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핫스터프(HotStuff): IF, IBC, 그리고 EOS EVM
핫스터프(HotStuff): IF, IBC, 그리고 EOS EVM

2023년 8월 1일 발간

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작성자: Sangyong Jeong
최소 1년 전에 업데이트됨

작성자: Marco González

편집자: Randall Roland

옮긴이: Sangyong Jeong

이오스 네트워크(EOS Network) 및 안텔로프(Antelope) 프로토콜은 블록체인 공간에서 주도적 기반을 마련하기 위해 계속해서 혁신하고 있습니다. 최근 이오스 커뮤니티의 뜨거운 화두는 안텔로프 개발자인 지놈(Gnome)과의 파이어사이드 챗(Fireside Chat)에서 엿볼 수 있습니다.

즉각적 최종성(Instant Finality, 이하 IF)과 블록체인 간 통신(Inter-Blockchain Communication, 이하 IBC)은 곧 출시될 안텔로프 립 5.0(Antelope Leap 5.0) 관련 논의의 핵심 주제입니다. IF를 가능하게 하는 것은 핫스터프(HotStuff) 알고리즘입니다. IF와 IBC는 안텔로프 생태계와 고성능 EOS EVM(이오스 이더리움 가상 머신)구축의 주요 기반입니다.

핫스터프 합의 알고리즘

핫스터프는 브이엠웨어(VMware)의 제품입니다(2018). 지놈(Gnome)은 안텔로프를 위한 새로운 주요 업그레이드에 관해 언급했으며, 지놈은 이오스와 UX 팀과 함께 협력하고 있습니다. 그는 다음과 같이 핫스터프 알고리즘의 장점을 소개했습니다:

"우리는 더 빠른 최종성, 더 나은 크립토 구성 기반, 새로운 합의 가능성에 대해 이야기하는 것입니다."

핫스터프(HotStuff)의 대중 공개가 현재 진행 중입니다. 여기에서는 핫스터프가 무엇인지 그리고 안텔로프 체인과 이오스의 비전에 있어 어떠한 영향과 효과를 가져올 지에 대해 이야기합니다.

오리지널 컨셉

브이엠웨어의 핫스터프 프로토콜은 서로 다른 서버, 환경 및 네트워크 간의 상태 복제(state replication) 문제를 해결합니다. 핫스터프는 다음과 같이 소개되었습니다.

"... 여러 특징을 가진 최초의 부분 동기화 BFT 복제 프로토콜."

초기 개발과 주목할만한 것들

핫스터프는 빌딩 블록 알고리즘(building block algorithm)으로 시작되었습니다. 일-이년간의 개발 기간 동안 프로토콜은 페이스북(Facebook)과 연관된 리브라(Libra) 팀의 관심을 끌었습니다. 페이스북와 같은 대기업이 핫스터프를 실험했다는 것은 분명 주목할만 합니다.

그 외 다른 조직 또한 핫스터프 알고리즘에 주목합니다. 현재 앱토스(Aptos)와 수이(SUI)가 해당 알고리즘의 구현을 시도하고 있습니다.

이오스 애플리케이션

핫스터프는 많은 가능성을 제공하는 솔루션입니다. 핫스터프는 기술 및 거버넌스 응용 분야 모두에 대한 이점을 제공합니다. 예를 들어, 지놈(Gnome)은 다음과 같이 언급했습니다.

"...알고리즘으로 구축할 수 있는 다양한 합의 메커니즘의 범위를 증가시킵니다..."

파이어 사이드 챗이 약 8분 정도 진행된 시점에서 지놈(Gnome)은 이오스의 현재 모델과 핫스터프 알고리즘의 구현이 가져올 미래에 관해 다음과 같이 언급했습니다.

현재 블록 생산 라운드(최종성 까지)가 약 3분 정도가 걸리고, 현재 시스템에서 블록 생산자의 수를 두 배로 늘리면 산술적으로 라운드 시간이 약 6분으로 증가할 것이지만, 핫스터프 알고리즘이 성공적으로 구현된다면 속도, 성능 및 보안 측면에서 선도적 위치를 점유할 수 있다고 강조했습니다. 본문의 블록 라운드는 체인 상 새로운 블록의 불가역성(최종성)이며, 트랜잭션 속도를 언급하는 것이 아님을 염두하세요.

IF와 IBC

핫스터프 알고리즘과 함께, 우리는 새로운 접근 방식을 적용할 수 있습니다.

"특정 블록 생산에 동의하기 위해 블록 생산자의 검증을 기다리는 대신, 핫스터프 알고리즘은 체인의 최상단에서 블록을 모든 검증자에 브로드캐스팅한 다음, 모든 블록 생산자가 해당 블록 생산에 동의할 것인지의 여부를 묻는 내용을 브로드캐스트하도록 하는 방식으로 작동합니다."

