피코 프리즘: 속도와 경제성, 두 마리 토끼를 잡다

Key Takeaways

• 이더리움은 재실행(re-execution) 모델에서 영지식 검증(ZK verification) 모델로 전환하기 위해, 10초 이내 증명 생성 속도와 10만 달러 미만의 증명 생성 비용을 목표로 하는 ‘실시간 증명(Real-Time Proof, RTP)’ 성능 벤치마크를 설정했다.

• 기존처럼 막대한 하드웨어 자원을 투입하지 않고도, 2025년 10월 브레비스(Brevis)의 '피코 프리즘(Pico Prism)'은 약 12만 8천 달러의 비용으로 45M 가스 규모의 블록에서 10초 이내 96.8% 증명 커버리지를 달성하며 실시간 증명의 기술적 가능성을 입증했다.

• 이러한 성과는 범용 VM과 달리 L1 EVM 실행이라는 특정 작업에 최적화된 '모듈러 zkVM 아키텍처'와 '앱 레벨 코프로세서' 설계를 통해 하드웨어 자원을 극도로 병렬화한 결과이다.

• 피코 프리즘은 최고 수준의 성능(State-of-the-Art, SOTA)을 입증하며 이더리움 L1 zkEVM 비전을 현실에 한층 더 가깝게 만들고, 검증 가능한 AI와 지능형 디파이 등 다양한 응용을 가능하게 했다. 다만 이더리움의 핵심 인프라로 자리 잡기 위해서는 비용 절감, 오픈소스화, 보안 안정성 확보가 여전히 필요하다.

1. 이더리움의 꿈: 영지식 검증으로의 전환

1.1 실시간 증명

이더리움은 ‘월드 컴퓨터’라는 비전을 실현하기 위해 오랫동안 확장성 문제와 씨름해왔다. 이를 해결하기 위해 롤업 등 다양한 L2 솔루션을 도입하며 개선을 시도해왔지만, 여전히 이더리움 메인넷 노드는 모든 트랜잭션을 재실행하고 검증해야 하는 구조적 병목을 안고 있다.

이러한 한계를 극복하고 ‘기가가스(Gigagas)’ 시대로 나아가기 위해, 이더리움은 L1 zkEVM으로의 전환을 강력히 추진하고 있다. 이는 영지식 증명(ZKP)을 초 단위로 생성하여 블록 검증을 즉시 가능하게 하는 개념으로, 이더리움 블록 전체를 재실행하는 대신 영지식 가상머신(zkVM) 및 영지식 이더리움 가상머신(zkEVM) 기술을 기반으로 “이 블록의 모든 연산이 올바르게 처리되었다”는 사실을 영지식 증명으로 검증한다. 그 결과, 이더리움의 효율성과 처리 용량이 향상되어 네트워크 혼잡 완화, 가스비 인하 등 L2 생태계와 사용자 모두가 혜택을 얻게 된다.

실시간 증명(Real-Time Proving, RTP)은 이러한 전환을 실현 가능하게 만들기 위해 zkVM이 충족해야 하는 성능 벤치마크다. 즉, 10초 이내에 영지식 증명(ZKP)을 생성하면서 하드웨어 비용과 전력 제약 조건을 만족해야 한다. 이더리움 재단은 네트워크의 생존성(liveness)을 유지할 만큼 충분히 빠르고, 탈중앙성을 해치지 않을 만큼 충분히 비용 효율적인 증명 생성을 보장하기 위해 이러한 목표를 설정했다.

1.2 실시간 증명의 두 축: ‘속도’ 그리고 ‘경제적 접근성’

모두에게 긍정적인 변화를 가져올 L1 zkEVM의 원활한 도입을 위해, 이더리움 재단(Ethereum Foundation)은 2025년 7월 블로그를 통해 실시간 증명 달성을 위한 구체적인 4가지 기준을 발표했다.

1. 증명 커버리지(Coverage): 전체 이더리움 블록의 99% 이상이 아래의 '증명 지연' 기준을 충족하며 안정적으로 증명되어야 한다.

2. 증명 지연(Latency): 증명 생성 시간이 10초 이내여야 한다.

3. 하드웨어 비용(Hardware CAPEX): 증명 생성에 필요한 하드웨어의 총 설비 투자 비용이 10만 달러($100K) 미만이어야 한다.

