레이어2부터 스마트컨트랙트까지...비트코인 스택 기술의 진화 주목하라

학습 차원에서 틈틈히 해외 전문가들이 블로그나 미디어 그리고 책에서 쓴 글을 정리하고 있습니다. 이번 포스팅도 그중 하나고요. 거칠고 오역된 부분이 있을 수 있습니다. 제대로 번역되지 않은 부분은 확인주시면 반영토록 하겠습니다. 이번글은 암호화폐 분석 회사인 디지털애셋리서치가 비트코인 기반 스택 기술들에 정리한 것입니다. 비트코인은 비트코인 하나가 아니라 비트코인을 지원하는 여러 프로토콜들의 스위트 형태로 진화하고 있다는데 초점이 맞춰져 있습니다.

비트코인은 지난 10년간 먼 길을 걸어왔다. 비트코인 소프트웨어 첫 버전에 비해 현재, 구현체의 품질과 안정성은 상대적으로 두드러지게 향상됐다.

빠르고 유기적으로, 비트코인은 많은 개발자들을 끌어들일 수 있었고, 대부분의 기반 코드 베이스를 향상하고 가끔은 개혁했다.

그럼에도, 비트코인은 여전히 같다. 알고리즘적인 인플레이션, 하드코딩된 공급, 변하지 않는 속성, 비트코인의 통화 특징들을 정의하는 합의 규정의 핵심 세트들 등 헌법과 매우 비슷하다.

시간이 가면서 일부 분파들이 이들 핵심 속성들을 바꾸려고 시도했지만 모든 적대적인 인수는 지금까지는 실패했다. 이것은 종종 고통스로운 프로세스지만  비트코인의 가장 큰 두가지 미덕을 강조하고 확고하게 해준다.

  • 어떤 단일 이해관계자도, 비트코인이 어떻게 진화할지 지시할 수 없다.
  • 중앙화된 통제의 부재는, 비트코인의 통화 속성을 보호한다.

흥미롭게도 이것들은 사이퍼펑크들과 기관 투자자들을 똑같이 끌어들인 규정들이다. 비트코인 기반으로 소프트웨어를 개발하는 것이 다른 어떤 디지털 자산보다 도전의식을 북돋우게 해주는 규정들이다.

본질적으로 비트코인의 제도는 개발자들이 비트코인의 통화 정책을 침해할 수 없도록 한정된 툴킷을 보장한다. 빨리 움직여서 정책을 깨뜨리기에는 너무 많은 위험이 있다.

이것은 비트코인에서 혁신은, 창조성, 인내, 아마도 가장 중요하게는 이기김 최소화를 필요로 한다. 결국 비트코인에 내장된 근본적인 체제는 궁극적으로 기술을 대신한다. 이것은 실리콘밸리가, 비트코인의 가치 제안을 이해하는데 어려움을 겪었던 이유다. 이것은 단지 기술이 아니다. 금융적인 수단 아니면 소비자 애플리케이션이다. 이것은 완전히 기술에 의해 지원되는 통화 시스템이다. 비트코인의 헌법을 바꾸는 것은, 통화 속성을 침해할 수 있는 유사한 정치적인 프로세스를 필요로 한다.  따라서, 기술적인 혁신은 모듈로서 구현된다.

종종 지적하는 것처럼, 혁신에 대한 비트코인의 모듈식 접근은, 인터넷 프로토콜 스위트와 유사하다. 인터넷은 특정 기능에 특화된 다양한 프로토콜 레이어들이 있다. 이메일은 SMTP, 파일은 FTP, 웹페이지는 HTTP, 사용자 주소는 IP, 패킷 라우팅은 TCP다. 몇년간 이들 각각의 프로토콜들은 완전한 경험을 제공하기 위해 진화해왔고, 당신이 이순간을 경험할 수 있도록 발전했다.

