[이더리움] 1주차 과제 기본질문

Dev. Life/2021 오픈소스 아카데미 - 이더리움

[이더리움] 1주차 과제 기본질문 - Basic

DevOwen 2021. 8. 26. 09:00

올해 하반기 오픈소스 컨트리뷰션 아카데미에 참여하게 되었다. 약 4~5개월동안 오픈소스 주제를 하나 선택해서 멘토와 함께 프로젝트에 기여를 하는 과정이다. 나는 원래 1지망으로 크로미움/블링크를 선택했으나, 안타깝게도 2지망으로 선택한 이더리움으로 배정이 되었다. 물론 이 역시 관심이 있었던 주제였기 때문에 올해 하반기에는 이 프로젝트에 몰입해서 재미있게 해 보려고 한다.

나의 경우 2019년 SW 마에스트로를 하면서 하이퍼레저 패브릭(Hyperledger Fabric)이라는 블록체인을 다룬 프로젝트를 했었던 경험이 있다. 그 당시에는 프라이빗 블록체인 기반 공연 티켓 어플리케이션을 만들었던 것으로 기억이 난다. 관련 발표 자료

첫 번째 주차 과제로는 이더리움 관련된 여러가지 질문들에 대해 나름대로 답을 준비하는 것이었다. 질문이 많아서 두 번에 나누어서 포스팅을 해 보려고 한다.

질문 1. 머클 패트리시아 트리와 머클 트리의 차이점에 대해서 쉽게 설명해주세요.

머클 패트리시아 트라이(Merkle Patricia Trie)
- 이더리움(Ethereum)에 사용된다.
- 트라이(Trie)
- 이더리움 블록 헤더는 3개의 트리를 가지고 있고, 3개의 다른 대상을 가리킴
  - Transaction → Merkle Tree로 충분하다.
  - Receipt
  - State → key-value 매핑 구조
- Operation이 실행될 때 마다 트리 전체가 재계산(recalculate)된다.
- 4 가지 노드 타입이 있다.
  - Empty Node : 단순한 빈 노드
  - Leaf Node : 하나의 key와 하나의 value를 가진 기본 노드
  - Branch Node : 길이 17의 리스트, 첫 16개 요소는 hex char에 대응되고 key값. 마지막 하나는 value값
  - Extension Node : Key-Value 노드. 여기서 value는 다른 노드의 Hash

머클 트리(Merkle Tree, Hash Tree)
- 비트코인(Bitcoin)에 사용된다.
- 데이터의 간편하고 확실한 인증을 위해 1979년 Ralph Merkle에 의해 만들어진 개념
- 이진 트리(Binary Tree)
- 두 개씩 거래를 묶은 후 SHA256 알고리즘을 통해 해시값으로 나타냄 → 그렇게 묶은 값 두 개를 또 묶어서 해싱 → ... → 수 많은 거래를 가장 꼭대기의 하나의 데이터(그림에서는 $h_{1,8}$)로 만듦
- 거래량(N)이 기하급수적으로 늘어나도 특정 거래를 찾는 경우의 수($log_2N$)는 단순
  - 예를 들어 $h_5$를 찾는다고 했을 때 해싱이 되는 과정은 총 세 번이다. (H($h_5$,$h_6$), H($h_{5,6}$,$h_{7,8}$), H($h_{1,4}$,$h_{5,8}$))
  - 1024개의 거래가 이루어져도 해싱이 이루어지는 과정은 $log_21024$=10 번이다.
  - 특정 거래 데이터를 쉽게 찾을 수 있다.
  - 거래의 위변조도 쉽고 빠르게 알 수 있고 이를 방지할 수 있다.
- 풀노드(full node)가 아닌 라이트 노트(light node)로 적은 용량으로 효율적으로 거래를 찾을 수 있다.
- 현재 상태(state)를 알 수 없다.

질문 2. 이더리움의 스마트 컨트랙트 코드가 저장되는 장소는 어디인지? 이더리움의 "계정"은 어떤 종류가 있고 어떤 데이터 구조를 가지고 있는지 설명해주세요.

하나의 사용자가 생성한 스마트 컨트랙트 코드는 이더리움 클라이언트(이더리움 블록체인에 참여하는 노드)를 통해 블록에 포함된다. 따라서 다른 노드에서 코드가 복사되고 각 노드의 EVM에서 코드를 실행시킬 수가 있다.
이더리움 주소와 개인키의 조합을 계정(accounts)이라고 한다. 이더리움 계정은 이더 잔고를 보유하고 트랜잭션을 전송할 수 있다. 이더리움에는 다음 두 가지 종류의 계정이 있다.
- 외부 소유 계정(External Owned Account, EOA) : 위에서 언급한, 공개 주소와 개인키의 조합을 말한다. EOA를 사용하면
  1. 다른 계정과 이더를 송수신하고
  2. 스마트 컨트랙트에 트랜잭션을 보낼 수 있다.
- 컨트랙트 계정(Contract Account, CA) : 컨트랙트 계정에는 상응하는 개인키가 없다. 이 계정은 스마트 컨트랙트를 블록체인에 배포할 때 생성된다. 역할은
  1. 다른 계정과 이더를 송수신하고
  2. 관련된 코드를 담고
  3. EOA나 다른 컨트랙트의 호출을 받아 트랜잭션을 발생시킨다.

질문 3. 이더리움 가스와 런던 하드포크의 EIP1559의 동작 방식에 대해서 설명해주세요.

하드포크: 암호화폐 네트워크에서 역 호환이 가능하지 않은 업그레이드
소프트포크 : 역 호환이므로 노드가 새 업데이트를 만족스럽지 않더라도, 새로운 기능 없이 네트워크에 남아 있을 수 있음
이더리움 런던 업데이트
- 이더리움 런던 하드포크는 두 개의 EIP(Ethereum Improvement Proposals, 이더리움 개선 제안)를 포함한 몇 가지 새로운 기능을 제공
- 기본적으로 런던 하드포크는 세레니티나 이더리움 2.0이 출시될 때 작업증명(PoW)에서 지분증명(PoS)으로의 이더리움 전환을 준비하는 데 목적
이더리움 트랜잭션 수수료 시스템 변경
- 트랜잭션 속도를 결정하기 위해 트랜잭션 수수료를 직접 선택하는 대신, 이더리움 네트워크는 가스 요금에 입찰하지 않고도 블록별 기본요금으로 트랜잭션 수수료를 책정
- 트랜잭션 속도도 모든 사용자에게 동일하게 적용
EIP-1559
- 업데이트 이전 채굴 수수료 → 채굴비용 = 가스 비용 * 사용한 가스
- 업데이트 이후 채굴 수수료 → 거래 수수료 =（기본 수수료(baseFee) + 급행 전송 수수료(PriorityFee)）* 사용한 가스
  - 기본 수수료(base fee)는 이전 블록 사용에 따라 자동으로 조정되며, 현재 블록의 사용률이 50% 이상이면 증가하고, 50% 미만이면 하락하는 구조
  - 급행 전송 수수료(priority fee)는 채굴자에게 주어지는 팁이라고 인식할 수 있다. 이전의 거래 수수료 책정 방식인 최고가격입찰제와 같은 구조
- 모든 사람에게 수수료를 고정해 부과하는 것을 계획
- 각 트랜잭션에 사용되는 수수료는 소각(burned)되므로 총공급량에서 이더(ETH)가 감소