# 웹3의 성장과 프라이버시 중요성의 대두 ![image.png](https://i.ibb.co/thx4XfW/image.png) (그림 출처 - * [블록체인과 웹3의 성장](https://eiec.kdi.re.kr/publish/reviewView.do?ridx=2&idx=10&fcode=000020003600003)[:](https://xangle.io/research/detail/1231) 비트코인이 탄생한 이후 블록체인에 기반한 웹3는 비약적인 성장을 이룩하고 있다. 블록체인, 특히 퍼블릭 블록체인은 서비스 제공자가 체인에 저장된 데이터를 변경할 수 없는 특성을 지니고 있어 개인의 데이터 소유권과 주권 보장이 가능하다. 따라서 블록체인은 화폐와 금융을 비롯해 가치 저장과 전송의 수단으로서의 활용성이 높다. 더 나아가 이더리움의 탄생 이후 블록체인에 프로그램(ex. 스마트 컨트랙트)을 배포할 수 있는 환경이 발달하면서 블록체인의 자산을 활용하는 디지털 환경인 웹3가 성장하고 있는 것이다. * 블록체인의 한계: 현재의 퍼블릭 블록체인은 모든 장부가 공개되어 있다. 온체인의 데이터 공개 기본 설정은 사용자의 데이터 선택권에 기반한 프라이버시를 저해하여 물리적 해킹을 비롯한 범죄에 취약성을 드러내기도 한다. [비탈릭은](https://pdf.sciencedirectassets.com/778493/AIP/1-s2.0-S2096720923000519/main.pdf?X-Amz-Security-Token=IQoJb3JpZ2luX2VjEJD%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2FwEaCXVzLWVhc3QtMSJIMEYCIQDki9JcNnYDBhjmniejPksg5QueHrCT%2B%2BbnCGuGlSF5QgIhAKCW8vKDtJBD4rP8okbpUIj6gNSQIlFw%2BbhT5%2Bgyn1oYKrIFCDgQBRoMMDU5MDAzNTQ2ODY1Igzi2ffRy7iEVmdXy2YqjwWoNU2E0%2FIEaX%2FKbt3dCnpobHWhUzk6TPMPDp9Lyb3naUq9Wgrg514aXTQCuozL3aEwbGPZGOFd06W%2BYZZESZchpA4UmYJdOEG6ENrRBiaSsfXYttsSAxyTbPZtsGRl7mHyAUCB9LMvtAhm%2B0KsTxJ3hC4VMt2s%2BSeu4Ka%2FwkAXTC17bePfUelJLqX%2BQ%2B98mVrliXj%2BHVH1QE3Qa%2Fbi8dJbWEXHMFkUX%2Bql98NTbqoaqFXs9LXLYScDR3lIF%2FplWZSNrJ5Yh%2FF6Lw49ZQgsgISqhOCnmr5GhQLzi%2Frvs7uCX8GlOLjUQVt11VbikbaMLNRoRvtlqnuna8FP7TFHQ%2BSMs%2BqydbPpkJI796IQMzBYjVaFT7RIM%2BLBkJUT9HSr21ReZEq70CkrQXwMR6EfFf4PbUkng3rnaT2mAtgDnAu2u8kjajwVlf4EzI1etj6LS%2BF%2BObdtneI%2FLjEPRL%2FAtv46dXj5MgpzmLNIMKefQ4%2BgqJOGlPJR29FFgF7ZMdnV0RjibmfFv8%2BvFzA9V%2FpTh79Nqb%2B7cBFNnMENWzdD%2BmQZjt1wEem5w8VX6JLpnR4%2FsSfE%2BsI74c89%2BqH%2FYVJ6iuUq592sMEE%2FbuLgGzVnHOri3tprGheft8yuxiJb223%2B9sng3%2BqFleEstKt6YeCj%2BfG75W04T%2BnwsD4KG6%2FysY6nsCMvUqSUXxOT8rDXF285Z0qMfd5GwoLl27GSPVhjhDIHDU%2BeBkvlJ6et1sRLPgLtaLasAA2whLT5S0UUNOxRG7uKegCeFV54Uh2fegtCdLH%2BrCr%2B72QvZfYUDCLLdvi02Ru%2Fz3ux88xlpCi%2FTDTsjcs4H09BhcusVbWYsQKHM0VEukRlM6sDo7wJ8rwzS1IzMNbsga0GOrABNT83NJT3GVaDfeuXK4BZzFGqSOwuDenw7MU7JirwjMOt9T39ytzmdJNjWplm7F17lKAqp7KSHBLhi2Jw6idVLmNIl%2BQ6pP0PTHbhI8q1%2BXKCF6f6q8%2BLBzbgQeam3cAuXIrrqI7TbgSiFeFFBd3QSu9TFC9YKrhrp599iQt2us7CQ73wy82FSe9hfVjUrBIFyiPNlYtvH4NRsLjkwnDXiK5lDpd%2BfjaEJA9a21Gbktw%3D&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Date=20240112T002723Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=300&X-Amz-Credential=ASIAQ3PHCVTYYUS4BGT6%2F20240112%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Signature=f8a3461ac4579d8a14263ffc0d2ff4b0894bf4c933c1320519340dbb5a16189c&hash=28ca09de499807b3bc8d2178923ec8c71675f67d4b6ce772486f93039868f5d5&host=68042c943591013ac2b2430a89b270f6af2c76d8dfd086a07176afe7c76c2c61&pii=S2096720923000519&tid=spdf-9dadfe6d-cd50-40cc-a85f-9ce235cf2210&sid=0f0951a0395bc648e29a0289b3c3b01c9304gxrqa&type=client&tsoh=d3d3LnNjaWVuY2VkaXJlY3QuY29t&ua=09115d555250525b05&rr=844145fdaa96ee15&cc=kr) 퍼블릭 블록체인의 공공 신뢰성을 보장하면서도 사용자의 프라이버시를 충족하는 기술 발달의 중요성을 피력했다. 블록체인이 가진 데이터 주권의 특성을 보장하면서도 개인이 데이터 공개를 선택할 수 있는 프라이버시 보장 방안의 중요성이 커진 것이다. * 알레오의 탄생 배경: 알레오는 프라이버시를 보장하는 탈중앙화 컴퓨팅 시스템을 만들기 위한 [Zexe 연구 논문에서 시작](https://eprint.iacr.org/2018/962)했다. 알레오는 Zexe의 공동 저자이자 UC 버클리 학회 어드바이저, 블록체인 투자사 Dekrypt Capital의 매니징 파트너인 [Howard Wu](https://www.linkedin.com/in/1howardwu/)를 필두로 2019년에 프라이버시가 보장되는 블록체인을 만들기 위해 탄생했다. 이후 a16z 파트너인 [Alex Pruden](https://www.linkedin.com/in/alex-pruden/)을 비롯한 인재가 함께하면서 생태계가 성장하고 있다. * [알레오와 프라이버시 블록체인:](https://www.leo.app/blog/what-is-aleo-and-how-does-it-work) 알레오는 프라이버시가 보장되는 어플리케이션 제작이 가능한 레이어1 블록체인 프로토콜이다. 네트워크 설계부터 ZK의 증명자(Prover), 검증자(Verifier) 구조를 반영하여 프라이버시를 보장하는 한편 개발자는 ZK 특성을 이해하지 못해도 프라이버시 어플리케이션을 만들 수 있는 환경을 만든다. 