비트코인 스택의 등장에 대한 스펜서 보가르트의 훌륭한 포스트에서 그는 우리가 지금 비트코인 자체의 프로토콜 스위트의 등장을 목격하고 있다는 점을 다뤘다. 그것이 보여주는 것처럼, 비트코인 코어 레이어의 유연하지 않음은 다양한 애플리케이션에 특화된 몇몇 추가적인 프로토콜들의 탄생을 불러왔다. 결제 채널을 위한 라이트닝의 BOLT 표준과 같이 말이다.

혁신은, 역동적이고 상대적으로 안전하다. 이같은 모듈식 접근은 시스템의 통화 리스크를 최소화하기 때문이다.

정말 많은 일들이 많은 비트코인 기술 스택 레이어들에서 일어나고 있다.  놀랍게도, 나오고 이는 솔루션을 추적하기가 대단히 어려울 수 있다. 아래 다이어그램은 비트코인 기술 스택의 보다 완벽한 그림을 보여주기 위해 새로운 이니셔티브를 지도화하려는 시도다. 이것은 철저하지 않고, 어떤 특정 이니셔티브를 지지하는 것도 아니다. 그럼에도 불구하고 이것은 어떤 혁신이, 레이어2 테크놀로지부터, 새로 나오는 스마트 컨트랙트 솔루션까지 말이다.모든 전선들에서 추진되고 있는지를 보여주는데 인상적이다. 

비트코인 스택 기술맵 출처: 디지털애셋리서치

레이어2

최근 라이트닝 네트워크 적용율에 대한 얘기가 늘었다. 라이트닝 네트워크는 비트코인에서 가장 두드러지는 레이어2 기술이다. 비판자들은, 채널수와 라이트닝에 잠겨 있는 전체 BTC 량을 갖고 겉보기에 라이트닝 네트워크 적용이 하락하고 있다고 지적한다. 두 지표들은 빈번하게 사용자 채택을 평가하는데 사용된다. 라이트닝 커뮤니티가 이들 지표들을 합쳤지만,  라이트닝이 엔진 룸에서 돌아가는 방식을 감안하면, 거기에는 근본적으로 결함이 있음을 짚고 넘어가는 것이 중요하다.

라이트닝 네트워크에서 가장 저평가된 가치는 간단하게 말해 프라이버시 속성이다. 라이트닝은 모든 상태 변화의 글로벌 검증에 의존하지 않기 때문에, 사용자는별도의 기술이나 토르 같은 네트워크 오버레이(network overlays)를 사용해 사적으로 거래할 수 있다.

현재 시점에서, 우리는 라이트닝 네트워크의 프라이빗 사용율을 온체인에서 채널 오픈 거래수를 분석하고, 퍼블릭 체널 오프체인을 비교함으로써 추정할 수 있다.

크리스티안 데커는 라이트닝 채널들의 41%가 프라이빗하게 쓰이고 있는 것으로 추정하고 있다.

이들 채널들에서 일어하는 활동은, 널리 쓰이는 라이트닝 익스플로러들에 의해 잡히지 않는다. 따라서, 라이트닝에서 프라이빗 사용 증가는 공개적으로 측정되는 사용의 감소로 이어진다. 이것은 관찰자들이 적용이 줄고 있다고 잘못 판단하는 결과를 만든다.

광범위하게 쓰이는 것을 즐기기 앞서, 라이트닝이 실질적인 사용성 장벽을 극복해야 하는 것은 사실이지만, 우리는 현재 네트워크 상태에 대해 주장하기 위해 상황을 오도하는 수치를 사용하는 것을 멈춰야 한다. 데커가 최근 베를린에서 열린 라이트닝 컨퍼런스에서 지적한 것처럼, 프라이빗 대 퍼블릭 채널에 대한 위의 추정이 오류가 있다고 해도, 슈노어 서명 적용은 채널 개설 트랜잭션을 정규 거래와 구분하기 어렵도록 만들 것이다.

레이어2 프라이버시 분야에서 최근 진행되는 흥미로운 또 다른 개발 프로젝트 중 하나는 라이트닝 기반 프라이빗 메시징 시스템인 왓샛(WhatSat)의 등장이다. 이 프로젝트는, 라이트닝 디아몬(Lightning deamon)의 수정판으로 프라이빗 메시지 릴레이어들이소액 결제를 통해 자신들의 서비스를 위해 보상을 받을 수 있게 한다.

