🇰🇷 카르다노에서 애플리케이션의 구성성 이해하기

[CryptoVeri]

카르다노는 2계층 아키텍처를 통해 애플리케이션의 구성성(composability)을 지원하지만, 주로 스마트 컨트랙트에 대한 모듈식 접근 방식을 사용합니다. 이에 대해 자세히 알아봅니다. 이 글에서는 확장성과 병렬성에 대해서도 자세히 알아볼 것입니다. 끝으로, 구성성과 관련하여 카르다노와 이더리움을 간단히 비교해 보겠습니다.

구성성이란?

구성성 또는 조합성은 서로 다른 애플리케이션이나 구성 요소가 함께 작동하고 서로를 기반으로 구축하여 새롭고 더 복잡한 기능을 생성할 수 있는 능력을 지칭하는 용어입니다. 구성성은 탈중앙화 애플리케이션(DApp), 특히 사용자가 서로 다른 프로토콜이나 서비스를 결합해 새로운 금융 상품이나 시장을 만들 수 있는 탈중앙화 금융(DeFi) 분야에서 바람직한 기능으로 간주되는 경우가 많습니다.

구성성은 제3자 개발자가 애플리케이션을 연결하고 새로운 솔루션을 시장에 출시할 수 있도록 지원합니다. 두 개 이상의 애플리케이션을 결합하면 사용자가 단일 인터페이스를 통해 모든 서비스와 상호 작용할 수 있습니다. 단일 애플리케이션 인터페이스를 통해 구성된 모든 애플리케이션의 서비스에 액세스할 수 있습니다.

예를 들어 DEX와 대출 플랫폼을 구성할 수 있습니다. 또는 두 개의 DEX를 함께 구성할 수도 있습니다.

따라서 사용자는 더 많은 풀, 더 많은 토큰, 더 많은 유동성 등에 접근할 수 있습니다. DEX는 주문과 토큰의 시장 가치(오라클) 등을 공유할 수 있습니다. 이는 효율성, 수익성, 사용자 만족도를 높입니다.

아래 이미지에서 두 DEX의 팀이 협력하기로 합의하고 애플리케이션을 함께 구성한 것을 볼 수 있습니다. 사용자는 특정 DEX의 단일 인터페이스를 통해 두 DEX의 유동성 풀에 액세스할 수 있습니다.

구성성에는 단점도 있습니다. 애플리케이션을 구성하면 상호 의존성이 생깁니다.

구성성은 인터페이스, 데이터 유형 또는 프로토콜이 다를 수 있는 서로 다른 애플리케이션 또는 구성 요소 간에 더 많은 조정과 동기화가 필요하기 때문에 복잡성을 유발합니다.

또한 애플리케이션이나 구성 요소 간에 충돌, 장애, 공격, 취약성 등 더 많은 위험이나 위협에 노출되므로 보안이 저하될 수 있습니다. 한 앱이 해킹당하면 다른 앱에도 문제를 일으킬 수 있습니다.

디파이 서비스는 경제적으로 상호 연결되어 있다는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어 대출 플랫폼은 다른 애플리케이션에서 발행한 스테이블코인을 사용할 수 있습니다. 어떤 이유로 스테이블코인이 디페깅되면 대출 플랫폼의 사용자에게 영향을 미치게 됩니다.

이러한 위험에도 불구하고, 구성성은 사용자 경험을 개선하고 혁신을 지원하기 때문에 바람직한 기능입니다.

카르다노는 다음과 같은 방식으로 DApp에 구성성을 부여합니다:

• 충돌이나 실패를 일으키지 않고 서로 다른 스마트 컨트랙트 또는 체인에서 데이터와 가치를 공유.
• 서로 영향을 미치거나 영향을 받지 않고 여러 스마트 컨트랙트를 병렬로 실행(수행).
• 이더리움이나 비트코인과 같은 다른 플랫폼 또는 프로토콜과 연결 및 상호 운용.

카르다노는 스마트 컨트랙트를 병렬로 실행할 수 있는 확장된 UTXO 모델을 통해 원장 수준에서 디앱(또는 애플리케이션)의 구성성을 지원합니다. 카르다노는 결제 레이어가 가치 전송을 처리하고, 연산 레이어가 스마트 컨트랙트를 실행하는 2계층 아키텍처로 설계되었습니다. 또한 스마트 컨트랙트의 기능은 온체인과 오프체인 로직으로 나눌 수 있습니다.

