저자: Blockpunk @ Trustless Labs
리뷰: 0xmiddle
출처: 콘텐츠 협회 - 투자 연구
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블록체인의 세계에서 분산 컴퓨팅은 도달하기 어려운 약속의 땅입니다. 이더리움과 같은 기존의 스마트 계약 플랫폼은 높은 컴퓨팅 비용과 제한된 확장성으로 인해 제한을 받았으며, 차세대 컴퓨팅 아키텍처는 이러한 제한을 깨고자 노력하고 있습니다. 현재 가장 대표적인 패러다임은 AO와 ICP이다. 하나는 모듈식 디커플링과 무한 확장을 중심으로 하고, 다른 하나는 체계적 관리와 높은 보안을 강조한다.
이 기사의 저자인 Blockpunk 씨는 Trustless Labs의 연구원이자 ICP 생태계의 OG입니다. 그는 ICP League 인큐베이터를 설립했으며 오랫동안 기술 및 개발자 커뮤니티에 참여해 왔습니다. 그는 또한 AO에 대한 적극적인 관심과 깊은 이해를 가지고 있습니다. 블록체인의 미래가 궁금하고 AI 시대에 진정으로 검증 가능하고 분산된 컴퓨팅 플랫폼이 어떤 모습일지 궁금하거나 새로운 퍼블릭 체인 내러티브와 투자 기회를 찾고 있다면 이 글을 꼭 읽어보세요. 이 보고서는 AO와 ICP의 핵심 메커니즘, 합의 모델, 확장성에 대한 자세한 분석을 제공할 뿐만 아니라 보안, 분산화, 미래 잠재력 측면에서 두 가지를 심층적으로 비교합니다.
끊임없이 변화하는 암호화폐 산업에서 실제 "세계 컴퓨터"는 누구일까요? 이 대회의 결과는 Web3의 미래를 결정할 수도 있습니다. 이 기사를 읽고 분산형 컴퓨팅의 최신 상황을 가장 먼저 알아보세요!
AI와의 결합은 오늘날 암호화폐 세계에서 뜨거운 트렌드가 되었으며, 수많은 AI 에이전트가 암호화폐를 발행, 보유, 거래하기 시작했습니다. 새로운 애플리케이션이 폭발적으로 증가하면서 새로운 인프라에 대한 필요성이 커졌고, 검증 가능하고 분산된 AI 컴퓨팅 인프라가 특히 중요합니다. 그러나 ETH로 대표되는 스마트 계약 플랫폼과 Akash, IO로 대표되는 분산 컴퓨팅 파워 플랫폼은 검증 가능성과 분산화 요구 사항을 동시에 충족할 수 없습니다.
2024년, 잘 알려진 분산형 스토리지 프로토콜인 Arweave 팀은 AO 아키텍처를 발표했습니다. 이는 빠르고 저렴한 확장을 지원하는 분산형 범용 컴퓨팅 네트워크로, AI 에이전트의 추론 프로세스와 같은 많은 컴퓨팅 요구 사항이 높은 작업을 실행할 수 있습니다. AO의 컴퓨팅 리소스는 AO의 메시지 전송 규칙에 의해 유기적으로 통합됩니다. Arweave의 홀로그램 합의에 따라 호출 순서와 요청 내용이 변경 불가능한 방식으로 기록되어 누구나 재계산을 통해 올바른 상태를 얻을 수 있습니다. 낙관적 보안 보장 하에서 이는 계산의 검증 가능성을 실현합니다.
AO의 컴퓨팅 네트워크는 더 이상 전체 컴퓨팅 프로세스에 대한 합의에 도달하지 못하며, 이를 통해 네트워크의 유연성과 높은 효율성이 보장됩니다. 프로세스(이를 "스마트 계약"이라고 볼 수 있음)는 Actor 모델에서 실행되고 공유된 상태 데이터를 유지하지 않고 메시지를 통해 상호 작용합니다. 이는 컴퓨팅 리소스를 구조화하는 서브넷을 통해 비슷한 목표를 달성하는 DFINITY의 인터넷 컴퓨터 ICP의 설계와 비슷하게 들립니다. 개발자들은 종종 둘 사이에 비유를 그립니다. 이 글에서는 주로 이 두 가지 프로토콜을 비교합니다.