이더리움과 같은 프로그램 가능성을 보장하면서도 zcash와 같은 프라이버시 기능을 탑재함으로서 프로그래머블한 프라이버시 네트워크를 실현함 # 알레오 체인의 구성 요소(feat. 이더리움) 알레오는 프라이버시 특징으로 인해 통상적인 퍼블릭 블록체인과 상이한 방식을 가진다. 아래는 이더리움과 알레오 블록체인의 비교이다. 이더리움 블록체인의 구조에 대한 기본 이해가 있는 독자들 대상으로 한다. 이더리움 설명은 [이더리움 개발자 문서를 참고](https://ethereum.org/developers/docs/networks)할 수 있다. | | 이더리움 | 알레오 | | --- | ---- | --- | | 생태계 개요 | 사용자와 이더리움 벨리데이터 노드, 롤업 네트워크로
구성된 퍼블릭 블록체인 | 개발자와 ZK 프루버, 벨리데이터로 구성된 퍼블릭 블록체인 | | 체인 구동 | 이더리움 클라이언트
이더리움 네트워크
EVM | SnarkOS
알레오 네트워크
SnarkVM | | 주요 프로그램 언어 | Solidity | LEO | | 이코노미 모델 | ETH 통화 기반 네트워크 수수료(Gas Fee)가
소진되는 POS 시스템
(현재 [EIP - 3675,](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-3675) Decun 업데이트 이후
[EIP-4844](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844) 업데이트 예정) | 알레오 화폐(현재 Aleo Credit) 기반 네트워크 수수료가
소진되는 Aleo BFT 시스템
(현재 Testnet III 단계, 메인넷 런칭 예정) | * 생태계 개요 * 이더리움: 이더리움 화폐(ETH)를 전송하고 스마트 컨트랙트를 실행을 요청하는 사용자와 전송된 요청(트랜젝션)을 처리하고 블록을 생성하는 노드로 구성된 퍼블릭 블록체인 * [알레오](https://aleo.org/post/announcing-testnet-3/): 알레오 프로그램 실행을 요청하는 개발자와 하드웨어에 기반해 알레오의 zk 컴퓨팅 파워를 제공하는 프루버, 트랜젝션을 처리하고 블록을 생성하는 벨리데이터 노드로 구성된 퍼블릭 블록체인 * 프로그램 실행 * 이더리움: 코어 문서(ex. EIP)를 포함하여 이더리움 체인을 구동하는 클라이언트와 이더리움 클라이언트에 기반해 노드를 구동하는 네트워크, 그리고 이더리움에 배포되는 스마트 컨트랙트를 실행하는 EVM을 통해 스마트 컨트랙트 실행 * 알레오: 체인을 구동하는 SnarkOS 환경과 SnarkOS에 기반해 노드를 구동하는 알레오 네트워크, 그리고 알레오 체인의 프로그램을 실행하는 SnarkVM을 통해 알레오 프로그램 실행 * 주요 프로그램 언어 * 이더리움: 이더리움 스마트 컨트랙트는 EVM과 호환 가능한 언어를 지원함. 대표적으로는 솔리디티와 바이퍼가 있음. 코어 클라이언트는 Go 언어를 주로 사용함 * 알레오: 알레오 프로그램은 LEO 언어로 작성됨. 코어 클라이언트는 Rust에 기반하고 있음 * 이코노미 모델 * [이더리움](https://docs.alchemy.com/docs/how-to-calculate-ethereum-miner-rewards): 기축 통화인 ETH에 기반하여 정보 처리(트랙젝션)을 요청할 때마다 수수료가 발생하며 검증자가 예치를 통해 블록 보상와 수수료의 일부를 나눠가지는 POS 구조. 블록 보상 발행량이 총 사용 수수료보다 적으면 이더리움 전체 통화량은 줄어드는 디플레이션이 발생함. 