카르다노의 2계층 구조

구성성을 제대로 이해하려면 카르다노의 2계층 구조와 스마트 컨트랙트 작업의 결과가 원장에 저장되는 방식을 이해하는 것이 중요합니다.

스마트 컨트랙트의 실행(실행 위치에 관계 없이)과 그 결과를 원장에 영구적으로 저장하는 것 사이에는 연관성이 있습니다. 블록체인 플랫폼의 거의 모든 구성 요소는 전반적인 구성성 품질(확장성, 보안 등)에 영향을 미칩니다.

카르다노는 플랫폼의 핵심 기능을 카르다노 결제 레이어(CSL)와 카르다노 연산 레이어(CCL)의 두 가지 레이어로 분리하는 새로운 디자인을 사용하여 다른 플랫폼보다 더 높은 확장성, 보안성, 지속 가능성을 제공하는 것을 목표로 합니다. 이 설계는 구성성에 일정한 영향을 미칩니다.

CSL은 사용자 또는 스마트 컨트랙트 간의 ADA 또는 기타 네이티브 토큰과 같은 가치 전송을 처리하는 역할을 담당합니다. CSL은 트랜잭션의 결정성과 예측 가능성을 보장하는 확장된 UTXO 모델을 기반으로 합니다. 중요한 점은 스마트 컨트랙트의 병렬 실행을 가능하게 한다는 것입니다.

우로보로스 지분 증명 합의는 CSL에서 구현됩니다.

CCL은 애플리케이션의 로직과 규칙을 정의하는 플루투스 또는 말로우 스크립트(검증자 스크립트, 채굴 정책 등)와 같은 스마트 컨트랙트의 실행을 처리하는 역할을 담당합니다. CCL은 카르다노 가상 머신(CVM)에서 실행되는 플루투스 코어라는 함수형 프로그래밍 언어를 기반으로 합니다.

CCL은 플루투스, 말로우, 글로우, 에이킨 등과 같은 여러 프로그래밍 언어를 지원하며, 이러한 언어들은 플루투스 코어로 컴파일되어 CVM에서 실행될 수 있습니다.

카르다노의 2계층 아키텍처는 이더리움과 같은 단일 계층 아키텍처를 사용하는 다른 플랫폼에 비해 몇 가지 장점이 있습니다.

2계층 아키텍처는 각 계층이 다른 계층에 영향을 주지 않고 독립적으로 업데이트 및 수정할 수 있기 때문에 더 많은 유연성과 혁신을 가능하게 합니다. 예를 들어, CSL은 CCL에 영향을 주지 않고 합의 프로토콜이나 토큰 모델을 변경할 수 있습니다. 마찬가지로 CCL은 CSL에 영향을 주지 않고 스마트 컨트랙트 언어나 실행 환경을 변경(또는 업그레이드)할 수 있습니다.

반면, 이 아키텍처는 서로 다른 레이어 간에 더 많은 조정과 동기화가 필요하기 때문에 복잡성이 증가하고 사용성이 떨어집니다. 예를 들어, CSL과 CCL은 원장 상태에 대한 일관된 보기를 유지하고 트랜잭션이 두 계층 모두에서 유효하고 호환되는지 확인해야 합니다. 사용성이 저하되면 사용자나 개발자가 서로 다른 레이어에 액세스하거나 상호 작용하기 위해 더 많은 절차와 도구가 필요합니다.

2계층 아키텍처는 블록체인의 부하를 줄이고 스마트 컨트랙트의 병렬 실행을 허용하므로 플랫폼의 확장성을 개선합니다. 예를 들어, CSL은 스마트 컨트랙트 실행이 아닌 가치 이전과 관련된 트랜잭션의 유효성만 검사하면 됩니다. 마찬가지로 CCL은 서로 간섭하지 않고 서로 다른 사이드체인에서 여러 스마트 컨트랙트를 병렬로 실행할 수 있습니다.

카르다노의 2계층 아키텍처는 스마트 콘트랙트가 블록체인 상에서 서로 상호작용하고 협력할 수 있도록 함으로써 스마트 콘트랙트의 구성성을 가능하게 합니다.

