폴리곤 2.0 (Polygon 2.0) — ZK 패러다임을 준비하는 그들의 자세

1. 폴리곤 2.0으로의 이행

“Layer 2”, “Modular blockchain”, “Zero knowledge” 등의 키워드를 대변하는 대표적인 블록체인 프로젝트인 폴리곤(Polygon)은 지난 6월, Polygon 2.0이라는 대규모 업데이트를 발표했다.

주요 골자는 유저들에게 “무한한 확장성(Unlimited Scalability)”과 “통합(Unified)”된 환경을 제공할 수 있도록 네트워크 구조를 재개편한다는 것이었다. 인터넷에서 누구나 정보를 생성하고 교환할 수 있듯이, 폴리곤이 이번 업데이트를 통해 인터넷상의 “가치 계층(Value Layer)”이 되어 블록체인을 사용하는 유저 누구나 가치를 생성하고 교환, 그리고 프로그래밍할 수 있는 프로토콜로 거듭나겠다는 비전을 제시했다.

폴리곤이 이러한 비전과 함께 대규모 업데이트를 진행하게 된 데에는 어떠한 배경이 있고, 어떤 관점으로 블록체인 산업을 전망하고 있을까? 이번 글에서 폴리곤의 행보를 돌아보고, 이들이 추구하는 목적이 무엇이며 어떻게 달성하려고 하는지 알아보고자 한다.

2. 발산과 수렴

폴리곤은 이번 업데이트와 관련된 글을 통해서 프로젝트와 커뮤니티가 발산과 수렴(Divergence and Convergence)의 과정에 있다고 설명했다. 폴리곤은 출시 이래로 이상적인 블록체인 인프라 구축을 위해 다양한 기술에 대한 접근과 실험을 했고 이를 “발산”의 과정으로 표현했다. 폴리곤이 실험한 주요한 기술 스택은 다음과 같다.

• 다양한 블록체인 아키텍처: 사이드체인, 롤업, 밸리디움 등
• ZK 기반 실행(execution) 환경: *1-3 유형의 zkEVM, Polygon Miden
• 블록체인 클라이언트: Polygon Edge, 기존 Ethereum 클라이언트 혹은 현재 Polygon zkEVM 롤업에서 사용되는 것과 같은 맞춤형 클라이언트
• 크로스체인 메시징, 스테이킹 등 다양한 솔루션

*1-3 유형의 zkEVM: 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)이 “The different types of ZK-EVMs”에서 설명한 zkEVM의 유형 분류로, 호환성(Compatibility)과 성능(Performance)을 중심으로 4개(”2.5 유형”을 포함한다면 5개)의 유형으로 zkEVM의 종류를 구분하였다.

2021년 중반까지 플라즈마(Plasma), 사이드체인 등의 연구를 바탕으로 이더리움의 확장성 문제를 해결하기 위한 노력을 주로 보여준 폴리곤은, 이러한 행보 이후 위 언급된 기술 중에서도 특히 영지식(Zero knowledge; 이하 ZK) 기술에 대한 투자와 탐구를 주요하게 실시하는 모습을 보여주었다.

2.1. 발산: ZK Thesis

2021년 8월, 폴리곤은 “The Polygon Thesis: Strategic Focus on ZK Technology as the Next Major Chapter for Polygon; $1B Treasury Allocation”라는 제목의 글을 통해서 이더리움 확장성 솔루션으로서 성공적인 행보를 바탕으로 ZK 기술에 대한 전략적인 베팅을 실행할 것이라고 밝혔다. 이 시점 이후로 트레저리의 상당 부분인 약 $1B 규모의 자금을 투입하여 ZK 솔루션 개발 주체들을 빠르게 내재화하는 행보를 보였으며, 주요 행보들은 다음과 같다.

• 2021년 8월, ZK 롤업 프로젝트인 Hermez Network를 $250M에 인수합병
• 2021년 9월, EY와 협력하여 Polygon Nightfall 발표
• 2021년 11월, Polygon Miden 발표
• 2021년 12월, 이더리움 확장성 솔루션 개발 스타트업인 Mir를 $400M에 인수

이에 따라 2022년 초에 정립된 폴리곤의 ZK 솔루션들은 다음과 같았다.

