바운드리스(Boundless) — 무한한 확장성으로

1. 들어가며

이더리움 네트워크는 높은 보안성과 탈중앙성을 확보하기 위해 모든 노드가 동일한 연산을 반복 수행하는 구조를 가지고 있습니다. 이에 따라 노드 수가 늘어날수록 합의 과정이 복잡해지고 노드 간의 동기화 부담이 증가하며, 네트워크의 처리량은 가장 느린 노드의 속도에 맞춰지게 되어 전체 네트워크 효율성이 떨어지는 한계가 존재합니다.

이를 보완하기 위해 블록체인 산업 전반에서는 부족했던 확장성을 극복하고자 다양한 시도가 이어져 왔습니다. 대표적으로 기존 이더리움의 구조를 보완하며 확장성을 높이고자 하는 롤업(Rollup), 샤딩(Sharding) 같은 이더리움 확장성 솔루션이 주목받아 왔습니다.

한편, 모든 프로젝트가 동일한 방식을 추구한 것은 아니었습니다. 솔라나(Solana)와 수이(Sui)로 대표되는 일부 블록체인들은 보안성과 탈중앙성의 일정 부분을 포기하더라도 높은 확장성을 우선시하는 모놀리틱 구조를 채택하였으며, 빠른 거래 처리와 개선된 유저 경험을 내세우며 산업 내 입지를 확보하였습니다.

결국 블록체인 생태계는 지금까지 1) 보안성과 탈중앙성을 유지하며 점진적 확장을 추구하는 경로와 2) 즉각적인 확장성을 우선시하는 경로라는 두 가지 흐름이 병행되는 양상으로 발전해왔습니다. 그러나 전자는 확장 속도가 더디고, 후자는 탈중앙성과 보안성 측면을 양보해야 한다는 명확한 한계점이 존재합니다.

1.1 zkVM의 등장

상기한 상황 속에서 zkVM(Zero-Knowledge Virtual Machine)이 새로운 대안으로 주목받고 있습니다.

zkVM은 스마트 컨트랙트 실행 과정을 영지식 증명(ZK-Proof) 생성이 가능한 가상머신에서 수행하고, 그 결과의 정확성을 짧은 증명으로 보장하는 기술로, 이를 통해 복잡한 연산이나 대규모 데이터 처리는 오프체인에서 처리하고, 온체인에서는 결과 검증만 수행함으로써 체인의 부하를 줄여 확장성을 확보할 수 있습니다.

즉, zkVM은 위에서 설명한 확장성 솔루션들의 장단점을 종합하여 보안성과 탈중앙성을 유지하면서도 모놀리틱 체인 수준의 확장성을 제공하는 기술로, 이를 통해 블록체인 산업은 보안성과 확장성을 동시에 확보할 수 있는 새로운 발전 경로를 얻게 되었습니다.

블록체인이 zkVM 기술을 도입하는 것으로 얻을 수 있는 장점은 다음과 같습니다.

• 예측 가능한 검증 비용: 어떤 연산이든 검증 비용이 일정하게 유지되므로, 블록체인이 복잡성이 크게 증가하는 애플리케이션을 다루면서도 안정적이고 예측 가능한 비용 구조를 보장함
• 탈중앙성과 효율성의 조화: 블록체인의 본질적인 강점인 탈중앙성과 무결성을 지키면서, 실제 연산은 오프체인에서 처리되어 네트워크 전반의 효율성을 높임
• 높은 보안성과 신뢰성: 사용자는 연산 결과를 직접 확인하지 않아도, 해당 결과가 정확히 계산되었음을 증명받을 수 있어 네트워크의 신뢰성이 강화되고, 복잡한 계산도 안전하게 처리할 수 있음
• 확장된 활용 가능성: 온체인에서 처리하기 어려웠던 대규모 연산도 가능해지면서, 블록체인은 인공지능, 금융 시뮬레이션, 대규모 데이터 분석 등 다양한 응용 분야로 확장될 수 있음

이렇듯 zkVM은 단순히 블록체인 성능을 개선하는 것을 넘어 연산과 검증의 분리를 통해 탈중앙 네트워크의 장점을 살리면서도 블록체인이 직면한 확장성 문제를 해결하여, AI, 금융, 데이터 분석 등 다양한 영역에서 블록체인을 더욱 적극적으로 활용할 수 있는 기반을 마련합니다. 다만 zkVM은 개발되고 논의되기 시작한 지 아직 오래되지 않아, 해당 기술이 산업 전반에 적극적으로 도입되는 단계에는 이르지 못한 실정입니다.

