Polkadot 기술 스택: Substrate, Relay Chain, 브릿지

Polkadot의 아키텍처는 블록체인을 모듈화하고, 상호 운용 가능하며, 하드 포크 없이 업그레이드할 수 있도록 설계되었습니다. Web3 생태계에서 개발하거나 성능, 보안, 크로스체인 경험에 관심 있는 파워 유저라면, Substrate, Relay Chain, 브릿지로 구성된 기술 스택을 이해하는 것이 정보에 기반한 결정을 내리는 가장 빠른 길입니다.

이 글에서는 이러한 구성 요소들이 어떻게 함께 작동하는지, 2024-2025년에 기술 스택이 어떻게 진화하고 있는지, 그리고 이것이 개발자, 검증인, 파라체인 팀, 사용자에게 어떤 의미를 갖는지 자세히 설명합니다.

Substrate: 맞춤형 블록체인을 위한 프로그래밍 가능한 프레임워크

Substrate는 Rust로 블록체인을 구축하고 WebAssembly로 컴파일하는 프레임워크입니다. 네트워크, 데이터베이스, 합의 후킹과 같은 복잡한 부분들을 추상화하여 개발자가 런타임 로직과 체인별 기능에 집중할 수 있도록 합니다. 그 설계 목표는 독립적인 체인 또는 Polkadot 호환 파라체인을 최대한 쉽게 출시하는 것입니다.

핵심 개념 및 중요성:

• FRAME 및 팔레트: FRAME을 사용하면 잔액, 거버넌스, 스테이킹과 같은 팔레트(모듈) 라이브러리에서 런타임을 구성하거나 자체 도메인별 로직을 작성할 수 있습니다. 이러한 모듈성은 메인넷 출시 시간을 단축하고 감사에 도움이 됩니다. 참고: Substrate 개발자 문서는 런타임 구성 및 팔레트 구축 방법에 대해 자세히 설명합니다(이 섹션 끝의 공식 문서 참조).
• 플러그형 합의: Substrate 체인은 Wasm 런타임 업그레이드를 활용하여 하드 포크 없이 블록 생성 및 최종 확정 엔진을 교체할 수 있습니다.
• Cumulus 및 파라체인 호환성: Substrate로 구축된 체인은 Cumulus를 사용하여 Polkadot과 통합하여 파라체인이 되고 Polkadot의 공유 보안을 상속받을 수 있습니다.
• 개발자 편의성: 결정론적 빌드, 가중치/수수료 측정, SS58 주소 형식, SR25519/ED25519 서명 지원은 즉시 사용 가능한 프로덕션 등급 기반을 제공합니다.

공식 자료를 통해 더 많은 것을 배우고 구축을 시작하세요:

• Substrate 개발자 허브 및 튜토리얼: Substrate 사이트의 공식 문서에서 아키텍처, FRAME, 템플릿에 대한 주요 진입점입니다(Substrate 문서 참조).
• 파라체인 통합을 위한 Cumulus: Cumulus는 Substrate 런타임을 Polkadot 파라체인 프로토콜과 연결하여 Relay Chain에 연결하고 크로스체인 메시징에 참여할 수 있게 합니다(자세한 내용은 Cumulus 리포지토리 참조).

참고 자료:

• Substrate 문서 및 튜토리얼: Substrate 문서
• Cumulus (파라체인 프레임워크): GitHub의 Cumulus

Relay Chain: 핵심의 공유 보안 및 최종 확정

Relay Chain은 연결된 파라체인에 공유 보안, 블록 생성 및 최종 확정을 제공하는 Polkadot의 기본 계층입니다. 각 체인이 자체 검증인 세트를 모집하고 처음부터 보안을 구축하는 대신, 파라체인은 Relay Chain의 검증인 세트에 연결됩니다.

중요한 메커니즘:

• 합의 분할: Polkadot은 블록 생성에 BABE를, 최종 확정에 GRANDPA를 사용하여 효율적인 블록 시간과 적대적 조건 하에서의 빠르고 확률적-최종 확정 확인을 가능하게 합니다. 아키텍처 및 합의 역할에 대한 기본 정보는 Polkadot Wiki에서 확인할 수 있습니다.
• 파라체인 포함: 파라체인 컬레이터가 후보 블록을 생성하면, Relay Chain 검증인이 이를 확인하고 포함하여 네트워크 전체의 유효성을 강제합니다.
• XCM 및 HRMP: 크로스체인 메시지는 XCM(Cross-Consensus Message Format)을 통해 흐르며, HRMP(Horizontal Relay-routed Message Passing)는 Relay Chain을 통해 파라체인 간의 전송 경로를 제공합니다.