현재 코어 POS 구조는 EIP-3675를 비롯한 블록 보상, 수수료 정책 EIP에 의해 결정되며 Decun 업데이트 이후 EIP-4844의 영향을 받을 예정 * [알레오](https://aleo.org/aleo-credits/): 알레오의 기축 통화에 기반하여 트랜젝션을 요청할 때마다 수수료가 발생하며 zK 하드웨어연상을 제공하는 프루버와 네트워크 검증에 참여하는 벨리데이터가 블록마다 보상을 얻어가는 구조. 하드웨어 연산 제공자와 벨리데이터가 모두 있다는 측면에서 기존 POW와 POS가 합쳐진 형태. 이러한 합의 알고리즘을 AleoBFT 모델이라고 부름. 현재 테스트넷 단계의 계획이 발표되어 있으며 메인넷 업데이트 방향성은 향후 발표될 것으로 예상 # 알레오 프로그램의 전파 원리 알레오 네트워크는 크게 개발자(Developer), 프루버(Prover), 벨리데이터(Validator)의 주체가 존재한다. 각각은 LEO,SnarkVM, SnarkOS와 연관되어 있다. ![image](https://github.com/c0np4nn4/my_first_leo_program/assets/49471288/8011f181-f721-405f-80ab-1a2172f4d08e) * 개발자(Developer) * LEO 프로그램 언어를 활용해 프로그램을 개발하고 프라이빗을 어플리케이션을 만드는 주체이다. 프로그램 배포와 토큰 전송과 같은 트랜젝션 처리를 요청한다. * 개발자 입장에서 프라이버시 설정은 `record` 작성을 통해 가능하다. `record`에 작성된 내용은 기본적으로 프라이빗하게 설정되어 저장된다 * 개발자는 자신의 프라이빗 키에서 파생된 `viewkey`를 통해 프라이빗 `record`열람이 가능하다. 또한 `graphkey`를 활용하여 데이터를 불러올 수 있다 * 프로그램을 컴파일링해서 배포를 요청하면 프루버에게 전송되며 영지식 증거 생성을 위임하게 된다. * 프루버(Prover) * 오프체인에서 하드웨어의 연산을 통해 프로그램을 연산하고 snarkVM에서 트랜젝션을 받아 영지식 증거(zk Proof)를 생성한다 * 개발자가 컴파일링하여 보낸 데이터에 대한 영지식 증거를 생성한다. 이 때 데이터는 다수의 쉐어(Share)로 분할되어 암호화된 내역이 전송된다. 쉐어는 데이터의 일부만을 포함하고 있어 모든 쉐어가 모이지 않는 이상 원본 데이터를 유추할 수 없다. 따라서 이론적으로 한 명의 [프루버라도 정직하다면 위임 받은 원본 파일의 프라이버시가 보장](https://www.youtube.com/watch?v=mFzwp8gGn-E)된다. * 프루버는 오프체인 하드웨어 연산을 통해 위임 받은 데이터의 영지식을 증거를 생산한다. 프로그램의 연산이 오프체인에서 이뤄지기 때문에 알레오 체인은 프로그램의 용량과 연산량에 따라 수수료(ex. 가스비)를 책정할 필요가 없고 이론적으로 무제한의 런타임을 구동할 수 있다. 알레오의 다중 연산 및 오프체인에서의 프로그램 영지식 증거 생산 방식을 탈중앙화 프라이빗 연산(Decentralized Private Computation, DPC)라고 부른다. 연산된 증거의 총합은 온체인 검증을 위해 벨리데이터에게 전송된다. * 벨리데이터(Validator) * 프루버로부터 전달 받은 증거를 snarkOS를 활용해 온체인에서 검증하고 네트워크에 전파한다. * 벨리데이터는 프루버가 전송한 오프체인 영지식 증거를 전달 받아 검증하여 온체인에 기록한다. 이 때 전달 받은 증거는 영지식의 특성에 의거하여 데이터 자체(ex. 컴파일링된 프로그램의 내용)을 포함하지 않는다. 검증자는 제출된 영지식 증거의 유효성만을 검증하기 때문이다. 