이 탈중앙화되고, 검열 및 스팸 저항성을 갖춘 이 채팅은, 라이트닝 어니언(onion) 같은 라이트닝 자체 어니언 라우팅 프로토콜 같은 LND 그 자체의 혁신들에 의해 가능해졌다. 

랩(Lapps) 또는 라이트닝 애플리케이션의 성장은, 라이트닝 기반 클라우드 컴퓨팅인 VPS에서부터 마이크로 트랙잭션을 통해, 광고 매출을 공유하는이미지 호스팅 서비스까지  컨슈머 애플리케이션들과 관련해 이들 혁신의 광범위한 적용을 보여주고 있다. 

그리고 이것은 단지 라이트닝 안에서의 레이어2 혁신이다. 보다 일반적으로, 우리는, 레이어2를, 애플리케이션 스위트로서 정의한다. 비트코인 베이스 레이어를 법원으로 사용한다. 베이스 레이어에서 외부 이벤트는 조화를 이루고, 분쟁은 해결된다.

비트코인 블록체인에서 데이터 앵커링(data anchoring) 테마는 보다 광범위하다. 마이크로소프트 같은 기업들은 비트코인 기반 탈중앙화 ID 시스템을 개척하고 있다. 이같은 이니셔티브는 온체인 조정의 수요를 증가시키고, 비트코인 수수료 시장을 장기적으로 개발하는데 중요하다.

스마트 컨트랙트

표현력이 있는(expressive) 스마트 컨트랙트 기능을 안전하고 반응할 수 있는 방법으로 비트코인에 되가져 오기 위해 시도하는 많은 프로젝트들이 있다. 이것은 중요한 개발이다. 2010년  몇몇 오리지널 비트코인 옵코드(opcodes: 비트코인이 무엇을 계산할 수 있는지 결정하는 활동)가 프로토콜에서 제거됐기 때문이다.

이것은 일련의 끔찍한 버그가 공개된 후에 일어났다. 이것은 사토시가 스스로, 비트코인 프로그래밍 언어인 스크립트(script) 일부 기능을 작동하지 않도록 하는 결과로 이어졌다. 

지만 몇년간 높은 표현력이 있는(highly-expressive) 스마트 컨트랙트 기능을 따라 다니는, 심상치 않은 리스크가 있다는 점이 분명해졌다.

일반적인 규칙은, 보다 많은 기능이 가상머신에 선보이면, 보다 많은 에측할 수 없는 문제들이 있을 것이라는 것이다. 보다 최근 우리는 비트코인 스마트 컨트랙트 아키텍처에서 예측 불가능성을 최소화하고, 거대한 기능을 제공하는 새로운 접근을 봐왔다. 

비트코인 스마트 컨트랙트에서 새로운 접근을 위한 창안은 머클라이즈드, 어브스트랙트 신택스 트리스(MAST, Merkleized Abstract Syntax Trees)로 불리운다. 이것은 보안과 기능 사이에서 트레이드오프를 최적화하기 위해 시도하는 새로운 지원 기술의 파도를 촉발시켰다. 보다 두드러지는 것은 탭루트( Taproot)다. 탭루트는 전체 애플리케이션이 머클트리(Merkle Tree)로 표현될 수 있게 해주는 MAST 구조의 우아한 구현체다.  그것에 의해 각각의 트리 브랜치들은 다양한 실행 결과를 보여준다. 탭루트와 함께 탭스크립트로 불리우는 프로그래밍 언어도 나올 것이다. 이것은 각각의 머클트리 브랜치와 관련된 지출 조건을 보다 쉽게 표현할 수 있게 해준다.

,최근 다시 나타난 또 다른 흥미로운 혁신은 비트코인 거래에서 사회 계약(covenants)이나 지출 조건 구현을 위한 새로운 아키텍처다. 당초 2013년 그래그 맥스웰에 의한 실험적인 생각은 사회 계약은 지출될 수 있는 잔고를 제한하는 방식이다. 커스터디가 바뀔때 조차도 말이다. 이 아이디어는 거의 7년간 존재해왔지만, 사회 계약은, 탭루트가 나오기전에는 실용적으로 구현할수가 없었다.