더 깊이 알아보기:

• Relay Chain 작동 방식 및 Polkadot 아키텍처: Polkadot 아키텍처
• 합의 세부 정보: Polkadot 합의
• 파라체인 개요: 파라체인 설명

XCM: 프로토콜로서의 상호 운용성, 브릿지가 아닌

XCM은 런타임과 거버넌스가 다른 체인 간의 메시지 전달 언어입니다. XCM은 수탁형 브릿지를 통해 자산을 래핑하는 대신, 체인이 기본적으로 상호 작용할 수 있도록 하여 자산을 이동하고, 원격 호출을 실행하며, 다양한 도메인에 걸쳐 복잡한 로직을 조정할 수 있습니다.

중요한 이유:

• 조합성: DeFi 프로토콜과 애플리케이션 체인은 애드혹 어댑터 계약이 아닌 메시지 의미 체계를 사용하여 안전하게 멀티체인 작업을 조정할 수 있습니다.
• 안전성: XCM은 가능한 한 외부 수탁자를 피하고 생태계 내 메시지에 대한 Relay Chain의 공유 보안 모델에 의존함으로써 신뢰 가정치를 줄입니다.

더 알아보기:

• XCM 설계 및 기능: XCM 개요

브릿지: Polkadot을 외부 생태계와 연결

내부 상호 운용성을 위한 XCM이 있어도, 많은 사용 사례에서는 Ethereum과 같은 외부 네트워크와의 연결이 필요합니다. Polkadot은 경량 클라이언트 설계와 시스템 수준 인프라를 강조하는 보안 우선 브릿징 접근 방식을 취합니다.

현재 존재하는 것들:

• Snowbridge (Ethereum ↔ Polkadot): 양측의 합의를 검증하는 프로덕션 경량 클라이언트 브릿지로, 멀티시그 기반 설계에 비해 신뢰 및 스마트 계약 위험을 최소화하도록 설계되었습니다. Snowbridge는 Ethereum 메인넷과 Polkadot을 연결하여 라이브되었으며, 양쪽 끝에서 온체인 검증을 통한 토큰 및 메시지 전송을 가능하게 합니다. 아키텍처 및 현재 기능에 대해서는 프로젝트 공식 문서 및 Polkadot 발표를 참조하십시오.
• Bridge Hub: 브릿지를 호스팅하고 조정하기 위한 Polkadot의 시스템 파라체인으로, 네트워크 내에서 외부 연결을 위한 표준화된 장소를 제공합니다.

자료:

• Snowbridge 기술 문서: Snowbridge 문서
• 브릿지 및 Bridge Hub 개요: Polkadot 브릿지
• 출시 발표 및 맥락: Snowbridge가 Polkadot에서 라이브되었습니다

보안 참고: 경량 클라이언트 브릿지는 복잡합니다. 상당한 가치를 이전할 때는 항상 특정 신뢰 모델, 업그레이드 경로 및 모니터링 관행을 확인하십시오. Snowbridge와 같은 시스템 수준 브릿지는 외부 신뢰를 줄이는 것을 목표로 하지만 운영 위험은 여전히 존재합니다.

Polkadot 2024–2025: 새로운 기능 및 중요성

Polkadot의 핵심 아키텍처는 성능, 경제, 개발자 경험에 영향을 미치는 중요한 업그레이드를 통해 계속 발전하고 있습니다.

주목해야 할 트렌드 및 업데이트:

• 성능 향상 및 처리량: 비동기 백업 및 개선된 스케줄링 정책과 같은 최적화로 파라체인의 포함 속도 및 최종 확정 시간이 향상되었습니다. 네트워크의 진화하는 기능을 아키텍처 및 합의 문서와 생태계 포럼의 성능 논의를 통해 추적할 수 있습니다.
• OpenGov 성숙: Polkadot의 온체인 거버넌스가 OpenGov로 통합되어 보다 민첩한 재무 관리, 트랙 기반 의사 결정, 런타임 업그레이드의 커뮤니티 주도 스케줄링이 가능해졌습니다. 이는 프로토콜 기능 및 자금 조달 제안이 아이디어에서 메인넷까지 이동하는 방식을 변화시킵니다. 개요 및 참여 세부 정보는 Polkadot Wiki의 OpenGov 섹션에 문서화되어 있습니다.
• 시스템 파라체인 및 Asset Hub: Asset Hub는 생태계 전반에 걸쳐 자산 발행 및 관리를 표준화하여 멀티체인 토큰에 대한 사용자 경험 및 도구를 단순화합니다.
• 로드맵 및 향후 연구 (Polkadot 2.0 및 JAM): 커뮤니티에서는 보다 유연한 파라체인 스케줄링을 위한 리소스 시장(코어타임)과 차세대 범용 검증 가능한 컴퓨팅 환경으로서 JAM(Join-Accumulate Machine)에 대해 논의했습니다. 세부 정보는 계속 다듬어지고 있지만, 방향은 실행, 스케줄링 및 상호 운용성에 걸쳐 더 큰 모듈성과 개발자 선택권을 나타냅니다.

