마이크로소프트, zkVM 마그네타 공개…15개 시험서 처리량 10~39배

마이크로소프트($MSFT)가 일반 프로그램의 실행 결과를 검증하는 영지식 가상머신(zkVM) 마그네타(Magnetar)를 공개했다. 연구진은 15개 시험 작업에서 기존 비교 시스템보다 높은 증명 처리량을 기록했다.

마이크로소프트 리서치는 10월 15일 발표문에서 마그네타가 노트북으로 초당 720만~870만 개의 프로세서 명령을 증명했다고 밝혔다. 15개 시험 작업에서 같은 기기로 비교한 기존 시스템보다 평균 10~39배 높은 처리량을 기록했고, 증명 검증에는 약 12밀리초가 걸렸다. 논문 초록은 비교 대상별 기하평균 속도 향상을 SP1 Hypercube 대비 약 39배, Jolt-Dory 대비 약 18배, Jolt-Akita 대비 약 9.6배로 제시했다. 이 결과는 연구진이 정한 작업과 비교 시스템, 시험 환경에 한정된다.

영지식 증명은 프로그램을 다시 실행하지 않고도 결과가 정해진 계산에서 나왔는지 확인하는 기술이다. 증명 대상에 따라 입력 데이터를 공개하지 않고 검증할 수도 있다. 블록체인에서는 체인 밖에서 수행한 계산의 정확성을 증명하고, 검증자가 결과를 확인하는 데 활용할 수 있다.

마그네타는 프로세서 명령 체계인 RISC-V로 컴파일한 프로그램의 실행을 증명한다. 개발자는 Rust·Go·C로 작성한 프로그램을 컴파일해 사용할 수 있다. 연구진은 시험 작업에 소형 이더리움 가상머신(EVM) 해석기에서 처리한 토큰 전송도 포함했다고 밝혔다.

마이크로소프트 리서치는 긴 계산을 여러 부분으로 나눠 각각 증명한 뒤 결합하는 설계를 장부나 블록체인처럼 오래 실행되는 시스템에 적용할 수 있다고 설명했다. 다만 이번 시험은 실제 상용 롤업 전체의 운영 비용이나 이용자 수수료를 측정하지 않았다. 연구진이 보고한 처리량을 특정 네트워크의 비용 절감률로 해석할 수는 없다.

보안 설계에는 SHA-256·SHA-3 같은 표준 해시 함수가 쓰였다. 마이크로소프트 리서치는 타원곡선이나 격자 암호, 사전 신뢰 설정에 의존하지 않는 점을 양자내성 설계의 특징으로 제시했다. 논문 초록은 시험 환경에서 증명 크기를 약 600KiB, 검증 시간을 11~13밀리초로 기록했다. 이는 연구진의 설계 설명과 시험 결과로, 실제 배포 환경의 평가를 뜻하지 않는다.

마그네타의 성능과 보안 특성은 연구진이 선택한 작업과 시험 환경에서 보고됐다. 공개된 시험에는 소형 EVM 해석기 작업이 포함됐지만, 상용 블록체인에 통합한 결과나 실제 비용 측정값은 제시되지 않았다.