• Polygon Hermez: SNARK 기반 ZK 롤업, zkEVM 구축 노력
• Polygon Nightfall: 프라이버시 기능 활용한 옵티미스틱 롤업
• Polygon Miden: STARK 기반 ZK 롤업, STARK 최적화 Miden VM 구축 노력
• Polygon Zero: 재귀 증명 시스템(Recursive proof system)인 Plonky2 개발

PoS 체인 출시 및 운영을 통해서 이더리움이 직면한 확장성 문제를 효과적으로 풀어내고 성공적인 프로젝트로 거듭났던 폴리곤은 위와 같은 행보를 보이며, ZK 기술에 대한 확고한 믿음을 보여주었다. 게다가 신생 기술에 대한 투자와 개발을 진행했기 때문에, 단일 솔루션에 대해 베팅하는 대신 해당 기술이 충분히 성숙하고 입증될 때까지 최대한 다양한 솔루션과 가능성을 내재화하려는 모습을 보였다.

구체적으로, ZK 증명의 헤게모니를 양분하던 SNARK(Polygon Hermez)와 STARK(Polygon Miden), 프라이버시 달성 기술로서의 가능성(Polygon Nightfall), 빠르고 효율적인 증명 기술의 개발(Polygon Zero) 등 ZK 기술의 거의 모든 양상을 연구하고 개발하려 했다.

2.2. 수렴: 선택과 집중

“발산”의 과정을 통해 폴리곤은 상기한 4가지 zkEVM 프로젝트 외에도, 기존의 PoS 체인(Polygon PoS)과 멀티체인 솔루션(Polygon Edge, Polygon Supernets), 데이터 가용성 솔루션(Polygon Avail), 디지털 신원 서비스(Polygon ID)까지 총 9가지의 솔루션에 대한 개발과 운영을 진행했다.

그리고 “수렴”의 과정을 거쳐 현재 확인할 수 있거나 추론할 수 있는 각 솔루션의 변화 양상은 다음과 같이 정리할 수 있다.

• Polygon Hermez는 2022년 7월 Polygon zkEVM으로 리브랜딩, 폴리곤의 주요 솔루션 중 하나로 자리잡음
• Polygon Miden 또한 폴리곤의 주요 솔루션 중 하나로 2023년 9월 현재 출시 예정 상태에 있음
• Polygon Zero가 개발한 Plonky2는 Polygon 2.0의 Proving Layer의 구성 요소인 Common prover의 토대가 되었으며, 폴리곤으로 흡수된 것으로 보임
• Polygon Avail은 2023년 3월, 폴리곤으로부터 분사(링크)
• Polygon Nightfall은 EY와 Polygon의 협력 하에 개발, 현재 EY 주도 하에 개발 및 운영이 이루어지는 것으로 보임
• Polygon Edge와 Polygon Supernets는 Polygon CDK로 통합

이러한 변화를 거쳐 폴리곤의 솔루션들은 다음의 5가지로 압축되었다.

• Polygon PoS: 폴리곤의 지분증명 네트워크
• Polygon zkEVM: EVM 호환성을 강조한 ZK 롤업 프로젝트
• Polygon Miden: STARK 기술 기반 ZK 롤업 프로젝트로 EVM 호환성보다는 ZK 친화적 디자인에 방점을 둠
• Polygon CDK: 폴리곤의 ZK 네트워크에 커스터마이징 앱체인을 만들 수 있도록 지원하는 프로그램
• Polygon ID: ZK 증명을 활용한 디지털 신원 인증 서비스

폴리곤은 정리된 위 솔루션들을 기반으로, 차후 전개될 블록체인 매스 어돕션을 위한 프로토콜 구조 개편을 진행하고 있으며, 그것이 바로 폴리곤 2.0 업데이트인 것이다.

3. Polygon 2.0 주요 업데이트

폴리곤 2.0의 주요 업데이트로 ▲아키텍처 ▲거버넌스 ▲토크노믹스 업데이트가 있다. 이하에서 각 업데이트의 핵심적인 내용을 정리해 보고 각 업데이트가 가지는 의미에 대해서 서술하겠다.

