ZKVM의 확장 가능성과 보안, 리스크제로의 시도

리스크제로의 주요 개발자와 영지식 가상머신(ZKVM)의 기술적 구조와 응용 가능성에 대해 이야기하는 파이어사이드 챗이 6월 9일 진행됐다. 인터뷰는 라미 칼릴 리스크제로와 바운드리스의 시니어 프로토콜 엔지니어와 함께 했다.

ZKVM은 '영지식 증명'을 기반으로 하는 범용 가상머신이다. 라미는 “ZKVM은 일반적인 서명 구조를 확장한 개념”이라며 “단순한 서명 방식이 아닌, 임의의 프로그램을 증명할 수 있는 형태로 진화했다”고 설명했다. 특히 리스크제로의 ZKVM은 RISC-V 명령어 구조를 기반으로 해, 기존에 서킷 언어나 도메인 특화 언어(DSL)를 배워야 했던 개발자들이 러스트 같은 일반 언어로도 쉽게 개발할 수 있도록 했다.

라미는 “예전에는 수주간 걸리던 회로 개발을 주말 안에 완료할 수 있을 정도로 개발 생산성이 높아졌다”고 말했다. ZKVM은 반복문과 조건문을 자유롭게 활용할 수 있어 기존 서킷 구조에 비해 개발 난이도를 낮췄다. 또한 외부 의존성을 최소화하고, 대부분의 러스트 라이브러리 사용이 가능하다는 점에서 호평을 받고 있다.

보안 측면에서 리스크제로의 ZKVM은 완전한 제로 지식 보장을 제공한다. 라미는 “중간 실행 과정을 외부 검증자가 전혀 볼 수 없게 설계됐다”며 “프로그램 내에서 민감 정보를 활용하더라도 출력값만 공개되기 때문에 유출 위험이 없다”고 강조했다. 다만 출력값의 구조와 입력값 유효성 검증이 부족할 경우 오히려 정보가 노출될 수 있어 개발자가 주의할 필요가 있다고 덧붙였다.

라미는 ZKVM 기반의 롤업 롤백 시스템 ‘카일루아’ 사례를 소개했다. 그는 “기존에는 부유한 공격자가 시스템을 압도할 수 있었지만, 카일루아는 단 한 번의 정직한 트랜잭션만으로 방어할 수 있다”고 말했다. 이는 리스크제로 ZKVM이 대규모 연산도 감당할 수 있을 만큼 확장성이 뛰어나기 때문이다.

또한 리스크제로는 증명 네트워크 ‘바운드리스’도 개발 중이다. 이는 ZK 증명이 필요한 사용자와 증명 제공자를 연결하는 탈중앙형 마켓플레이스다. 라미는 “바운드리스는 체인마다 블록 용량이 제한된 상황에서 실행 공간을 늘리는 새로운 방식”이라며 “ZK를 통해 체인 보안을 유지하면서도 성능을 향상시킬 수 있다”고 말했다.

프라이버시 측면에서도 리스크제로는 장점이 있다. 로컬 하드웨어에서 프루빙을 실행할 수 있도록 메모리 사용량을 줄였으며, GPU 기반 병렬 처리에 최적화돼 있어 고성능 증명을 지원한다. 라미는 “리스크제로는 CPU보다는 GPU 환경에서 증명 속도가 빠르다”며 “전체 계산을 분산해 병렬 처리하고, 최종적으로 재귀 회로를 통해 하나의 증명으로 합친다”고 설명했다.

ZKVM 개발을 고려하는 개발자에게 라미는 “정말로 제로 지식이 필요한지 먼저 고민하라”고 조언했다. 필요하지 않은 상황에서 ZK를 억지로 적용하면 오히려 복잡성만 커진다는 것이다. 그는 “MPC만으로 충분했던 시스템에 ZK를 넣어 오히려 성능을 낮춘 사례도 있었다”고 말했다.

리스크제로는 향후 성능 개선을 위한 하드웨어 가속 협업도 준비 중이다. 최근 바이니우스와 독점 파트너십을 맺고, 이들의 바이너리 필드를 활용해 증명 속도를 높일 계획이다. 또한 블록 해시 기반의 증명 도구인 ‘스틸’을 통해 온체인 이벤트 검증 기능도 제공할 예정이다.

라미는 “우리는 항상 최신 암호학 연구와 툴체인을 분석하며 증명 시스템의 효율성을 유지하고 있다”며 “앞으로도 성능 최적화와 개발자 편의성을 함께 추구할 것”이라고 말했다.