이 지점에서 바운드리스(Boundless)는 단순히 zkVM을 구현하는 수준을 넘어 산업 현장에 바로 적용할 수 있는 환경을 제공함으로써, zkVM의 선두주자가 되고자 합니다.

2. 바운드리스, 확장성 한계를 돌파하다

바운드리스는 RISC Zero 팀이 개발한 영지식 검증 컴퓨팅 레이어로, 복잡한 연산을 효율적으로 처리하고 이를 안전하게 검증할 수 있도록 설계된 영지식 증명 마켓 프로토콜입니다. 블록체인이나 애플리케이션이 고성능 연산을 필요로 하면 바운드리스 네트워크에 이를 의뢰할 수 있으며, 누구나 참여자가 되어 해당 연산을 수행하고 증명을 제출함으로써 보상을 얻을 수 있습니다.

바운드리스의 핵심 메커니즘은 연산과 검증의 분리입니다. 온체인에서 모든 노드가 동일한 연산을 반복하는 대신, 오프체인에서 특정 노드가 복잡한 연산을 처리하고 그 연산의 실행 여부를 영지식 증명으로 확인합니다. 이를 통해 네트워크 전체가 재연산을 하지 않아도 결과의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이는 곧 블록체인의 확장성 문제를 해결하는 핵심 메커니즘이 됩니다.

2.1. 바운드리스의 zkVM

바운드리스는 RISC Zero가 자체 개발한 zkVM을 기반으로 구축되어 있습니다. RISC Zero zkVM은 범용 RISC-V 명령어를 사용하여 임의의 프로그램을 실행하고, 해당 실행이 올바르게 이루어졌음을 증명하는 암호학적 증명서(Receipt)를 생성할 수 있는 구조를 가지고 있습니다.

zkVM이 복잡한 영지식 증명 생성을 자동으로 처리해 주기 때문에 이를 활용하는 개발자는 별도의 암호학 지식 없이도 Rust, C++ 등의 친숙한 언어로 zkVM과 호환되는 프로그램을 작성하고 검증 가능한 프로그램을 개발할 수 있습니다.

또한 RISC Zero zkVM은 고성능 STARK 기반의 증명 시스템으로, RISC-V의 CPU 사이클(Cycle) 단위로 연산량을 측정할 수 있기 때문에 바운드리스의 인센티브 메커니즘인 PoVW(Proof of Verifiable Work, 검증 가능 작업 증명) 구현에도 적합합니다.

더불어 현재 바운드리스는 RISC Zero zkVM을 기본 실행 환경으로 사용하지만, 특정 증명 시스템에 종속되지 않는 범용적 설계를 지향합니다. 실제로 바운드리스의 로드맵에는 또 다른 zkVM 증명 프로토콜 서신트(Succinct) 팀의 SP1, zkSync의 Boojum, Jolt 등 다른 zkVM 백엔드도 지원할 계획을 가지고 있으며, 이를 통해 개발자는 특정한 개발 도구나 환경에 종속되지 않고, 자신이 익숙한 방식 그대로 애플리케이션을 만들면서도 바운드리스를 활용할 수 있습니다.

즉, 바운드리스는 상기한 장점들을 토대로 RISC Zero의 zkVM을 채택하였으며, 이를 기반으로 범용성, 성능, 개발 편의성을 최대한 활용하면서도 장기적으로는 다양한 개발 도구와 환경을 아우르는 유연한 플랫폼으로 발전할 수 있는 기반을 갖추고 있다고 볼 수 있습니다.

이어서 바운드리스의 아키텍처와 작동 방식에 대해 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

2.2. 바운드리스 프로토콜 아키텍처

바운드리스는 크게 앱(App), 프루버(Prover) 두 참여 주체로 이루어져 있으며, 각 주체들을 연결하는 컨트랙트 및 스트림으로 구성되어 있습니다.