3.1. 아키텍처

폴리곤 2.0의 네트워크 아키텍처는 스테이킹(Staking), 상호 운용(Interop), 연산(Execution), 증명(Proving)의 4가지 레이어로 구성된 모듈러(Modular) 방식을 채택하고 있으며, 각 레이어는 네트워크 내에서 다음과 같은 역할을 수행한다.

3.1.1. 아키텍처 Overview

[스테이킹 레이어]

• 공통 밸리데이터 풀(common validator pool)을 관리하는 Validator Manager와 생태계 상의 개별 체인의 밸리데이터 세트(validator sets of individual Polygon chains)를 관리하는 Chain Manager의 두 가지 스마트 컨트랙트로 구성
• POL(폴리곤 2.0 업데이트로 마이그레이션되는 새로운 네이티브 토큰) 토큰은 스테이킹 허브에 예치되며, 생태계에 존재하는 개별 체인의 검증 과정에 참여하기 위해 재스테이킹(re-staking)할 수 있음
• 위와 같은 방식을 “Enshrined Restaking”이라고 부르며, 밸리데이터들은 동일한 스테이킹 자본으로 높은 보상을 받을 수 있고 제3자에 대한 의존성을 줄여 중앙 집중화의 위험을 낮출 수 있음

[상호 운용 레이어]

• 폴리곤 네트워크와 스테이킹 레이어(이더리움 체인) 사이에 위치한 레이어로 폴리곤 네트워크 상의 모든 체인이 생성하는 ZK 증명을 접수(accept)하고 통합(aggregate)하여 검증을 위해 스테이킹 레이어로 전송
• 이더리움 기반 자산의 원활한 크로스체인 전송 등을 가능케 하여 전체 네트워크가 마치 하나의 체인을 사용하는 것과 같은 경험을 실현

[연산 레이어]

• 폴리곤 네트워크의 연산 레이어로, 이더리움 등의 대부분의 블록체인 네트워크과 유사한 형식으로 사용됨
• P2P, Consensus, Mempool, 데이터베이스, Witness generator 등으로 구성

[증명 레이어]

• 폴리곤 체인 내, 외부의 모든 트랜잭션에 대해 ZK 증명을 생성하는 증명 레이어
• 재귀 증명 시스템인 Plonky2를 기반으로 개발한 ZK prover인 Common prover를 기반으로 함
• zkEVM과 MidenVM 두 가지 상태 머신 구현(state machine implementation)을 제공하며 zkWASM 등의 추가 구현도 가능

3.1.2. ZK 기반 멀티체인 비전을 구현

이러한 아키텍처 변화는 본격적인 ZK 네트워크로 거듭나겠다는 폴리곤의 방향성에서 비롯된 것으로 보인다. 폴리곤의 zkEVM과 MidenVM 외에도 추가적인 상태 머신 구현을 가능케 하여 다양한 네트워크들의 수요를 반영하는 한편, 상호 운용 레이어를 통해 멀티체인 환경에서 발생하는 불협화음을 최대한 억제하려는 설계이다.

이에 더하여 6월에 폴리곤 재단 측에서 폴리곤 PoS 체인을 zkEVM 밸리디움(validium) 구조로 업데이트하자는 프로포절이 제출된 것과 폴리곤 네트워크에 앱체인을 용이하게 온보딩시킬 수 있는 서비스인 폴리곤 CDK(전 폴리곤 Supertnets)가 밸리디움 기반의 솔루션을 제공하게 된 것 또한 궤를 같이 한다. 특히 약 $5.2B의 시가총액과 약 $770M의 TVL(23년 9월 Defillama 기준)을 보유한 거대한 PoS 체인을 ZK 기반의 밸리디움으로 업그레이드하겠다는 프로포절에서 재단이 ZK 기술에 부여하는 의미가 얼마나 큰지 엿볼 수 있다.

