a16z: 강력한 체인의 진정한 의미, 블록 공간은 독점되어서는 안 된다

원문 제목：핵심 블록체인 속성을 넘어: 「강력한 체인 품질」

원문 저자: ittaia, PGarimidi, jneu_net, a16z

원문 번역: AididiaoJP, Foresight News

체인 품질(Chain Quality, CQ)은 블록체인의 핵심 속성 중 하나입니다. 쉽게 말해, 그 의미는:

당신이 3%의 스테이킹 권리를 보유하고 있다면, 평균 시간 범위 내에서 3%의 블록 공간을 제어할 수 있다는 것입니다.

처음의 블록체인에서는 체인 품질이 충분히 적용되었습니다. 그러나 현대 블록체인은 대역폭이 훨씬 더 크며, 단일 블록 내에 많은 거래를 포함할 수 있습니다.

이로 인해 더 강력하고 세밀한 개념이 등장했습니다. 이는 시간에 따른 평균 블록 공간 비율에만 국한되지 않고, 각 블록 내부의 블록 공간 분할에 초점을 맞춥니다. 우리는 이를 「강력한 체인 품질」(Strong Chain Quality, SCQ)이라고 부릅니다:

당신이 3%의 스테이킹 권리를 보유하고 있다면, 각 블록에서 3%의 블록 공간을 제어할 수 있습니다.

본질적으로, 이 속성은 이해관계자가 높은 처리량의 블록체인 내에서 "가상 차선"을 소유할 수 있게 하여 자신의 거래가 포함될 수 있도록 보장합니다.

블록체인 내의 「체인 품질」

비트코인의 주요 혁신 중 하나는 ------ 현재 거의 모든 블록체인이 갖추고 있는 ------ 프로토콜 내부에 블록 제안자에 대한 보상 메커니즘을 도입한 것입니다: 상태 머신에 블록을 성공적으로 추가한 쪽은 새로 발행된 토큰과 거래 수수료를 받을 수 있습니다. 이러한 보상은 상태 전환 함수에 의해 규정되며, 궁극적으로 시스템 상태에 반영됩니다.

전통적인 분산 컴퓨팅 모델에서는 참여자가 정직한 쪽과 악의적인 쪽으로 나뉩니다. 여기서는 정직한 쪽에 대한 보상이 필요하지 않습니다. 왜냐하면 정직한 행동 자체가 모델의 기본 가정이기 때문입니다.

그러나 암호 경제 모델에서는 참여자가 합리적인 행동자로 간주되며, 그 효용 함수는 알 수 없을 수 있습니다. 목표는 이러한 참여자가 자신의 이익 극대화를 추구하는 과정에서 자연스럽게 프로토콜의 성공적인 운영과 일치하도록 유도하는 인센티브를 설계하는 것입니다. 프로토콜 내부의 보상 메커니즘과 결합하여, 우리는 체인 품질에 대한 다음과 같은 이상적인 정의를 도출할 수 있습니다:

체인 품질(CQ): 총 스테이킹 권리 X%를 보유한 동맹이, 전역 안정 시간(GST) 이후, 각 체인에 들어오는 블록의 제안자가 될 확률이 X%입니다.

만약 한 체인이 체인 품질의 요구에서 벗어난다면, 일부 동맹이 정상 비율 이상의 보상 몫을 얻을 수 있어 정직한 행동의 동기를 약화시키고 프로토콜의 안전성을 위협할 수 있습니다.

많은 블록체인이 "스테이킹 가중치 기반의 무작위 리더 순환 메커니즘"을 통해 이 속성을 충족하거나 충족하기 위해 노력하고 있습니다.

현재 직면한 전형적인 도전 과제에는 비트코인의 "이기적인 채굴" 문제; Monad의 꼬리 부분 분기 저항 문제; 그리고 이더리움 LMD GHOST 프로토콜의 문제가 포함됩니다.

「강력한 체인 품질」의 유래

블록 공간이 충분히 여유가 있을 때, 우리는 전체 블록의 내용을 단일 제안자가 독점하도록 할 필요가 없습니다. 오히려 동일한 블록의 블록 공간은 여러 참여자가 공동으로 나눌 수 있습니다. 강력한 체인 품질이라는 암호 경제 정의가 표현하는 것은 바로 이러한 사고입니다:

강력한 체인 품질(SCQ): 총 스테이킹 권리 X%를 보유한 동맹이, 전역 안정 시간(GST) 이후, 각 블록에서 X%의 블록 공간을 제어할 수 있습니다.

이 이상적인 속성은 "가상 차선"이라는 추상 개념을 암시적으로 도출합니다. 즉, 동맹은 실제로 각 블록에서 일정 비율의 전용 블록 공간을 제어할 수 있습니다.

경제적 관점에서 볼 때, 가상 차선을 소유하는 것은 수익을 창출할 수 있는 생산적 자산을 보유하는 것과 같습니다. 이러한 수익은 거래 수수료에서 올 수도 있고, MEV(최대 추출 가치)에서 올 수도 있습니다. 외부 실체는 이러한 차선을 얻고 유지하기 위해 스테이킹 권리를 두고 경쟁하게 되며, 이는 기본 L1 토큰에 지속적인 수요를 창출합니다. 하나의 차선이 생성할 수 있는 경제적 가치가 클수록, 각자가 스테이킹 권리를 경쟁할 동기가 강해지며, 이러한 블록 공간 접근 권리를 제어하는 L1 스테이킹 권리가 축적할 수 있는 가치도 높아집니다. 이러한 추상을 통해 우리는 더 강한 검열 저항 능력을 프로토콜 내의 SCQ 유효성 속성으로 전환할 수 있습니다.