합의 컴퓨팅과 일반 컴퓨팅
ICP와 AO의 아이디어는 합의와 컴퓨팅 내용을 분리하여 컴퓨팅의 유연한 확장을 달성하고, 이를 통해 더 저렴한 컴퓨팅을 제공하고 더 복잡한 문제를 처리하는 것입니다. 이와 대조적으로, 이더리움으로 대표되는 전통적인 스마트 계약 네트워크에서 전체 네트워크의 모든 컴퓨팅 노드는 공통 상태 메모리를 공유합니다. 상태를 변경하는 모든 계산은 네트워크의 모든 노드가 합의에 도달하기 위해 동시에 반복 계산을 수행해야 합니다. 이러한 완전한 중복 설계에서는 합의의 유일성이 보장되지만 컴퓨팅 비용이 매우 높고 네트워크의 컴퓨팅 파워를 확장하기 어려워서 고부가가치 사업을 처리하는 데만 사용할 수 있습니다. 솔라나와 같은 고성능 퍼블릭 체인에서도 AI의 집중적인 컴퓨팅 요구 사항을 감당하기는 어렵습니다.
일반 컴퓨팅 네트워크인 AO와 ICP는 전역적으로 공유되는 상태 메모리가 없으므로 상태 변경 작업 프로세스 자체에 대한 합의에 도달할 필요가 없습니다. 트랜잭션/요청의 실행 순서에 대한 합의만 도달한 다음 계산 결과를 검증합니다. 노드 가상 머신의 보안에 대한 낙관적인 가정에 따르면 입력 요청 내용과 순서가 일관되면 최종 상태도 일관됩니다. 스마트 계약의 상태 변경 계산(ICP에서는 "컨테이너", AO에서는 "프로세스"라고 함)은 모든 노드가 동시에 정확히 동일한 작업을 계산할 필요 없이 여러 노드에서 동시에 병렬로 수행할 수 있습니다. 이를 통해 컴퓨팅 비용이 크게 절감되고 확장성이 높아져 보다 복잡한 비즈니스와 AI 모델의 분산된 운영도 지원할 수 있습니다. AO와 ICP는 모두 "무한한 확장성"을 가지고 있다고 주장하며, 나중에 두 가지의 차이점을 비교하겠습니다.
네트워크가 더 이상 대규모의 공개 상태 데이터를 함께 유지하지 않기 때문에 각 스마트 계약은 개별적으로 거래를 처리할 수 있는 것으로 간주되며, 스마트 계약은 비동기 프로세스인 메시지를 통해 서로 상호 작용합니다. 따라서 분산형 일반 컴퓨팅 네트워크는 종종 액터 프로그래밍 모델을 채택하는데, 이는 ETH와 같은 스마트 계약 플랫폼보다 계약 사업 간의 구성성을 약화시킵니다. 이는 DeFi에 특정한 어려움을 가져오지만, 여전히 특정 사업 프로그래밍 사양을 사용하여 해결할 수 있습니다. 예를 들어, AO 네트워크의 FusionFi 프로토콜은 통합된 "청구 결제" 모델을 사용하여 DeFi 비즈니스 로직을 표준화하고 상호 운용성을 달성합니다. AO 생태계는 아직 초기 단계이므로 이러한 협정은 매우 미래지향적이라고 할 수 있습니다.
AO는 어떻게 구현되는가
AO는 Arweave 영구 저장 네트워크를 기반으로 구축되었으며 새로운 노드 네트워크를 통해 실행됩니다. 그 노드는 메시지 단위 MG, 컴퓨팅 단위 CU, 스케줄링 단위 SU의 세 그룹으로 나뉜다.
AO 네트워크의 스마트 계약은 "프로세스"라고 불리며, 영구 저장을 위해 Arweave에 업로드되는 실행 가능한 코드 집합입니다.
사용자가 프로세스와 상호 작용해야 하는 경우, 요청에 서명하고 보냅니다. AO는 메시지의 형식을 표준화하고, 메시지는 AO의 메시지 단위 MU가 수신하고, 서명을 검증하여 스케줄링 단위 SU로 전달합니다. SU는 지속적으로 요청을 수신하고, 각 메시지에 고유 번호를 할당한 다음 결과를 Arweave 네트워크에 업로드합니다. 그러면 Arweave 네트워크에서 거래 순서에 대한 합의가 이루어집니다. 거래 순서에 대한 합의가 이루어진 후, 작업은 컴퓨팅 장치 CU에 할당됩니다. CU는 특정한 계산을 수행하고, 상태 값을 변경하고, 결과를 MU에 반환하고, 마지막으로 이를 사용자에게 전달하거나, 다음 프로세스에 대한 요청으로 SU를 입력합니다.