결과적으로, 폴리곤 네트워크에 온보딩하는 복수의 네트워크들이 모두 ZK 기반 환경에서 구동하도록 만들었으며, 블록체인 네트워크 설계의 패러다임이 장기적으로 ZK 기반으로 변모할 것이라는 폴리곤 팀의 확신에서 비롯된 구조 변화이다.

3.2. 거버넌스

폴리곤 2.0은 거버넌스 체계 정비를 통해 탈중앙 의사결정 환경을 조성하는 내용 또한 담고 있다. 탈중앙 네트워크 거버넌스를 통해서 성장을 도모할 수 있었던 Python, 이더리움 등의 사례를 참고하였고, 특히 이더리움의 체계에서 많은 영감을 받은 것으로 보인다. 총 3가지 요소로 거버넌스 체계가 구성되며, 그 내용은 다음과 같다.

[PILLAR I: 프로토콜 거버넌스]

• 이더리움의 EIP 프레임워크를 참조한 PIP(Polygon Improvement Proposals) 프레임워크를 기반으로 하며, 이는 PIP repository, 커뮤니티 포럼, 폴리곤 빌더 세션으로 구성됨
• 프로토콜의 포괄적인 개선 방향에 대한 토론 및 의사결정 체계

[PILLAR II: 시스템 스마트 컨트랙트 거버넌스]

• 스마트 컨트랙트 업그레이드와 관련된 사항을 다루는 거버넌스 체계로 정기(Regular)와 긴급(Emergency), 두 가지 종류의 업그레이드를 다룸
• 생태계 전반에 걸쳐 다양한 집단을 대표하는 12명의 위원으로 구성된 생태계 위원회(Ecosystem Council)가 선출되어 거버넌스가 운영될 예정

[PILLAR III: 트레저리 거버넌스]

• 토크노믹스 변경(MATIC → POL)과 함께 커뮤니티 트레저리(Community Treasury)를 조성, 커뮤니티에 의한 온체인 거버넌스를 통해 트레저리 자금 집행
• 트레저리 이사회(Community Treasury Board)를 만들어 트레저리를 관리하고 생태계의 지속적인 성장을 장려
• “Polygon Funding Proposals(PFPs)”, “Consensus gathering”의 두 가지 의사결정 단계를 거쳐 트레저리 자금 집행 여부가 결정

3.2.1. 탈중앙화 프로세스를 이행

거버넌스 체계의 변화 내용을 살펴보면 지금까지 프로토콜의 개발 및 성장을 책임지던 Polygon Labs의 영향력을 줄이고 커뮤니티가 주도하는 탈중앙 거버넌스를 통해 프로토콜의 지속가능한 성장을 도모하려는 의도를 파악할 수 있다.

커뮤니티의 다양한 구성원들이 자유롭게 참여할 수 있도록 하되(PILLAR I), 프로토콜 운용에 지대한 영향을 끼칠 수 있는 스마트 컨트랙트 업데이트 혹은 트레저리 자금 운용과 관련된 건에 한해서는 전문가로 구성된 위원회를 구성(PILLAR II, PILLAR III)하여 거버넌스로 발생할 수 있는 리스크를 최소화하려는 체계를 조성하였다.

불특정 다수의 참여를 독려하고, 그들의 결정을 통해 프로토콜 기여자에게 인센티브를 지급할 수 있도록 하여 “공공재로서 발전하는 폴리곤”, “이더리움의 선구자 역할을 ZK 생태계에서 수행하는 폴리곤”으로 거듭나려는 시도로 보인다.

3.3. 토크노믹스

폴리곤은 2019년 4월 토큰(MATIC) 론칭이 이루어졌으며, 프로젝트가 5년 차에 접어든 현재 총공급량(100억 개) 중 약 93%가 유통되고 있다. 작금의 토큰 분배, 즉 토큰 총공급량 중 약 7%(생태계에 분배될 양은 더 적다)만이 분배될 예정인 상황은 다가올 ZK L2 경쟁에서 폴리곤이 생태계 빌더들을 지속적으로 모집하고 지원하는 데에 분명히 한계가 존재한다.

