브레비스 "이더리움 블록 검증, 6.9초면 끝"…실시간 ZK 증명 시대 '활짝'

[블록미디어 지승환 기자] “모든 이더리움(ETH) 트랜잭션은 전 세계 80만대 이상의 컴퓨터에서 똑같이 계산된다. 처리하기 위해서가 아니라, 단 한 명의 블록 제안자가 올바르게 수행했는지 확인하기 위해서다. 이것이 블록체인이 무신뢰(Trustless)를 달성하는 방식이지만, 동시에 끔찍하게 비효율적인 방식이기도 하다.”

영지식(Zero Knowledge·ZK) 코프로세서 프로젝트 브레비스(Brevis)가 블록체인 기술의 핵심 원리를 파헤치는 심층 연재 시리즈 ‘무식에서 영지식으로(From 0 Knowledge to Zero Knowledge)’의 7번째 챕터를 공개했다.

브레비스는 3일(현지시각) 공식 블로그를 통해 시리즈 7부 ‘피코 프리즘과 실시간 증명(Pico Prism and Real-Time Proving)’ 편을 게시하고, 현재 이더리움 네트워크가 가진 구조적 비효율성과 이를 해결하기 위한 브레비스의 기술적 성과를 상세히 다뤘다.

“80만번의 중복 계산, 영지식 증명 하나로 대체”

현재 이더리움 네트워크는 보안을 위해 모든 검증자가 블록 내의 트랜잭션을 재실행(Re-execution)하며 검증한다. 이 ‘중복성’이 보안의 핵심이지만, 동시에 네트워크 속도를 제한하고 가스비를 높이는 주원인이다.

브레비스는 이 문제를 해결하기 위해 ‘비싼 증명, 저렴한 검증(Expensive proving, cheap verification)’ 모델을 제안했다. 한 명의 증명자가 복잡한 연산을 수행하고 그 결과가 옳다는 영지식 증명을 생성하면, 나머지 검증자들은 수 밀리초(ms) 만에 이 증명만 확인하면 되는 방식이다.

하지만 이를 위해서는 이더리움의 블록 생성 주기인 12초 내에 증명을 생성해야 한다는 기술적 난관이 있었다. 과거에는 몇 시간씩 걸리던 한계가 있었다.

피코 프리즘, ‘평균 6.9초’ 증명 속도 달성

브레비스가 공개한 ‘피코 프리즘’은 이 난제를 해결했다. 발표된 벤치마크 결과에 따르면, 피코 프리즘은 4500만 가스 한도의 이더리움 메인넷 블록 중 99.6%를 12초 이내에 증명하는 데 성공했다. 평균 증명 시간은 불과 6.9초였다.

이는 소비자용 GPU인 RTX 5090 64개를 사용해 달성한 결과로, 하드웨어 비용은 약 12만8000달러(약 1억8850만원) 수준이다. 이더리움 재단이 제시한 ‘가정용 증명(Home Proving)’ 목표인 하드웨어 비용 10만달러(약 1억4730만원) 이하, 전력 소모 10킬로와트(㎾) 이하 기준에도 근접해가고 있다.

저스틴 드레이크(Justin Drake) 이더리움 재단 연구원은 이에 대해 “무어의 법칙을 뛰어넘는 속도로 성능이 향상되고 있다”고 평가했다.

“가스 한도 100배 증가 가능…폰으로도 검증”

실시간 증명이 표준화될 경우 이더리움 생태계는 획기적인 변화를 맞이할 전망이다. 검증자들이 더 이상 모든 연산을 직접 수행할 필요가 없게 되므로, 블록 크기나 가스 한도(Gas Limit)를 대폭 늘릴 수 있다. 이론적으로 100배, 나아가 1000배의 확장성 개선도 가능하다는 설명이다.

또 검증 부담이 낮아져 고성능 서버가 아닌 일반 스마트폰으로도 이더리움 블록을 검증할 수 있게 되며, 이는 진정한 의미의 ‘라이트 클라이언트’ 구현과 탈중앙화 강화로 이어진다.

브레비스 측은 “피코 프리즘은 우리가 구축 중인 거대한 ‘검증 가능한 컴퓨팅’ 스택의 일부일 뿐”이라며 “향후 ‘브레비스 프루버넷(ProverNet)’을 통해 다양한 애플리케이션에 최적화된 증명 인프라를 연결하는 오픈 마켓플레이스를 구축할 것”이라고 예고했다.