4. 전력 소모(Power Draw): 클라우드나 외부 서비스가 아닌 사용자가 직접 소유하고 운영하는 온프레미스(on-premise) 환경에서 증명을 생성하기 위해 10kW 미만의 전력을 소모해야 한다.

이 중 특히 주목할 점은 ‘속도’(1, 2번) 기준뿐 아니라 ‘경제적 접근성’(3, 4번)까지 함께 제시되었다는 것이다. 경제적 접근성이 여기에 포함된 이유는 이더리움이 단순히 빠른 증명 생성만을 목표로 하지 않고, 누구나 합리적인 비용으로 프루버를 운영할 수 있는 “홈 프루빙(home proving) 비전을 지향하기 때문이다.

만약 100만 달러짜리 슈퍼컴퓨터가 5초 만에 증명을 생성할 수 있다고 해도, 이는 소수에게만 증명 권한이 집중되므로 이더리움의 철학에 맞지 않는다. 따라서 경제적 접근성은 실시간 증명의 기술적 과제이자 철학적 과제라 할 수 있다.

이 ‘속도’와 ‘경제적 접근성’을 동시에 달성하는 것이 얼마나 어려운지는, 2025년 5월 기준 최고 수준의 성능(State-of-the-Art, SOTA)을 보여준 석싱트(Succinct)의 SP1 하이퍼큐브(Hypercube) 사례를 보면 알 수 있다. SP1 하이퍼큐브는 석싱트의 고성능 SP1 zkVM 을 기반으로, 대규모 GPU 클러스터 환경에서 증명 연산을 병렬 처리하도록 설계된 시스템이다.

당시 SP1은 이더리움 메인넷의 35M 가스 규모의 블록에 대해 12초 이내 증명 생성이라는 전제 조건 하에서 테스트를 진행했다. 그 결과, 약 25만 6천 달러 규모(NVIDIA RTX 4090 160개)의 클러스터를 이용해 12초 이내 증명 커버리지 92.8%를 달성하며 실시간 증명의 기술적 가능성을 입증했다. 그러나 이는 이더리움 재단이 제시한 ‘10초 이내 99% 커버리지’가 아닌 ‘12초 이내’의 결과였으며, ‘$100K 미만 비용’ 기준과도 여전히 큰 차이가 있었다.

2. 피코 프리즘: 절반의 비용, 더 빠른 속도

2.1 숫자로 증명된 효율

2025년 중반까지의 경쟁은 ‘10초 이내 증명’ 목표를 위해 막대한 하드웨어를 투입하는 물량전이었으나, SP1 사례(약 $256K 비용, 12초 이내 92.8% 커버리지)는 두 목표를 모두 충족하지 못했다.

이 구도를 완전히 뒤집은 것은 2025년 10월 15일 등장한 브레비스(Brevis)의 피코 프리즘(Pico Prism)이었다. 피코 프리즘은 이더리움의 36M 가스 블록을 대상으로 평균 6.04초의 증명 시간과 10초 이내 98.9% 커버리지를 기록했다. 또한, 규모가 더 큰 45M 가스 블록을 대상으로 평균 6.9초, 96.8% 커버리지를 달성하며 새로운 기록을 써내려갔다. 이는 이더리움 재단이 제시한 실시간 증명 기준(10초 이내 증명, $100K 미만 하드웨어)에 가장 근접한 성과로, 발표 직후 비탈릭 부테린의 공개적인 지지를 받으며 새로운 SOTA(State of the Art)로 자리잡았다.

아래 표에서 볼 수 있듯, 피코 프리즘은 36M 가스 블록 조건에서 SP1 하이퍼큐브 대비 하드웨어 비용을 50% 절감하고, 10초 이내 증명 커버리지는 2.5배 향상, 평균 증명 속도는 71% 빠른 결과를 달성했다. 이에 따라, 성능 효율은 3.41배 더 좋은 모습을 보여줬다.

무엇보다 중요한 것은, 이 성과가 “실시간 증명은 더 이상 기업형 데이터 센터만의 영역이 아니다”라는 사실을 입증했다는 점이다. 2025년 2분기까지의 경쟁이 하드웨어 물량전이었다면, 피코 프리즘 이후의 경쟁은 ‘효율성’에 집중하는 양상으로 전환되었다.

