가 느려지는 확장성 문제를 꼽을 수 있다. 이를 해결하기 위한 대안으로 나온 3세대 블록체인 이오스 또한 충분한 해결책이 되지 못하고 있다.

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