이더리움 '증명 비용 상한선' 논쟁… 비탈릭 부테린, 새로운 과제 제시

이더리움의 제로-지식 증명(Zero-Knowledge Proof, ZKP) 기술 개발에 속도가 붙고 있는 가운데, 비탈릭 부테린 이더리움 창시자가 증명 비용 상한선 설정의 중요성을 강조하며 새로운 기술적 과제를 제시했습니다. 이는 단순히 증명 생성 속도를 높이는 것을 넘어, 악의적으로 설계된 블록이라 할지라도 예측 가능한 비용으로 처리할 수 있도록 보장해야 한다는 메시지를 담고 있습니다.
부테린은 지난 10월 15일 자신의 게시물을 통해 ZKsync의 Airbender 팀의 성과를 축하하면서, 세 가지 공식 검증 우선순위를 제시했습니다. 첫째는 실행의 수학적 표현과 이더리움 명세의 일치를 맞추는 것이고, 둘째는 블록 가스 대비 증명 비용을 제한하는 것, 셋째는 증명 시스템 자체를 안전하게 확보하는 것입니다. 이 중 증명 비용 제한은 특히 주목할 만한 부분으로, 향후 이더리움 확장성 연구의 중요한 방향타를 제시하고 있습니다.
이더리움에서 '가스(Gas)'는 연산 작업에 대한 비용을 책정하고 블록의 자원 소비를 제한하는 핵심적인 메커니즘입니다. 따라서 새로운 증명 기술이 도입되더라도, 기존 가스 시스템과의 연동성을 확보하고 예측 가능한 비용을 유지하는 것이 필수적입니다. 부테린이 제안한 '증명 비용 상한선'은 이러한 맥락에서 이해될 수 있습니다. 이는 단순히 빠른 증명 생성 속도를 자랑하는 것을 넘어, 어떠한 종류의 블록이든 '가장 어려운' 연산 작업까지도 합리적인 비용으로 처리할 수 있도록 보장하는 것을 목표로 합니다.
현재 제안된 EIP-7904 (Ethereum Improvement Proposal 7904)는 블록당 1억 가스라는 목표 처리량을 기준으로 컴퓨팅 비용 재산정을 권고하지 않는 내용을 담고 있습니다. 이 제안은 10월 18일 기준 'Last Call' 단계에 있으며, 11월 1일까지 의견 수렴을 마칠 예정입니다. EIP-7904의 분석은 블록 레벨 액세스 목록(Block-Level Access Lists)의 최적화 덕분에 이전에는 문제였던 작업들이 병렬 처리를 통해 더 빨라질 수 있음을 근거로 합니다. 또한, 이더리움의 기존 가스 일정에는 변경 사항을 두지 않는다고 명시하고 있습니다.
하지만 EIP-7904의 분석 범위는 순수 CPU 환경에서의 실행(execution)에 국한됩니다. 즉, ZK-SNARK 증명 생성(proof generation)에 대한 직접적인 분석은 포함하고 있지 않습니다. CPU 실행과 증명 생성은 서로 다른 종류의 작업 부하를 요구하기 때문입니다. CPU는 기본적인 연산 능력을 바탕으로 작업을 수행하는 반면, ZK-SNARK 증명 생성은 복잡한 암호학적 연산을 포함하며 훨씬 더 많은 계산 자원을 요구할 수 있습니다.
이러한 증명 생성의 어려움을 보여주는 예시로 ZKsync의 단일 GPU 평가 결과가 있습니다. ZKsync는 지난 10월 13일 발표를 통해, NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell GPU 한 대로 7,200개의 이더리움 메인넷 블록 중 99%를 각 10초 미만의 시간 안에 처리했다고 밝혔습니다. 이는 증명 생성 과정의 효율성을 극대화한 결과입니다. 해당 발표에서는 두 대와 네 대의 GPU를 사용한 별도의 ETHproofs 구성에 대한 설명도 포함되어 있습니다.
하지만 이러한 샘플 기록은 특정 조건 하에서의 성능을 보여줄 뿐입니다. '최대 비용 보장'이라는 것은 명시된 가정 하에 허용되는 모든 작업 부하, 특히 증명 생성을 어렵게 만들기 위해 의도적으로 구성된 블록까지도 포괄해야 합니다. 이는 하드웨어 예산을 책정하는 운영자들에게 매우 중요한 차이점을 시사합니다. 일반적인 블록은 상대적으로 작은 규모의 시스템에서도 충분히 처리될 수 있지만, '어려운' 블록은 그 요구 사항이 기하급수적으로 증가할 수 있기 때문입니다.
따라서 부테린의 새로운 제안은 이더리움의 확장성 향상이라는 목표와 함께, 시스템의 견고성과 예측 가능성을 동시에 확보해야 한다는 기술적 과제를 던져주고 있습니다. 향후 이더리움 커뮤니티는 증명 생성에 필요한 자원을 어떻게 효과적으로 계량하고, 극한 상황에서도 안정적인 운영을 보장할 수 있을지에 대한 심도 깊은 논의를 이어갈 것으로 예상됩니다. 이는 이더리움이 더 많은 사용자들을 수용하고 다양한 탈중앙화 애플리케이션(dApp)을 지원하는 데 있어 필수적인 진전이 될 것입니다.