2.2 피코와 피코 프리즘: 범용 엔진에서 특화 클러스터로

피코 프리즘을 이해하려면 먼저 그 기반이 되는 브레비스(Brevis)의 피코(Pico) zkVM부터 살펴볼 필요가 있다. 피코는 러스트(Rust)로 작성된 임의의 프로그램을 오프체인에서 실행하고, 그 결과를 영지식 증명(ZKP)으로 검증할 수 있도록 설계된 범용 zkVM이다. 하지만 범용 설계인 피코는 45M 가스 블록을 10초 내에 증명해야 하는 RTP 수준의 고강도 연산과 초고속/대규모 병렬처리에는 한계가 있었다.

이 한계를 극복하기 위해 브레비스가 2025년 10월 15일 공개한 것이 바로 피코 프리즘이다. 피코 프리즘은 기존 피코의 모듈러 아키텍처를 그대로 계승하면서도, RTP에 초점을 맞춘 특화형 분산 멀티머신 클러스터 버전이다.

기존 피코가 단일 시스템 내에서 모든 증명 연산을 처리했다면, 피코 프리즘은 이를 여러 대의 서버와 GPU로 분산/병렬 처리하도록 확장했다. 이 구조 덕분에, 피코 프리즘은 범용 zkVM의 유연성과 특화 시스템의 성능을 결합해 RTP 기준을 현실적으로 달성할 수 있게 되었다.

2.3 효율의 비결: 모듈러 zkVM 아키텍처

그렇다면 피코는 어떻게 이런 높은 효율을 달성할 수 있었을까? 그 핵심은 바로 모듈러(modular) 아키텍처에 있다.

기존의 많은 zkVM은 SP1처럼 RISC-V* 등의 범용 명령어 세트(ISA)를 기반으로, 하나의 거대한 VM이 모든 연산을 처리하는 모놀리식(monolithic) 구조로 설계되었다. 이 구조는 범용성 면에서는 강력하지만, RTP처럼 특정 작업에 특화된 최적화를 적용하기 어렵고, 유연성이 떨어진다는 한계를 지닌다.

이에 반해 피코는 ‘레고 블록’처럼 조립 가능한 모듈러 zkVM으로 설계되어, 개발자가 앱 특성에 맞춰 증명 시스템의 구성 요소를 조합하고 최적화할 수 있다. 예를 들어, 피코는 개발자가 증명 백엔드(Proving Backends)나 워크플로우(Proving Workflows)를 직접 선택/조정해, 보안과 속도의 트레이드오프를 조절하는 등 맞춤형 증명 환경을 구축할 수 있다.

피코 프리즘(Pico Prism)은 바로 이 모듈러 설계를 기반으로, 실시간 증명이라는 고난도 작업을 위해 새롭게 구성된 멀티머신 클러스터 아키텍처다. 피코 프리즘은 증명 파이프라인 전체를 재설계하여, 과정을 두 가지 주요 단계로 나눴다:

1. 에뮬레이션(emulation) 단계: 블록 실행을 모방해 연산 기록을 생성한다.

2. 레이어드 재귀(layered recursion) 단계: 생성된 연산 기록을 여러 층으로 압축해 최종 증명을 완성한다.

이 과정에서 피코 프리즘은 CPU와 GPU의 역할을 정밀하게 분배하여, 수십 대의 GPU가 단 한 순간도 쉬지 않고 최대 효율로 작동(saturated) 하도록 구성했다. 즉, ‘극도로 병렬적인(embarrassingly parallel)’ 파이프라인을 구축해 하드웨어 자원을 극대화한 것이다. 이러한 접근은 모놀리식 zkVM으로는 사실상 불가능했던 고밀도의 연산 효율을 실현했으며, 피코 프리즘이 RTP 시대를 여는 결정적 전환점이 될 수 있었던 이유다.

* RISC-V는 로열티 없는 개방형 명령어 세트(ISA)로 모듈식 구조로 특정 목적에 최적화된 맞춤형 칩 설계가 가능하다.