이를 통해 결과적으로 체인에 지속적이고 순간적이며 불가역적인 블록이 추가됩니다. 핫스터프의 합의 모델은 블록 생산자의 수에 상관없이 유지될 수 있으며. 적어도 21명의 활성 블록 생산자에서 확장될 수 있는 새로운 합의 모델 적용이 가능하게 됩니다.

그러나 이 모든 것은 이오스 체인에 단순히 핫스터프를 구현하기 위한 것이 아닙니다. 즉각적 최종성(IF)을 체인에 도입하는 것이 그 궁극적 목표입니다. "보다 빠른 파이널리티 시간에 도달하기 위한" 방법에 있어 핫스터프 합의 알고리즘이 최고의 해결책임은 자명합니다.

또한 핫스터프의 도입은 IBC에도 강점을 가져옵니다. 현재 IBC 전송과 거래는 약 3분이 걸립니다. 지놈(Gnome)은 파이어사이드 챗(Fireside Chat)에서 핫스터프 알고리즘이 가져올 IBC와의 시너지를 다음과 같이 언급했습니다.

"IF와 핫스터프 합의를 추가하는 주요 이점 중 하나는 이제 IBC도 혜택을 받을 수 있다는 것입니다..."

그는 또한 사용자 경험에 대해 다음과 같이 덧붙였습니다.

"(핫스터프의 도입을 통해) 이제 웹 2.0와 웹 3.0, 양쪽의 최대 장점을 누릴 수 있습니다..."

지놈(Gnome)은 안텔로프의 IF가 소유권, 검열 저항성, 그리고 불변성을 결합하여 웹 2.0에서의 빠른, 중앙 집중화된 시스템의 발전과 함께 웹 3.0을 구현할 수 있을 것이라 설명했습니다. 이는 웹 2.0의 편의성에서 웹 3.0의 특징을 결합한 것입니다.

집합된 서명(Aggregate Signatures)과 블록체인의 잠재력 실현

지놈(Gnome)은 집합 서명에 대해 간단히 언급하고 관련 질문에 답변했습니다. 핫스터프의 탄생 이전인 2013년, 'Boneh-Lynn-Shacham (BLS)' 서명에 대한 토론이 비트코인 포럼(Bitcointalk.org)에서 이루어진 적이 있습니다.(Bitcointalk.org)

"익명의 저자가 BLS 서명을 사용하여 상호작용하지 않는 코인조인(coinjoin)을 달성하는 방법에 관한 간단한 논문을 작성했습니다... 이는 유용한 검열 저항 기능을 갖추게 될 수 있습니다... 다른 응용 분야는 블록 크기와 트랜잭션 크기를 줄이기 위해 사용하는 것입니다... 집합화된 BLS 서명은 '효율적인' 사기 증명(fraud proofs)과도 호환될 수 있습니다..."

10년 전, 안텔로프의 탄생 이전에도 관련 장애물들이 존재했습니다:

"비용 때문에라도 아마 이것을 이길 수 없을 겁니다... BLS 서명의 단점은 페어링(Pairing)에 있어 크립토그래피(Cryptography)를 사용한다는 점입니다. 평범한 ECC 서명보다 불완전한 보안 환경을 수반하며, 더 중요한 것은 최종 검증이 느리다는 것입니다..."

하지만 만약 2023년에 이러한 장애물들이 더 이상 문제가 아니라면 어떨까요?

과정을 좀 더 자세히 살펴보면:

"BLS 서명은 {메시지, 공개키, 서명} 쌍의 집합을 가지고 서명을 병합할 수 있습니다... 이들을 구성 요소 없이 가역(되돌리는 것)은 불가능하며, 여전히 결과를 검증할 수 있습니다... 입력과 출력 권한을 연결 해제(authorship of inputs and outputs can be unlinked)할 수 있습니다..."

2013년에 발표된 'CoinJoin: Bitcoin privacy for the real world'라는 논문을 통해 이와 관련된 토론을 확인할 수 있습니다. 또한 최근의 논문인 'Fast-HotStuff: A Fast and Robust BFT Protocol for Blockchains (arXiv:2010.11454v10 [cs.DC]'에서도 집합 서명 (그리고 핫스터프)에 관한 소개를 확인하실 수 있습니다.

블록 생산자 반응

현재 모든 블록 생산자들은 핫스터프 알고리즘 도입에 대해 확실히 찬성하는 것으로 보입니다. 가능성에 대한 많은 흥분이 있습니다. 핫스터프는 새로운 '메커니즘'을 안텔로프 환경에 도입하며 새로운 거버넌스 모델과 같은 것들이 있습니다. 결국 안텔로프는:

"...최종적으로 가장 합리적인 선택을 할 수 있습니다..."

전망

핫스터프의 예상 출시일은 립 5.0(Leap 5.0) 이후인 4분기입니다. 그러나 개발 팀은 더 일찍 출시할 수 있도록 만전을 기하고 있습니다. 지놈(Gnome)은 추가로 다음과 같이 언급했습니다:

"...이는 매우 중요한 시스템 업그레이드입니다... 소프트웨어 관련..."


출처 및 참고문헌

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