따라서 증거 쉐어의 합산 과정에서도 원본 프로그램의 프라이버시가 유지될 수 있다. * 검증된 증거는 온체인에 기록되어 원본 프로그램에서 설정한 프라이빗 영역(ex. `record`)와 퍼블릭 영역이 각각 온체인에 기록된다. # [알레오 체인의 효과 ](https://equilibrium.co/writing/privacy-blockchains-and-aleo-deep-dive#what-is-aleo-and-how-does-it-solve-the-problem) * **프로그래밍이 가능한 프라이버시 기본 설정:** 알레오는 체인 단계에서 프루버와 벨리데이터를 통해 프라이버시 기본 설정이 가능한 환경을 제공한다. 반면 개발자는 영지식에 대한 지식이나 써킷을 직접 운용하지 않고 LEO 프로그래밍을 통해서 프라이빗 기능이 장착된 다양한 어플리케이션 개발이 가능하다. * **재실행 방지를 통한 효율성과 확장성:** 오프체인 프로그램 실행은 모든 노드가 동일한 트랜젝션을 실행하는 소요를 줄여주기 때문에 중복 연산을 줄일 수 있다. 프로그램 자체의 구동보다 증거 연산은 소요가 훨씬 적기 때문에 검증과 통신, 저장 소요가 줄어든다. 간단한 전송의 증거를 생성하는 건 비교적 쉽지만 복잡한 프로그램의 증거 생성은 많은 연산을 필요로 할 수 있다. * **무한한 프로그램 런타임**: 오프체인 연산의 특성으로 인해 프로그램 온체인 실행으로 인해 발생하는 가스 비용이 확연하게 줄어든다. 또한 벨리데이터가 프로그램의 증거를 검증하는데 걸리는 시간은 프로그램의 런타임과 상관 관계가 없다. 이론적으로 프로그램의 런타임은 수 개월이 걸리더라도 검증이 필요한 증거 자체는 매우 작을 수 있다. 무한한 프로그램 런타임은 선형 회귀(linear regression)과 같이 복잡한 연산도 블록체인에 배포할 수 있도록 한다. # 알레오 체인 생태계의 발전 * 알레오는 현재 메인넷 런칭 이전에 빌더 유치를 위한 노력들을 지속하고 있다. 크게 개발 워크샵, 해커톤, 그랜츠의 형태로 양질의 프로젝트가 온보딩하는 생태계를 구축한다 1. [개발 워크샵](https://lu.ma/zklearnandearn): 알레오 재단은 2023년 한 해동안 전 세계에서 [133개의 이벤트를 주최했다](https://twitter.com/AleoHQ/status/1742279686942491082). 이벤트의 핵심은 개발자가 LEO 언어를 습득하고 새로운 아이디어를 도출하는데 있다. 이벤트에 참여해서 미션을 수행하면 보상을 지급함. 지금도 각국에서 알레오 이벤트가 진행 중이다. 2. [해커톤](https://zkhackathon.devpost.com/): 대부분 개발자 워크샵 마지막에는 해커톤을 진행했다. 해커톤은 LEO 언어를 활용한 프라이버시 어플리케이션 제작에 초점을 두고 있다. ZKML부터 금융, 게임, 디지털 아이덴디티 솔루션까지 다양한 어플리케이션에 대한 트랙이 제공된다. 3. [그랜츠](https://aleo.org/grants/): 알레오 재단은 작년 한 해 동안 26개의 프로젝트에 그랜츠를 지급했다. 그랜츠는 광범위한 프로젝트의 사업화를 지원할 뿐 아니라 특정 문제를 해답을 도출하는 [블루 프린트 그랜츠](https://www.notion.so/0c0169cb4ec843f1820496519a1df07e?pvs=21)도 포함한다. 예를 들어 LEO 프로그래밍 언어를 활용해 Mersanne Prime을 연산하거나 Traveling Salesman Problem의 조합 최적화 알고리즘을 만드는 것과 같이 학술적 연구 영역에서의 활용도 장려한다.

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