SU는 AO와 AR 컨센서스 계층의 연결 지점으로 볼 수 있는 반면, CU는 분산형 컴퓨팅 파워 네트워크입니다. AO 네트워크의 컨센서스와 컴퓨팅 리소스가 완전히 분리되어 있음을 알 수 있습니다. 따라서 더 많고 더 높은 성능의 노드가 CU 그룹에 가입하는 한 전체 AO는 더 강력한 컴퓨팅 파워를 얻고, 더 많은 프로세스와 더 복잡한 프로세스 작업을 지원하며, 확장성 측면에서 유연한 주문형 공급을 달성할 수 있습니다.
그러면 계산 결과의 검증 가능성을 어떻게 보장할 수 있을까? AO는 경제적 접근 방식을 선택했습니다. CU와 SU 노드는 특정 AO 자산을 담보로 제공해야 합니다. CU는 컴퓨팅 성능 및 가격과 같은 요소를 통해 경쟁하고 컴퓨팅 파워를 제공하여 수익을 얻습니다.
모든 요청이 Arweave 컨센서스에 기록되므로 누구나 각 요청을 추적하여 전체 프로세스의 상태 변경을 복원할 수 있습니다. 악의적인 공격이나 계산 오류가 발견되면 AO 네트워크에 챌린지를 시작할 수 있으며, 더 많은 CU 노드를 도입하여 계산을 반복하여 올바른 결과를 얻을 수 있습니다. 오류가 발생한 노드가 스테이킹한 AO는 몰수됩니다. Arweave는 AO 네트워크에서 실행되는 프로세스의 상태를 확인하지 않고, 거래만 충실하게 기록합니다. Arweave에는 컴퓨팅 파워가 없으며, 챌린지 프로세스는 AO 네트워크에서 수행됩니다. AO의 프로세스는 자율적 합의를 갖춘 "주권 체인"으로 볼 수 있으며, Arweave는 그 DA(데이터 가용성) 계층으로 볼 수 있습니다.
AO는 개발자에게 완전한 유연성을 제공합니다. 개발자는 CU 시장에서 노드를 자유롭게 선택하고, 프로그램을 실행하는 가상 머신을 사용자 정의하고, 프로세스 내의 합의 메커니즘까지 사용자 정의할 수 있습니다.
ICP를 구현하는 방법
리소스에 따라 여러 노드 그룹을 분리하는 AO와 달리 ICP는 최하위 계층에서 비교적 일관된 데이터 센터 노드를 사용하고 하단에서 상단으로, 즉 데이터 센터, 노드, 서브넷, 소프트웨어 컨테이너에 대한 구조화된 리소스를 제공합니다.
ICP 네트워크의 최하위 계층은 성능에 따라 표준 컴퓨팅 리소스를 사용하여 일련의 노드를 가상화하는 ICP 클라이언트 프로그램을 실행하는 일련의 분산형 데이터 센터입니다. 이러한 노드는 ICP의 핵심 거버넌스 코드인 NNS에 의해 무작위로 그룹화되어 서브넷을 형성합니다. 노드는 컴퓨팅 작업을 처리하고, 합의에 도달하고, 서브넷 아래에서 블록을 생성하고 전파합니다. 서브넷 내의 노드는 최적화된 상호작용을 통해 BFT를 통해 합의에 도달합니다.
ICP 네트워크에는 동시에 여러 개의 서브넷이 있습니다. 노드 그룹은 하나의 서브넷만 실행하고 내부 합의를 유지합니다. 서로 다른 서브넷은 동일한 속도로 병렬로 블록을 생성하고 서브넷은 교차 서브넷 요청을 통해 상호 작용할 수 있습니다.
다른 서브넷에서 노드 리소스는 "컨테이너"로 추상화되고 서비스는 컨테이너에서 실행됩니다. 서브넷에는 큰 공유 상태가 없습니다. 컨테이너는 자체 상태만 유지하고 최대 용량 제한(wasm 가상 머신에 의해 제한됨)이 있습니다. 네트워크의 컨테이너 상태는 서브넷 블록에 기록되지 않습니다.
동일한 서브넷에서는 컴퓨팅 작업이 모든 노드에서 중복적으로 실행되지만, 서로 다른 서브넷 간에는 병렬로 실행됩니다. 네트워크 확장이 필요할 경우 ICP의 핵심 거버넌스 시스템인 NNS가 사용 요구에 맞춰 서브넷을 동적으로 추가하고 병합합니다.
AO 대 ICP
AO와 ICP는 모두 Actor 메시지 전달 모델을 기반으로 구축되었으며, 이는 동시 분산 컴퓨팅 네트워크를 위한 전형적인 프레임워크입니다. 또한 기본적으로 WebAssembly를 실행 가상 머신으로 사용합니다.