스마트 컨트랙트(발행 정책)에 의해 발행된 토큰 A와 B 정책을 통해 발행된 토큰 B를 상상해 보십시오. 스왑을 구현하는 또 다른 스마트 컨트랙트는 A 토큰과 B 토큰을 모두 사용할 수 있습니다. 이 경우 스마트 컨트랙트는 서로 직접 상호 작용하지 않지만(구성되지 않음), 토큰은 서로 다른 스마트 컨트랙트 간에 공유됩니다. 자산 수준에서 구성성에 대해 이야기할 수 있습니다.

카르다노는 주로 스마트 컨트랙트에 대한 모듈식 접근 방식을 통해 구성성을 허용합니다. 즉, 스마트 컨트랙트를 온체인과 오프체인 로직으로 구분하는 것입니다. 이에 대해서는 나중에 더 자세히 설명하겠습니다.

플루투스 스크립트(검증자)는 CCL의 카르다노 가상 머신에 의해 실행됩니다. CCL은 사용자 또는 스마트 컨트랙트 간의 ADA 또는 기타 네이티브 토큰과 같은 가치 전송만 처리하는 계층인 CSL과 상호 작용합니다. CSL은 블록체인의 가치 전송과 관련된 트랜잭션의 유효성을 검증하고 저장합니다.

CSL은 스마트 컨트랙트의 출력(부울 값 True 또는 False)으로만 작동합니다. 반환값이 True인 경우에만 주소(스크립트 주소)에서 자산을 사용(잠금 해제)할 수 있습니다. CSL은 스마트 컨트랙트 자체를 실행하거나 유효성을 검사하지 않으며, CCL과 반환값으로 스마트 컨트랙트의 실행 및 유효성 검사 여부만 확인합니다. CSL은 부울 값에 따라 트랜잭션을 수락하거나 거부합니다.

아래 그림에서 CSL과 CCL을 확인할 수 있습니다. 또한 스마트 컨트랙트는 온체인 로직과 오프체인 로직으로 나뉩니다. 온체인 로직은 CVM에 의해 실행되는 반면, 오프체인 로직은 서버나 사용자의 로컬 컴퓨터에서 실행됩니다. 검증자 스크립트의 반환값이 True이면 트랜잭션이 CSL의 원장에 기록됩니다.

많은 애플리케이션(플루투스 스크립트)이 CSL을 병렬로 사용할 수 있습니다. UTXO 모델은 트랜잭션이 결정적이고 예측 가능하며, 원장의 글로벌 상태나 다른 트랜잭션에 의존하지 않도록 보장합니다. 따라서 서로 다른 트랜잭션이나 스마트 컨트랙트는 동일한 UTXO를 사용하지 않는 한 서로 간섭하지 않고 병렬로 실행될 수 있습니다.

UTxO 모델의 병렬성은 스마트 컨트랙트가 블록체인 상에서 충돌이나 실패를 일으키지 않고 서로 상호작용하고 협력할 수 있게 해주기 때문에 구성성에 도움이 됩니다. 예를 들어 토큰을 구현하는 스마트 컨트랙트는 스왑, 대출 플랫폼 또는 경매를 구현하는 다른 스마트 컨트랙트에서 사용할 수 있습니다. UTxO 모델은 충돌이나 실패를 일으키지 않고 이러한 트랜잭션을 병렬로 처리할 수 있습니다.

스마트 컨트랙트에 대한 모듈식 접근 방식

카르다노는 스마트 컨트랙트가 온체인 코드와 오프체인 코드의 두 가지 구성 요소로 구성된 모듈식 접근 방식을 사용합니다. 카르다노는 스마트 컨트랙트의 온체인 부분과 오프체인 부분을 통해 애플리케이션을 구성할 수 있도록 합니다. 카르다노에서 스마트 컨트랙트가 작동하는 방식에 대해 자세히 알아보려면 해당 주제에 대한 글을 읽어보시기 바랍니다. 비트코인과 이더리움에 대한 장은 건너뛰셔도 됩니다.

온체인 코드는 스마트 컨트랙트와 관련된 트랜잭션을 검증하기 위해 블록체인(CCL)에서 실행되는 스크립트입니다. 일반적으로 스크립트 주소에서 자금을 잠금 해제하는 간단한 코드입니다.