특히 ZK 롤업 프로젝트 중 괄목할만한 성장 속도를 보여주고 있는 zkSync, Starknet 등이 새로 토큰을 론칭할 예정인 것을 감안한다면, 인센티브 측면에서 경쟁력을 확보하기 위해 한계에 다다른 토크노믹스를 개선하는 작업이 불가피했다. 크게 밸리데이터 보상 물량을 확보하고 트레저리의 확충을 통해 지속적인 생태계 성장을 도모하는 내용을 담고 있는 토크노믹스 개선안은 다음과 같다.

• 기존의 MATIC 토큰을 POL 토큰으로 1:1 마이그레이션
• POL은 ▲스테이킹 자본 ▲밸리데이터 보상 ▲거버넌스 투표권의 유틸리티를 가짐
• 토큰 하드캡을 없애고 Inflationary 자산으로 변모
• POL 토크노믹스 백서에서는 연간 2%의 토큰 인플레이션을 제안
  • 밸리데이터 보상으로 1%, 생태계 지원을 위한 커뮤니티 트레저리로 1%를 할당
  • 인플레이션율은 토크노믹스 업데이트 이후 10년간 변경할 수 없고, 그 이후 커뮤니티 거버넌스를 통해 인플레이션 감소 결정이 가능
  • 다만, 각 할당량에 대해 1% 이상으로 증가시키는 결정은 불가

3.3.1. 지속적인 인센티브를 위하여

폴리곤 2.0 업데이트 이후 밸리데이터들은 프로토콜 운영에 있어 다양하고 핵심적인 역할을 수행하게 된다. 트랜잭션 순서를 정하거나 블록을 생성하는 기존의 밸리데이터의 역할을 수행하는 것 외에도, ZK 증명을 생성하거나 DAC(Data Availability Committees)에 참여해 데이터 가용성을 보장하는 등 복수의 역할을 맡는 것이다.

밸리데이터들은 POL을 스테이킹한 후 공통 밸리데이터 풀에 참여하게 되며, 폴리곤 네트워크 상의 모든 체인을 검증할 수 있는 자격을 얻는다. 역할 수행에 따른 밸리데이터 보상은 다음의 3가지 방법을 통해 지급된다.

• 프로토콜 보상(Protocol rewards): 스테이킹 프로토콜은 미리 정의된 양의 POL 토큰을 지속적으로 방출하며, 모든 활성 밸리데이터들에게 분배
• 트랜잭션 수수료(Transaction fees): 밸리데이터가 검증에 참여하는 네트워크에서 발생하는 트랜잭션 수수료를 징수
• 추가 보상(Additional rewards): 일부 체인이 더 많은 밸리데이터 유치를 위해 추가적인 POL 토큰 혹은 스테이블코인 등의 보상을 밸리데이터에게 수여할 수 있음

폴리곤 팀은 백서 상에서 인터넷과 컴퓨팅 플랫폼의 사례를 근거로, 폴리곤 생태계와 웹3 전반에 매스 어돕션(Mass Adoption)이 실현되는 시기를 현실적으로 10~15년 후로 상정했다. 매스 어돕션이 발생하고 생태계와 커뮤니티가 성숙기에 접어들면 트랜잭션 수수료와 추가 보상만으로도 밸리데이터가 충분한 보상을 수령할 것이나, 그 시기까지 지속적으로 프로토콜에 기여할 인센티브가 필요한데, 이런 의미에서 매해 발생하는 2%의 POL 인플레이션 중 1%가 프로토콜 보상으로 할당되어 밸리데이터들의 활동과 기여를 일으키는 인센티브로 작용하는 것이다.

이에 따라 폴리곤 2.0의 밸리데이터들은 기본적으로 약 4~5%의 연수익을 기대할 수 있으며, 폴리곤 CDK를 통해 생태계 상에 많은 체인이 온보딩 되고 트랜잭션이 많이 발생할수록 더 많은 수익을 올릴 가능성도 존재한다.

나머지 1%는 거버넌스 섹션에서 언급했듯이 신설되는 커뮤니티 트레저리로 귀속되어 프로토콜 개발 및 연구, 그랜트 지급 등 생태계 활성화를 위한 목적으로 사용된다. 현재 연간 $50M ~ $100M 수준의 트레저리 자금 유입이 발생할 것으로 예상되며, POL 토큰 가격 변동에 따라 트레저리 규모가 성장할 가능성이 있다.