참고 자료:

• OpenGov 개요 및 참여: Polkadot OpenGov
• 시스템 파라체인 및 자산: 시스템 파라체인 및 자산
• Polkadot Wiki (로드맵 및 학습 섹션): Polkadot Wiki

빌더에게 무엇을 의미하는가

프로토콜 또는 애플리케이션 체인을 구축할 계획이라면, 이 기술 스택은 명확한 경로를 제공합니다:

• 실행 모델 선택:
  • 독립 Substrate 체인 (완전한 제어, 자체 보안 및 네트워킹)
  • Cumulus를 통한 파라체인 (Polkadot의 공유 보안 및 기본 XCM 상호 운용성 상속)
• FRAME 팔레트로 런타임을 구성하고 필요한 곳에 사용자 지정 로직을 추가합니다.
• 일회성 브릿지를 구축하는 대신 XCM을 사용하여 크로스체인 작업을 수행합니다.
• 외부 연결이 필요한 경우 Snowbridge 또는 기타 시스템 수준 브릿지를 평가하고 사용자에게 신뢰 모델을 문서화합니다.
• Rococo와 같은 테스트넷을 사용하여 메인넷에 배포하기 전에 종단 간 파라체인 테스트를 수행합니다. Rococo 지침은 Polkadot Wiki에서 확인할 수 있습니다.

개발자 리소스 요약:

• Substrate 문서 및 튜토리얼: Substrate 문서
• 파라체인 및 아키텍처: Polkadot 아키텍처
• XCM: XCM 개요
• 브릿지: Polkadot 브릿지

보안, 스테이킹 및 사용자 작업

Polkadot에서 운영하는 사용자 및 팀을 위한 정보:

• 스테이킹 및 위임 풀: Polkadot의 스테이킹 시스템은 체인 간 위임 풀 및 유동적 스테이킹 옵션을 제공합니다. 참여하기 전에 잠금, 슬래싱 조건 및 보상 메커니즘을 이해하십시오. 현재 매개변수에 대해서는 공식 스테이킹 문서를 참조하십시오.
• 거버넌스 참여: OpenGov에서는 투표력 및 트랙별 규칙이 중요합니다. 적극적으로 참여할 수 없는 경우 신중하게 위임하십시오.
• 키 관리: SR25519 서명 및 SS58 주소는 Substrate 체인 전반에 걸쳐 널리 사용됩니다. 장기 키는 하드웨어 장치로 보호하고, 재무 운영에는 멀티시그를 사용하며, 대규모 거래 전에 장치에서 주소를 확인하십시오.

가이드 및 참고 자료:

• 스테이킹: Polkadot 스테이킹
• OpenGov: Polkadot OpenGov

Polkadot 참가자에게 하드웨어 지갑이 중요한 이유

Polkadot의 온체인 업그레이드 및 거버넌스 기능은 스테이킹, 투표, XCM 작업 및 멀티시그 확인과 같이 빈번한 서명을 장려합니다. 하드웨어 지갑은 개인 키를 격리하고 SS58 주소 및 엑스트린에 대한 온디바이스 확인을 가능하게 하여 필수적인 보안 계층을 추가합니다.

여러 Substrate 기반 네트워크에서 스테이킹, 거버넌스 또는 재무 관리에 적극적으로 참여하는 경우 OneKey는 실용적인 선택입니다:

• 오픈 소스 펌웨어 및 도구, 커뮤니티에서 코드 기반을 검증할 수 있습니다.
• Substrate 기반 네트워크 및 SR25519/ED25519 계정에 대한 광범위한 지원으로 Polkadot, Kusama 및 많은 파라체인에 적합합니다.
• 대상 주소 및 페이로드의 온디바이스 검토를 통해 피싱 및 잘못된 서명 위험을 최소화합니다.

마지막 생각: Polkadot의 기술 스택(Substrate, Relay Chain, 브릿지, XCM)은 독립적이면서도 상호 운용 가능한 시스템을 구축하기 위한 통합 경로를 제공합니다. 생태계가 성숙한 거버넌스, Snowbridge와 같은 프로덕션 등급 브릿지, 스케줄링 및 처리량에 대한 지속적인 개선을 통해 2024-2025년을 진행함에 따라 이러한 기본 요소를 따르는 팀은 더 빨리 출시하고, 신뢰 가정을 줄이며, 사용자에게 더 나은 사용자 경험을 제공할 수 있습니다.

더 깊이 탐구하려면 공식 문서 및 기술 가이드부터 시작하십시오:

• Substrate: Substrate 문서
• Polkadot 아키텍처 및 학습 페이지: Polkadot Wiki
• XCM: XCM 개요
• 브릿지: Polkadot 브릿지
• Snowbridge: Snowbridge 문서