• 앱(App): 바운드리스 시스템을 활용하여 특정 연산(계산)의 검증을 요청하는 애플리케이션
• 프루버(Prover): 앱으로부터 요청받은 연산을 오프체인에서 실제로 수행하고, 해당 연산이 올바르게 수행되었음을 증명하는 암호학적 증명(Proof)을 생성하는 주체
• 베리파이어 컨트랙트(Verifier Contract): 프루버가 생성한 증명의 암호학적 유효성을 온체인에서 검증하는 스마트 컨트랙트로, 증명의 진위 여부(True/False)만을 기술적으로 판단함
• 마켓 컨트랙트(Market Contract): 바운드리스 생태계의 조정자(Coordinator) 역할을 하는 핵심 컨트랙트로 증명의 중개/검증 요청/ 결제 처리의 역할을 수행
• 앱 컨트랙트(App Contract): 마켓 컨트랙트로부터 최종 검증 완료 신호(및 결과)를 통지받아, 검증된 데이터를 활용하여 애플리케이션의 다음 로직을 실행하거나 최종 상태를 온체인에 저장하는 앱 소유의 컨트랙트
• 오프체인 오더 스트림 (Off-chain Order Stream): 앱의 증명 요청, 프루버의 경매 입찰 등 주요 오프체인 데이터(요청/응답)를 브로드캐스팅하는 통신 컴포넌트

바운드리스의 베리파이어 컨트랙트와 마켓 컨트랙트는 이더리움(Ethereum), 베이스(Base) 등의 세틀먼트 전용 네트워크(Settlement Chain)에 배포되어 운영됩니다. 또한 애플리케이션 개발자가 배포하는 앱 컨트랙트 역시 상기한 세틀먼트 전용 네트워크를 기반으로 구동하며 검증된 증명을 받아 비즈니스 로직을 실행하는 구조를 가지고 있습니다.

반면 프루버는 세틀먼트 전용 레이어 외부의 오프체인에서 자신의 하드웨어를 사용해 zkVM 프로그램을 실행하고 증명을 생성하며, 생성된 증명의 올바름이 검증되면 PoVW 메커니즘에 따라 보상을 받게 됩니다.

또한 앱은 온체인 트랜잭션을 통해 마켓 컨트랙트에 직접 계산 요청을 제출할 수도 있지만, 검열 저항성이 덜 중요한 경우 오더 스트림을 통해 오프체인으로 증명 요청을 주고받을 수 있습니다.

이처럼 바운드리스는 신뢰와 보안이 필요한 검증 및 결제 과정은 온체인에서 처리하고, 컴퓨팅 집약적인 증명 생성은 오프체인에서 수행하는 하이브리드 구조로 설계되어 효율성을 극대화하는 구조를 가지고 있습니다.

2.2.1. 세부 작동 프로세스

바운드리스의 작동 프로세스는 애플리케이션의 증명 요청부터 최종 결과 활용까지 여섯 단계로 진행됩니다.

1. 증명 요청 제출: 앱의 증명 요청은 온체인(마켓 컨트랙트에 직접 트랜잭션) 또는 오프체인(오더 스트림 브로드캐스트) 방식으로 제출할 수 있음. 요청에는 실행할 프로그램 정보, 입력 데이터, 프루버 경매 조건이 포함됨
2. 프루버 입찰 및 락(Lock): 요청이 브로드캐스트 되면 역 더치 옥션(Reverse Dutch Auction) 방식의 경매가 시작됨. 가격은 최소가에서 시작하여 시간에 따라 최대가까지 상승하며, 프루버는 원하는 시점에 입찰을 진행하여 담보를 예치하고 요청을 락할 수 있음
3. 증명 생성: 락을 실행한 프루버는 오프체인에서 자신의 하드웨어로 zkVM 프로그램을 실행하고 증명을 생성함. 효율성을 위해 여러 요청을 배치로 묶어 머클 트리 구조의 집계 증명(aggregated proof)을 생성함
4. 증명 제출 및 검증: 프루버는 집계 증명을 마켓 컨트랙트에 제출하고, 마켓 컨트랙트는 이를 베리파이어 컨트랙트로 전달하여 검증을 수행함. 검증이 성공하면 프루버에게 보상이 지급되고 담보가 반환됨
5. 증명 수령 및 재검증: 앱은 완료 이벤트를 감지하여 머클 포함 증명(Merkle inclusion proof)을 가져와 앱 컨트랙트로 전송함. 앱 컨트랙트는 베리파이어 컨트랙트를 통해 증명을 독립적으로 재검증하여 결과의 정확성을 확인함
6. 결과 활용: 검증이 성공하면 앱 컨트랙트는 증명된 결과를 바탕으로 비즈니스 로직을 실행함. 오프체인에서 수행된 복잡한 연산의 결과를 모든 노드의 재연산 없이 온체인에서 안전하게 활용할 수 있음