오프체인 코드는 스마트 컨트랙트 로직에 부합하는 트랜잭션, 즉 스크립트 트랜잭션과 지출 트랜잭션(spending transaction) 모두를 생성하기 위해 사용자의 컴퓨터나 서버에서 실행되는 복잡한 애플리케이션일 수 있습니다. 이는 엄청난 유연성을 제공하지만, 복잡성이 높을수록 위험도 커집니다. 예를 들어 스마트 컨트랙트의 로직을 실행하려면 서버의 자바 가상 머신과 블록체인의 카르다노 가상 머신(CCL)과 같은 여러 실행 환경을 사용해야 한다는 사실에서 기인합니다.

모듈식 접근 방식은 대부분의 스마트 컨트랙트 로직이 오프체인에서 실행되어 블록체인의 부하와 비용을 줄여주므로 효율성과 확장성을 높일 수 있습니다. 플루투스 스크립트(검증자) 수준에서의 구성성이 가능하지만, 오프체인 로직 수준에서의 구성성만큼 간단하지는 않습니다.

플루투스 스크립트 수준에서의 구성성은 스마트 컨트랙트의 다양한 온체인 부분이 블록체인(CCL)에서 서로 상호 작용하고 협력하여 새롭고 더 복잡한 기능을 만들 수 있다는 것을 의미합니다. 이 접근 방식은 일반적으로 개발자가 어려움을 겪기 때문에 피합니다. 스마트 컨트랙트마다 인터페이스, 데이터 유형 또는 프로토콜이 다를 수 있으며, 이로 인해 서로 호환되지 않거나 일관성이 없을 수 있습니다. 접근 방식을 표준화하고 통일하면 개발자가 구성성을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

스마트 컨트랙트마다 상태, 종속성 또는 제약 조건이 다를 수 있으며, 이로 인해 서로 조율하거나 동기화하기가 어렵거나 불가능할 수 있습니다. 검증자 스크립트 수준에서 구성성을 달성하려면 스마트 컨트랙트는 몇 가지 메커니즘이나 기술을 사용하여 상태, 종속성 또는 제약 조건을 전달하고 조정해야 합니다. 그러나 이를 위해서는 애플리케이션 개발 초기에 팀의 협력이 필요하거나 나중에 검증자를 다시 구현해야 할 가능성이 높습니다.

다행히 애플리케이션(스마트 컨트랙트)이 검증자(온체인 로직) 수준에서 상호 작용할 필요는 없습니다. 오프체인 로직 수준에서는 훨씬 더 간단합니다.

오프체인 로직을 설계할 때 개발자는 온체인 로직의 요구사항에 의해 최소한의 제한만 받습니다. 개발자는 기본적으로 구성 성을 염두에 두고 기능을 설계할 수 있습니다.

개발자는 어떤 프로그래밍 언어, 프레임워크 또는 기존 표준을 사용해 스마트 컨트랙트의 오프체인 부분을 만들 수 있습니다. 그들이 보장해야 하는 유일한 것은 카르다노 노드 API와의 상호 작용입니다.

서로 다른 오프체인 애플리케이션은 다른 오프체인 애플리케이션에 영향을 주지 않고 자유롭게 상호 작용할 수 있습니다. 이 수준에서 앱을 연결하는 것은 매우 쉬우며 일반 개발자에게는 큰 도전이 아닙니다.

애플리케이션의 오프체인 부분의 상호 작용 결과는 온체인 부분에 반영됩니다. 결국 결과는 검증자를 통해 원장에 기록되어야 합니다. 즉, 애플리케이션 간의 오프체인 상호작용은 검증자에 의해 잠겨있는 자금을 해제하는 지출 트랜잭션의 구성으로 이어져야 합니다.

스마트 컨트랙트의 오프체인 부분에서는 애플리케이션의 확장성과 계산 복잡성이 거의 무제한에 가깝다고 할 수 있습니다. 병목현상은 블록 크기입니다.

CSL은 트랜잭션의 병렬 처리를 가능하게 합니다(UTxO 모델). CCL은 스마트 컨트랙트의 병렬 실행을 가능하게 합니다. 스마트 컨트랙트의 병렬 실행은 서로 다른 스마트 컨트랙트가 동일한 UTxO와 상호 작용하지 않는 한 서로 영향을 미치거나 영향을 받지 않고 병렬로 실행될 수 있다는 것을 의미합니다. 스마트 컨트랙트의 온체인 부분의 출력이 참이면 트랜잭션을 블록체인에 저장해야 합니다. 즉, 다음 블록으로 가져와야 합니다.