2.4 효율의 극대화: 앱 레벨 코프로세서 (App-level Coprocessor)

효율에 집중하여 설계된 피코 프리즘의 효율성을 극대화시키는 방식은 모듈러 아키텍처의 장점을 극대화하는 '코프로세서(Coprocessor)' 전략에 있다. 이는 비탈릭 부테린이 제시한 ‘Glue-and-Coprocessor’ 아키텍처에서 영감을 받아 이를 한 단계 확장시킨 것이다.

이 아키텍처는 기본적인 '접착제(Glue)' 역할을 하는 온체인 레이어(EVM 등)가 간단한 조정과 검증을 맡고, '코프로세서(Coprocessor)' 역할을 하는 오프체인 모듈이 영지식 증명 같은 고강도 연산을 처리한 뒤, 암호화 증명(proof)을 통해 그 결과를 다시 '접착제(Glue)'에 제출하여 검증받는 효율 중심의 모듈러 모델이다.

이 'Glue-and-Coprocessor' 모델은 어느 수준(Level)에서 구현하느냐에 따라 그 효율이 크게 달라진다. 기존 대부분의 zkVM은 RISC-V ISA 기반 위에 함수 레벨(Function-Level) 코프로세서, 즉 ‘프리컴파일(precompile)’ 레이어를 추가하는 형태로 이 개념을 구현했다. 예를 들어, Keccak 해시 연산처럼 자주 사용되지만 연산 비용이 높은 특정 기능을 전용 처리기처럼 가속하는 방식이다.

하지만 피코 프리즘은 이 개념을 ‘App-Level Coprocessors’(앱 레벨 코프로세서)로 확장했다. 이것이 피코 프리즘 아키텍처의 독특한 지점이다. 단순한 함수 하나(예: 해시 연산)를 가속하는 것을 넘어, 피코는 '온체인 데이터 접근(On-chain DA)'이나 'ML/AI 연산'과 같이, 애플리케이션의 복잡한 상위 레벨 작업 자체에 최적화된 영지식 코프로세서를 내장할 수 있게 설계되었다. 피코 프리즘이 실시간 증명에서 높은 효율을 보인 것도, L1 EVM 실행이라는 특정 작업에 맞춰 모듈식 아키텍처와 분산 병렬 처리를 극도로 최적화했기 때문이다.

3. 피코 프리즘이 데려다 줄 미래

3.1 이미 시작된 ‘검증 가능한 애플리케이션’

피코 프리즘이 가져올 미래는 먼 이야기가 아니다. 이더리움의 L1 zkEVM 로드맵과 별개로 브레비스의 기술은 이미 애플리케이션에 검증 가능한 연산을 제공하여 스마트 컨트랙트로는 불가능했던 기능들을 실현하고 있다.

• 지능형 디파이 (Intelligent DeFi): 복잡한 거래 전략, 리스크 분석, 사용자 평판 기반의 동적 금리 등이 브레비스를 통해 온체인에서 검증 가능해진다. 예를 들어 팬케이크스왑(PancakeSwap)은 과거 트랜잭션 데이터를 오프체인에서 증명하고 영지식 증명을 제출함으로써 거래량 기반의 수수료 할인 기능을 제공한다.

• 검증 가능한 AI (Verifiable AI): AI 에이전트가 온체인 데이터를 분석하고 내린 결론(추론)을 영지식 증명과 함께 제출할 수 있다. 이는 '신뢰할 수 있는 AI' 경제의 기반이 되며, 브레비스의 ZK 코프로세서 기술로 이미 구현되어 있다.

• 크로스체인 데이터 검증 (Cross-Chain Data Verification): 브레비스는 스마트 컨트랙트가 다른 블록체인에서 데이터를 ZK 증명을 통해 검증하고 액세스할 수 있게 하여, 멀티시그 브리지를 의존하지 않는 크로스체인 애플리케이션을 지원한다.

3.2 이더리움의 도약

이처럼 이미 실현되고 있는 기술력을 바탕으로, 피코 프리즘이 앞당기려는 미래는 이더리움을 실시간 증명이 가능한 L1 zkEVM으로 전환하는 것이다. 이 거대한 패러다임 전환은 이더리움을 단순한 L1을 넘어, 수학적 확실성에 기반한 '글로벌 검증 레이어'로 진화시킨다. 이더리움이 모든 블록을 실시간으로 검증할 수 있게 되면, 프로토콜 레벨에서 다음과 같은 변화가 일어나게 된다.