기존 블록체인과 달리 AO와 ICP에는 데이터나 체인이라는 개념이 없습니다. 따라서 Actor 모델에서 가상 머신 작업의 기본 결과는 결정적이어야 합니다. 그러면 시스템은 프로세스 내에서 상태 값의 일관성을 달성하기 위해 트랜잭션 요청의 일관성만 보장하면 됩니다. 여러 액터가 병렬로 실행될 수 있으므로 확장 가능성이 매우 크고, AI와 같은 일반적인 목적의 계산을 실행하기에 계산 비용이 충분히 낮습니다.
하지만 전반적인 디자인 철학 측면에서 AO와 ICP는 완전히 다른 편입니다.
구조화된 vs 모듈화된
ICP의 설계 개념은 전통적인 네트워크 모델과 더 유사하여 데이터 센터의 최하위 계층에 있는 리소스를 핫 스토리지, 컴퓨팅 및 전송 리소스를 포함한 고정 서비스로 추상화합니다. 반면 AO는 암호화 개발자에게 더 익숙한 모듈식 설계를 사용하여 전송, 합의 검증, 컴퓨팅, 스토리지와 같은 리소스를 완전히 분리하고 이를 통해 여러 노드 그룹을 구별합니다.
따라서 ICP의 경우 시스템 합의에 대한 최소 요구 사항을 충족해야 하기 때문에 네트워크의 노드에 대한 하드웨어 요구 사항이 매우 높습니다.
개발자는 통합된 표준 프로그램 호스팅 서비스를 수용해야 하며, 관련 서비스의 리소스는 컨테이너에서 제한됩니다. 예를 들어, 현재 컨테이너의 최대 사용 가능한 메모리는 4GB로, 대규모 AI 모델을 실행하는 것과 같은 일부 애플리케이션의 출현도 제한됩니다.
ICP는 다양하고 독특한 서브넷을 만들어 다양한 요구 사항을 충족하려고 시도하지만, 이는 DFINITY 재단의 전반적인 계획 및 개발과 분리할 수 없습니다.
AO에게 CU는 개발자가 자신의 필요와 가격 선호도에 따라 사용할 노드의 사양과 수량을 선택할 수 있는 자유 컴퓨팅 파워 시장과 더 비슷합니다. 따라서 개발자는 AO에서 거의 모든 프로세스를 실행할 수 있습니다. 동시에 이는 노드 참여자에게도 더욱 친화적이며, CU와 MU도 높은 수준의 분산화를 통해 독립적인 확장을 실현할 수 있습니다.
AO는 높은 수준의 모듈성을 가지고 있으며 가상 머신, 트랜잭션 정렬 모델, 메시징 모델 및 결제 방법의 사용자 정의를 지원합니다. 따라서 개발자가 개인 컴퓨팅 환경이 필요한 경우 AO의 공식 개발을 기다리지 않고도 TEE 환경에서 CU를 선택할 수 있습니다. 모듈 방식은 더 많은 유연성을 제공하며 일부 개발자에게는 진입 비용도 낮춥니다.
보안
ICP는 실행을 위해 서브넷에 의존합니다. 프로세스가 서브넷에 호스팅되면 계산 프로세스가 모든 서브넷 노드에서 실행되고 상태 검증은 모든 서브넷 노드 간의 개선된 BFT 합의에 의해 완료됩니다. 어느 정도 중복성이 생성되더라도 프로세스의 보안은 서브넷과 완벽하게 일관되게 유지됩니다.
서브넷 내에서 두 프로세스가 서로를 호출할 때 프로세스 B의 입력이 프로세스 A의 출력이면 추가 보안 문제를 고려할 필요가 없습니다. 두 서브넷을 교차할 때만 두 서브넷 간의 보안 차이를 고려할 필요가 있습니다. 현재 서브넷의 노드 수는 13~34개이며, 최종 결정적 형성 시간은 2초입니다.
AO에서는 컴퓨팅 프로세스가 시장에서 개발자가 선택한 CU에 위임됩니다. 보안 측면에서 AO는 토큰 경제 솔루션을 선택하여 CU 노드가 $AO를 지분에 투자하도록 요구하며, 기본 계산 결과는 신뢰할 수 있습니다. AO는 합의를 통해 Arweave에 대한 모든 요청을 기록하므로 누구나 공개 기록을 읽고 단계별로 계산을 반복하여 현재 상태의 정확성을 확인할 수 있습니다. 문제가 발생하면 더 많은 CU가 시장에서 선택되어 계산에 참여하고, 더 정확한 합의를 얻을 수 있으며, 실수를 한 CU의 지분을 몰수할 수도 있습니다.