강력한 체인 품질과 검열 저항성

최근 연구에 따르면, 검열 저항 프로토콜이 매우 중요합니다. 이러한 프로토콜은 정직한 쪽의 입력이 최종적으로 포함되는 것을 보장할 뿐만 아니라, 즉시 포함될 수 있도록 보장해야 합니다. 강력한 체인 품질(SCQ)은 이 속성이 블록 용량이 제한된 상황에서의 확장으로 볼 수 있습니다.

실제 상황에서 포함될 거래량이 사용 가능한 블록 공간을 초과하면, 어떤 프로토콜도 이상적인 의미에서의 검열 저항성을 충족할 수 없습니다. SCQ는 이러한 제한에 대해 보다 실용적인 접근 방식을 통해 대응합니다: 모든 정직한 거래가 항상 포함되도록 강요하지 않고, 각 스테이킹 노드에 "예산"을 할당하여 이 예산 범위 내에서 거래가 포함될 수 있도록 보장합니다.

MCP 프로토콜은 기존의 실용적 비잔틴 내결함성(PBFT) 합의 프로토콜 위에 제안된 구성 요소로, 이러한 프로토콜이 검열 저항 능력을 갖추도록 하는 것을 목표로 합니다. 이 프로토콜은 SCQ의 요구를 충족하며 ------ 스테이킹 권리 비율에 따라 제안자에게 해당 블록 공간을 할당합니다. 기존의 유향 비순환 그래프(DAG) 기반 BFT 프로토콜은 다중 작성자 메모리 풀을 구현하는 방법을 제공하며, 일정 수준의 검열 저항 능력을 갖추고 있습니다.

이러한 프로토콜의 표준 구현은 일반적으로 리더가 특정 거래 하위 집합을 선택적으로 지연시키도록 허용하기 때문에 SCQ를 엄격하게 충족하지 못합니다. 그러나 이러한 프로토콜을 약간 수정하면 SCQ를 다시 구현할 수 있습니다. 이와 관련된 한 방향은 "강제 거래 포함"으로, 검열 행위를 줄이는 데 사용됩니다.

MCP는 또한 더 강력한 숨김 속성을 구현하는 방법을 보여줍니다. 이 속성을 통해 이해관계자는 가상 개인 차선을 생성할 수 있으며, 이 차선의 내용은 전체 블록이 공개될 때만 드러납니다. 우리는 후속 기사에서 이 점을 더 자세히 설명할 것입니다.

강력한 체인 품질을 구현하는 방법

전역 안정 시간(GST) 이후 강력한 체인 품질을 얻기 위해서는 제안자가 이해관계자의 입력을 임의로 검열할 수 없도록 보장하는 것이 중요합니다. 이는 두 단계 프로토콜을 통해 구현할 수 있습니다. 거의 모든 뷰 기반 BFT 프로토콜의 기초 위에서 두 가지 작은 변경만 필요합니다:

첫 번째 단계: 각 참여자는 인증된 입력을 모든 다른 참여자에게 전송합니다.

두 번째 단계: 각 참여자는 참여자 i로부터 인증된 입력을 받으면, i를 자신의 포함 목록에 추가합니다. 이후 해당 참여자는 자신의 포함 목록을 리더에게 전송합니다. 이 작업은 자신이 해당 목록에 있는 모든 입력을 포함한 블록만 수용하겠다는 약속과 같습니다.

BFT 제안: 리더는 이러한 메시지를 받은 후, 수신한 포함 목록의 합집합을 블록에 포함합니다.

BFT 투표: 특정 블록이 해당 참여자의 포함 목록에 있는 모든 입력을 포함할 때만 해당 참여자는 찬성 투표를 합니다.

이 프로토콜 개요에 따라 완전한 프로토콜을 구축할 수 있다는 것은 명백합니다. 이 프로토콜은 전역 안정 시간(GST) 이후 강력한 체인 품질을 충족하고, 검열 저항성을 제공하며, 리더가 정직한 쪽일 때 활성 상태를 유지합니다. GST 이전에도 SCQ를 구현하려면 각 단계에서 충분한 수(법정 인원)의 값이나 목록을 기다려야 합니다. 우리는 후속 기사에서 이 프로토콜과 그 확장 형태를 자세히 설명할 것입니다.

최근 연구에 따르면, 강력한 체인 품질과 검열 저항성을 구현하기 위해서는 기존 BFT 프로토콜의 투표 라운스 위에 두 라운스를 추가해야 합니다(위의 프로토콜 개요와 같이). 우리는 후속 기사에서 이 결과를 자세히 설명할 것입니다.

강력한 체인 품질(SCQ)은 동맹이 제어할 수 있는 블록 공간 비율을 규정하지만, 블록 내 거래의 순서를 완전히 제한하지는 않습니다. SCQ는 각 스테이킹 노드에 공간을 예약했지만, 이러한 공간 내 거래의 순서에 대한 보장은 하지 않습니다.

이로 인해 거래 정렬 메커니즘 설계에 대한 풍부한 연구 공간이 열립니다. 좋은 정렬 메커니즘은 블록체인 생태계에서 공정성과 효율성을 더욱 향상시킬 가능성이 있습니다. 주목할 만한 방향 중 하나는 우선 수수료에 따라 거래를 정렬하는 것입니다.