바운드리스는 상기한 방식을 통해 탈중앙화된 환경에서도 신뢰 가능한 계산 수행, 투명한 검증, 자동화된 정산을 실현하는 구조를 가지고 있습니다.

3. 현황 및 주요 협업 사례

2025년 9월 15일, 바운드리스는 베이스 체인을 기반으로 정식 출시했으며, 7월부터 진행되었던 인센티브 테스트넷 참여자를 대상으로 자체 토큰인 $ZKC 에어드롭을 실시했습니다. 바운드리스는 이후 스테이킹 기능을 오픈하여 $ZKC 보유자에게 추가 유틸리티를 부여했습니다.

출시 이후 작성일인 10월 27일까지 바운드리스를 통해 실행된 누적 증명 요청은 총 1.4M 개로, 바운드리스보다 먼저 출시된 경쟁 프로토콜인 서신트 대비 약 2배 높은 성과를 보이고 있습니다.

바운드리스 팀은 더 많은 사용자를 유치하고 생태계를 확장하기 위해 타 프로토콜과의 협업을 적극 추진하고 있으며, 현재 진행 중인 주요 협업 사례는 다음과 같습니다.

3.1. 아이겐레이어(EigenLayer): AVS 슬래싱 검증 개선

리스테이킹(Re-Staking) 프로토콜 아이겐레이어는 바운드리스를 활용하여 AVS(Actively Validated Services) 운영자에 대한 슬래싱 검증 로직을 효율적으로 처리할 계획을 가지고 있습니다.

바운드리스의 zkVM 기반 프루버 네트워크는 이더리움 등 다양한 소스에서 스테이킹 잔액 정보를 주기적으로 수집하고 계산하며, 이 결과를 머클 트리 루트로 요약합니다. 온체인 검증 컨트랙트는 제출된 증명을 확인하여 각 검증자의 스테이크 상태를 파악하고, 규칙 위반이 감지되면 저비용으로 슬래싱을 실행합니다.

이 과정에서 복잡한 연산은 모두 오프체인에서 수행되고, 온체인에는 단순한 영지식 증명만 제출됩니다. 솔리디티로 직접 실행하면 수천만 가스가 소요될 연산이 단 한 번의 증명 검증으로 대체되어, 가스 비용을 최대 99.9% 절감할 수 있을 것으로 기대되며, 현재 바운드리스는 아이겐레이어와의 통합을 진행하고 있습니다.

3.2 셀레스티아(Celestia): 데이터 가용성(DA) 증명

모듈형 데이터 가용성 레이어인 셀레스티아는 RISC Zero와 협력하여 블롭스트림 제로(Blobstream Zero)라는 zkVM 기반 크로스체인 메시징 프로토콜을 개발했습니다.

블롭스트림 제로에서는 바운드리스 프루버들이 오프체인에서 셀레스티아 블록 내 모든 거래 데이터가 실제로 네트워크에 저장되고 유지되고 있음을 증명하고, 이를 압축된 영지식 증명 형태로 다른 체인에 제출합니다. 결과적으로 다른 체인의 컨트랙트는 이 작은 증명만 확인하면 셀레스티아의 데이터 가용성을 신뢰할 수 있습니다.

특히 바운드리스 zkVM은 여러 DA 확인 작업을 하나의 증명으로 통합할 수 있어, 셀레스티아를 DA 레이어로 활용하는 롤업이나 애플리케이션들은 전체 데이터를 직접 보관하거나 복잡한 샘플링 절차 없이도 저비용/고신뢰 데이터 가용성 검증을 수행할 수 있습니다.