• L2 및 롤업의 경제성 극대화: 현재 ZK 롤업의 가장 큰 비용 중 하나는 이더리움 상에서 증명을 검증하는 데 필요한 가스비이다. 만약 이더리움에서 실시간 증명이 가능해지면, ZK 롤업이 증명 검증을 위해 지불하는 가스비는 0에 가깝게 수렴하게 된다. 이는 L2 트랜잭션 비용을 획기적으로 낮춰 매스 어답션의 문을 열고, 수많은 앱체인(App-chain)의 등장을 가속할 것이다.

• 더 높은 가스 한도와 처리량(Throughput): 이더리움 검증자들이 트랜잭션을 재실행하는 대신 증명만 검증하게 되면, 훨씬 더 높은 블록 가스 한도를 지원할 수 있다. 이는 검증자의 하드웨어 요구사항을 늘리지 않고도 블록당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있음을 의미하며, 이더리움의 확장성 향상으로 이어진다.

3.3 기술적 리더에서 이더리움 인프라의 중심으로

이미 RTP 분야에서 의심할 여지 없는 SOTA(State-of-the-Art)를 달성한 피코 프리즘이 이더리움의 L1 zkEVM 도입을 이끌어감에 따라, ‘검증 가능한 인터넷’은 현실로 다가올 것이고 증명 생성에 대한 수요는 폭발적으로 늘어날 것이다.

그러나 벤치마크에서의 우위가 곧바로 이더리움 검증 엔진 자리를 보장하는 것은 아니다. 피코 프리즘이 이더리움의 검증 공공 인프라로 자리 잡기 위해 넘어야 할 산은 기술적 과제를 넘어 생태계의 '신뢰'를 증명하는 더 큰 차원의 문제이다.

• 비용 효율성의 완성 (홈 프루빙): 현재 피코 프리즘은 64개의 하이엔드 GPU(약 $128K 비용)로 이더리움 재단이 목표로 하는 $100K 수준의 성능을 구현하고 있다. 하지만 이는 여전히 ‘홈 프루빙(home proving)’과는 거리가 있다. 브레비스가 다음 로드맵으로 제시한 ‘16개 미만의 GPU(약 $40K 비용)’로 99% RTP를 달성하는 계획은 단순한 비용 절감을 넘어, 진정한 홈 프루빙을 완성할 것이다.

Source: ethproofs.org

• 접근성 확보: Ethproofs 대시보드가 지적하듯, 피코 프리즘 프루버가 아직 오픈소스가 아니라는 점은 탈중앙화 및 접근성에 대한 우려를 더한다. 브레비스는 이 '벤더 종속(vendor lock-in)' 우려를 해소하기 위해, 이더리움 재단의 표준에 맞춰 2025년 11월부터 GitHub를 통해 피코의 모듈러 아키텍처를 공개하고 SDK를 배포하고 있지만 피코 프리즘에 대한 소스 공개는 필요한 상황이다.

• 프로덕션 수준의 철저한 보안 신뢰: 이더리움 검증 엔진으로 채택된 모델의 버그는 재앙적 결과로 이어질 수 있다. 따라서, 프로덕션 수준의 보안과 신뢰성은 타협할 수 없는 조건이다. 피코 프리즘은 벤치마크를 넘어 L1 통합이 이루어지기 전, 가장 엄격한 수준의 보안 감사(audit)를 통과하고 안정성을 입증해야 한다.

결론적으로, 피코 프리즘은 이더리움 재단이 제시한 실시간 증명 벤치마크가 기술적으로 달성 가능함을 입증했으며, 이제는 “그 효율성이 탈중앙화된 환경에서도 지속될 수 있는가”라는 보다 근본적인 질문 앞에 서게 되었다.

피코 프리즘이 기술적 리더십을 넘어 오픈소스화와 프로토콜급 보안이라는 신뢰의 관문까지 통과한다면, 이는 단순한 SOTA zkVM을 넘어 이더리움이 꿈꾸는 L1 zkEVM 비전의 핵심 인프라로 자리 잡게 될 것이다.

피코 프리즘의 다음 행보가 주목되는 이유이다.