4. 이제는 증명해야 할 때

폴리곤 2.0은 2021년 8월부터 진행된 ZK 기술에 대한 연구 및 개발 성과를 바탕으로 조성한 ZK 기반 멀티체인 아키텍처이다. 동시에 거버넌스와 토크노믹스 업데이트를 통해 폴리곤 랩스와 재단의 영향력을 줄이고 커뮤니티에 의한 프로토콜 개발 및 연구, 그리고 운영을 가능케 하려는 시도이다. 위 폴리곤 2.0 One Pager의 설명처럼 “커뮤니티에 의한”, “통합된 ZK 네트워크”를 조성하기 위한 기초 작업이라고 할 수 있다.

다만 어디까지나 기반 작업이 완료되었을 뿐, 규모 확장을 통해 본격적인 증명 과정을 이행해야 하는 과제를 안고 있다. 현재 레이어2 생태계는 아비트럼과 옵티미즘 등의 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollup; 이하 “OR”) 진영이 헤게모니를 쥐고 있는 모습이다.

Defillama에서 확인할 수 있는 롤업 섹터의 TVL 분포는 OR 진영(Arbitrum+Optimism+Base)이 전체 TVL의 92%를 점유하고 있으며, ZK 롤업(이하 “ZKR”) 중 가장 높은 TVL 규모를 보이는 zkSync Era가 약 $119M의 TVL을 기록하고 있어 현재 규모 확장 경쟁에서는 다소 밀리는 모습을 보이고 있다.

차후 Validium으로 개편될 것으로 보이는 폴리곤 PoS 체인의 TVL을 포함하여 분포를 측정한다고 해도 롤업 섹터 전체 규모 중 21%를 기록하며, zkSync Era를 포함한 ZKR 진영이 약 1/4에 못 미치는 규모를 기록하고 있음을 알 수 있다.

4.1. 멀리 내다보는 폴리곤

경쟁에서 다소 뒤처지는 모습을 보이고 있는 작금의 상황에도 불구하고, 폴리곤은 당장의 헤게모니를 차지하는 것보다 더 장기적인 시선으로 블록체인 산업을 바라보고 있다. 폴리곤 2.0 백서에서도 언급했듯이 10년 이상의 기간을 두고 블록체인이 글로벌 기업들의 메이저 인프라로 자리 잡는다는 가정 아래 이번 업데이트를 제안하고 진행하고 있는 것으로 보인다.

이러한 맥락에서 타 기업과의 파트너십 차원에서도 확실히 다른 행보를 보여주고 있는데, 옵티미즘이 OP Stack을 기반으로 Base, DeBank 등 웹3 네이티브 기업들의 Superchain 생태계를 만들어가고 있는 반면, 위 이미지에서도 볼 수 있듯이 폴리곤은 스타벅스, 아디다스 등 유명 글로벌 웹2 기업들과의 파트너십을 통해 웹2 친화적인 행보를 보여주고 있다. 즉, 블록체인의 매스 어돕션은 글로벌 웹2 서비스들이 블록체인 인프라 상에 안착된 이후에 실현될 것이며, 이 과정이 10년 이상의 기간에 걸쳐 수행될 것이라는 비전을 가지고 폴리곤 2.0 업데이트가 기획되었음을 알 수 있다.

폴리곤은 ZK 기술에 대한 확신을 가지고 이에 기반한 멀티체인 아키텍처 구성을 통해 매스 어돕션이라는 장기전에서 최대 수혜자로 떠오르고자 한다. 최근까지 크게 성장하고 있는 아비트럼 혹은 옵티미즘 등의 OR 진영이 아니라, ZK 기술을 기반으로 한 폴리곤의 아키텍처가 더 나은 선택임을 그들 스스로 증명할 수 있을까? 약 $4.8B의 대규모 시가총액을 자랑하는 폴리곤이라는 거함이 보여주는 파격적인 행보인 만큼 지속적으로 지켜볼 가치는 충분할 것이다.