현재 블롭스트림 제로는 오픈소스 퍼블릭 형태로 개발되었으며 메인넷 환경에서 적용되어 있습니다.

4. 경쟁 환경과 차별화 요소

현재 zkVM 분야에는 서신트의 SP1, 폴리곤(Polygon)의 Miden, 그리고 스크롤(Scroll)의 zkEVM 등 여러 경쟁자가 존재하며, 각 프로젝트는 자체 가상머신의 성공을 위해 서로 다른 전략적 초점을 두고 있습니다.

바운드리스는 다른 경쟁 프로젝트들과 비교해 세 가지 핵심적인 특장점을 가집니다.

• VM 비종속성(범용성): 어떤 VM(EVM, RISC-V 등)에서나 블록체인 환경에서든 구애받지 않고 연산을 수행하고 증명을 생성할 수 있는 기술적 토대를 제공함
• 생태계 확장성: 누구나 증명자로 참여하여 연산을 수행하고 보상을 받을 수 있는 경제적 생태계를 구축함
• 개방적인 마켓: 탈중앙화된 증명 마켓플레이스 구조를 통해 중앙 주체의 보조금이 아닌 시장 참여자들의 자발적 동기로 네트워크가 유지되고 성장하도록 설계됨

특히 바운드리스는 블록체인 산업의 핵심 동력인 경제적 인센티브 모델을 증명 생성 시장에 적용하여, 참여자는 연산 자원을 제공하는 대가로 보상을 얻고, 네트워크는 지속 가능한 확장성과 탈중앙화를 달성하는 선순환 구조를 구축했다는 점이 고무적입니다.

이를 통해 바운드리스는 "내 zkVM이 얼마나 빠른가"라는 기술 경쟁을 넘어, "영지식 증명을 누구나 공급하고 소비할 수 있는 경제 네트워크를 만들겠다"는 전략을 실행하고 있다고 볼 수 있으며, 이러한 접근은 바운드리스를 특정 유즈케이스에 갇히지 않는 'ZK Proof-as-a-Service'라는 범용적이고 확장 가능한 인프라로 자리매김하게 합니다.

5. 마치며

바운드리스는 블록체인 확장성 문제에 대한 근본적인 해결책을 제시합니다. RISC Zero의 zkVM 기술을 활용하여 복잡한 연산을 오프체인에서 처리하고, 그 결과의 정확성만 온체인에서 효율적으로 검증함으로써 이더리움과 같은 기존 블록체인 네트워크의 구조적 한계를 극복합니다.

바운드리스의 가장 큰 차별점은 단순히 기술적 성능을 개선하는 것을 넘어, 영지식 증명 생성 과정을 하나의 탈중앙화된 증명 마켓으로 구축했다는 점입니다. 누구나 프루버로 참여하여 연산 자원을 제공하고 그 대가로 보상을 받을 수 있는 이 시스템은 중앙 주체의 보조금 없이도 네트워크가 자율적으로 성장하고 유지될 수 있는 지속가능한 기반을 마련합니다.

다만 바운드리스는 AI, 금융 시뮬레이션, 대규모 데이터 분석 등 다양한 산업 분야로 확장하고자 하는 비전을 가지고 있지만, 현재까지 확인된 수요와 협업 사례는 블록체인 산업 내부에 집중되어 있습니다. 따라서 바운드리스가 블록체인을 넘어 전통 산업 분야로 실제 확장될 수 있을지에 대해서는 메인넷 운영 성과와 기술적 신뢰성 입증 여부를 면밀히 지켜볼 필요가 있습니다.

바운드리스가 상기한 과제를 성공적으로 해결하고 블록체인을 넘어 여러 산업 분야에서 채택된다면, 이는 zkVM 기술이 범용 컴퓨팅 인프라로 자리 잡을 수 있다는 잠재력을 입증하는 동시에, 검증 가능한 컴퓨팅이 실제로 산업 전반에 실질적인 가치를 제공한다는 것을 보여주는 주요 사례가 될 것으로 기대됩니다.