아래 이미지에서 스마트 컨트랙트의 오프체인 부분 두 개가 서로 통신하는 방식을 확인할 수 있습니다(녹색 화살표). 그림에서 애플리케이션의 오프체인 부분이 의도적으로 더 크게 표시되어 있는데, 이는 더 복잡한 로직이 구현되어 있음을 나타냅니다. 스마트 컨트랙트의 온체인 부분도 서로 통신할 수 있습니다(빨간색 화살표). 그림은 또한 스마트 컨트랙트 간 상호작용의 결과로 원장에 기록되는 두 개의 지출 트랜잭션이 생성되는 과정을 보여줍니다(파란색 화살표). 지출 트랜잭션은 스크립트 주소에서 자금을 잠금 해제했습니다(스크립트가 있는 트랜잭션은 이미 원장에 저장되어 있습니다).

DeFi 구축자는 카르다노에서 구성 가능한 애플리케이션을 만들 수 있습니다. 그러나 완전한 구성성을 달성하기 위해 해결해야 할 몇 가지 과제와 한계도 있습니다.

• 스마트 컨트랙트 언어와 인터페이스의 호환성 및 표준화.
• 애플리케이션의 사용성 및 접근성. 사용자는 여러 애플리케이션에 액세스하기 위해 다수의 지갑이나 계정을 보유해야 할 수 있습니다.

결론

이더리움이 채택한 스마트 컨트랙트의 모놀리식 접근 방식은 보안과 단순성 측면에서는 장점이 있지만, 확장성과 유연성 측면에서는 단점이 있습니다. 카르다노는 스마트 컨트랙트에 모듈식 접근 방식을 사용합니다. 확장성과 유연성 측면에서는 장점이 있지만, 보안과 복잡성 측면에서는 단점이 있습니다.

모놀리식 접근 방식은 높은 수수료와 혼잡으로 이어질 수 있으며, 이는 스마트 컨트랙트의 성능과 사용성을 방해할 수 있습니다. 모든 컨트랙트의 기능은 분산 네트워크의 연산 자원을 소비합니다. 일부 기능을 오프체인에서 수행할 수 없습니다. 애플리케이션은 플랫폼이 제공하는 기능에 의해 제한되기 때문에 유연성이 떨어집니다. 반면에 이는 애플리케이션이 (상대적으로) 단순하기 때문에 장점이 될 수도 있습니다. 스마트 컨트랙트의 모든 기능은 Solidity(또는 Vyper)로 작성됩니다. 이는 모든 트랜잭션과 스마트 컨트랙트가 동일한 합의 메커니즘에 의해 검증되고 동일한 가상 머신에서 실행되기 때문에 보안 측면에서도 유리합니다.

제가 보기에 이더리움의 가장 큰 단점은 스마트 컨트랙트를 순차적으로 실행해야 한다는 점입니다. 이러한 한계는 계정 기반 모델을 사용하기 때문에 발생합니다.

모듈식 접근 방식은 서로 다른 모듈 또는 레이어가 서로 다른 작업을 병렬 또는 비동기식으로 처리할 수 있기 때문에 확장성을 높일 수 있습니다. 따라서 네트워크 부하를 줄일 수 있으며, 분산된 연산 자원을 덜 소비하므로 사용자는 더 저렴한 수수료를 낼 수 있습니다. 모듈식 접근 방식을 사용하면 더 복잡하고 다양한 스마트 컨트랙트를 만들 수 있습니다. 하지만 모듈이나 레이어마다 신뢰와 검증 수준이 다를 수 있으므로 보안 위험이 발생할 수 있습니다. 개발자에게 더 높은 유연성과 무한한 옵션은 블록체인의 데이터와 로직에 취약성과 불일치를 초래할 수 있는 복잡성으로 이어질 수 있습니다.

카르다노의 가장 큰 단점은 아마도 표준화 및 통일성이 낮다는 점일 것입니다. 현재 표준 구현과 관련된 여러 CIP가 존재합니다. 이는 부분적으로 카르다노가 아직 젊은 플랫폼이라는 사실 때문입니다.

다음 글에서는 카르다노와 이더리움에서 애플리케이션의 구성성을 보다 자세히 비교해 보겠습니다.

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* Source: https://cexplorer.io/article/understanding-the-composability-of-applications-on-cardano
\ Translation: Ilhun@CryptoVeri enics_sky@naver.com