이는 합의와 컴퓨팅을 완전히 풀어 AO가 ICP보다 훨씬 뛰어난 확장성과 유연성을 달성할 수 있도록 합니다. 검증이 필요 없이 개발자는 SU를 통해 Arweave에 명령을 업로드하기만 하면 로컬 장치에서 계산할 수도 있습니다.
그러나 이는 프로세스 간의 상호 호출에 문제를 야기하기도 하는데, 서로 다른 프로세스가 서로 다른 보안 보장을 받을 수 있기 때문이다. 예를 들어, 프로세스 B는 중복 계산을 위해 9개의 CU를 가지고 있는 반면, 프로세스 A는 단 하나의 CU만 실행하고 있다. 프로세스 B가 프로세스 A의 요청을 수락하려면 프로세스 A가 잘못된 결과를 전송할지 여부를 고려해야 한다. 따라서 프로세스 간의 상호작용은 보안에 의해 영향을 받습니다. 이로 인해 최종적인 확실성이 형성되는 데 시간이 더 오래 걸리고, Arweave의 확인 주기를 최대 30분까지 기다려야 할 수도 있습니다. 해결책은 최소 CU 수량과 표준을 설정하고, 다양한 가치의 거래에 대해 서로 다른 최종 확인 시간을 요구하는 것입니다.
그러나 AO는 ICP가 가지고 있지 않은 장점이 있습니다. 즉, 모든 거래 내역을 포함하는 영구 저장소가 있습니다. 누구나 언제든지 상태를 재생할 수 있습니다. AO에는 전통적인 블록 및 체인 모델이 없지만 이는 암호화에서 모든 사람의 검증이라는 아이디어와 더 일치합니다. 그러나 ICP에서 서브넷 노드는 결과에 대한 계산 및 합의에만 책임이 있으며 모든 거래 요청을 저장하지 않습니다. 따라서 과거 정보를 검증할 수 없습니다. 즉, ICP에는 통합 DA가 없습니다. 컨테이너가 악행을 저지른 후 컨테이너를 삭제하기로 선택하면 범죄를 추적할 수 없습니다. ICP 개발자가 통화 기록을 기록하는 일련의 원장 컨테이너를 자발적으로 구축했지만 암호화 개발자가 여전히 수용하기 어렵습니다.
ICP의 분산화 정도는 항상 비판을 받아 왔습니다. 노드 등록, 서브넷 생성 및 병합과 같은 시스템 수준 작업은 "NNS"라는 거버넌스 시스템이 결정해야 합니다. ICP 보유자는 스테이킹을 통해 NNS에 참여해야 합니다. 동시에, 여러 사본에서 일반적인 컴퓨팅 기능을 달성하기 위해 노드의 하드웨어 요구 사항도 매우 높습니다. 이로 인해 참여에 매우 높은 장벽이 생깁니다. 따라서 ICP의 새로운 기능과 특징의 실현은 새로운 서브넷의 종료에 달려 있으며, 이는 NNS에 의해 관리되어야 하며, 나아가 다수의 투표권을 보유하고 있는 DFINITY Foundation에 의해 촉진되어야 합니다.
AO의 완전한 분리라는 아이디어는 개발자에게 더 많은 권한을 돌려줍니다. 독립적인 프로세스는 독립적인 서브넷과 주권적인 L2로 간주될 수 있습니다. 개발자는 수수료만 내면 됩니다. 모듈형 디자인으로 인해 개발자가 새로운 기능을 더 쉽게 도입할 수 있습니다. 노드 제공자의 경우 참여 비용도 ICP보다 낮습니다.
마침내
세계 컴퓨터라는 이상은 위대하지만, 최적의 해결책은 없습니다. ICP는 보안성이 더 뛰어나고 빠른 완결성을 달성할 수 있지만, 시스템이 더 복잡하고, 더 많은 제한이 있으며, 일부 설계는 암호 개발자로부터 인정을 받기 어렵습니다. AO의 고도로 분리된 설계는 확장을 더 쉽게 만들고 더 많은 유연성을 제공하며, 개발자에게 사랑받을 것이지만, 보안 복잡성도 있습니다.
개발 관점에서 살펴보겠습니다. 끊임없이 변화하는 암호화폐 세계에서 한 패러다임이 ETH(솔라나가 따라잡고 있음)를 포함하여 오랫동안 절대적인 지배력을 유지하는 것은 어렵습니다. 교체를 용이하게 하기 위해 더욱 분리되고 모듈화되어야만 도전에 직면하여 빠르게 진화하고 환경에 적응하며 생존할 수 있습니다. 후발주자이지만 AO는 분산형 일반 컴퓨팅, 특히 AI 분야에서 강력한 경쟁자가 될 것입니다.