이제 새 옵코드는 이 새로운 기술을 잠재적으로 사회 계약이 안전하게 비트코인에서 구현될 수 있도록 해준다.

얼핏보면, 사회 계약은 대출 맥락에서(그리고 아마도 비트코인 기반 파생상품) 대단히 유용하다. 특정 BTC 잔고에 붙일 수 있는 환수같은, 정책들의 개발을 가능케 한다.

 그러나 사회 계약이 잠재적으로 비트코인 사용성에 주는 충격은 대출을 훨씬 넘어선다. 사회 계약은,비트코인 볼트 같은 것들의 구현을 가능케 한다. 커스터디 맥락에서 비트코인 볼트는 두번째 프라이빗 키와 같은 것을 제공한다. 해킹을 당한 쪽에서 도난당한 자금을 동결할 수 있게 한다. 

논 인터랙티브 페이먼트 채널(Non-Interactive Payment Channels), 컨제션 컨트롤드 트랜잭션(Congestion Controlled Transactions), 코인조인(CoinJoins) 등 이 기술을 적용할 수 있는 분야는 많다.

이것은 진짜로 별도 포스트로 할만한 가치가 있는 것들이다. 이와 관련해, 제레미 루빈의 BIP 드래프트을 보기 바란다.

이 모든 새로운 접근들을 스마트 컨트랙트로 가능케 하는 슈노르 서명은 기술적으로 원시적이라는 지적을 알아둘 필요가 있다. 슈노르가 활성화된 이후, 보다 통렬한(edgier) 기술에 의해 이론화될 수 있다. 디지털 서명으로 보여질 수 있도록 완전히 프라이빗하고 확장성 있는 비트코인 스마트 컨트랙트를 가능케 하는 스크립트리스 스크립트(scriptless scripts) 같은 것이 예다. 옵코드와는 반대다.

비슷하게 디스크리트 로그 컨트랙트(Discreet Log Contracts) 또한 보다 나은 프라이버시와 확장성을 위한 디지털 서명으로서, 스마트 컨트랙트의 실행 성과를 보여주는 아이디어를 채택할 수 있다.

이와 함께, 이들 새로운 접근은 새로운 스마트 컨트랙트 애플리케이션들이 비트코인 기반으로 개발되는 것을 가능하게 할 것이다. 슈노르는 그것의 기반이다. 

마이닝

마이닝 프로토콜에선 보다 흥미로운 개발 프로젝트들이 있다. 특히 마이닝 풀 참가자들에 의해 사용되는 프로토콜의 경우 특히 그렇다. 비트코인 마이닝에 중앙화 이슈가 종종 대단히 과장돼 있음에도, 마니잉 풀 운영자들이 보유한 힘의 구조에서 보다 탈중앙화할 수 있는 부분이 있는 것은 사실이다.  즉, 풀 운영자는 어느 거래가 모든 풀 참가자들에 의해 채굴될수 있는지 결정한다. 이것은 그들에게 상당한 힘을 허가한다.

시간이 갈수록 일부 운영자는 거래를 검열함으로써, 그들의 힘을 남용했다. 빈 블록을 채굴하고 참가자들의 허가 없이, 해싱 산출량을 다른 네트워크로 재할당했다.

다행스럽게도 이같은 힘의 구조를 거꾸로 돌리려고 시도하는 기술들이 있다. 비트코인 마이닝에 올 수 있는 가장 실질적인 변화 중 하나는. 스트라텀 두번째 버전이다. 스트라텀은 마이닝 풀들에 의해 사용되는 가장 인기 있는 프로토콜이다. 스트라텀v2는배터해시를 구현하는 완전히 바뀐 버이다. 배터해시는 마이닝 풀 참가자들이 그들이 채굴할 블록의 결합을 결정할 수 있게 해주는 2차 프로토콜이다. 다른 방법은 아니다. 스트타텀v2는 또한 몇몇 최적화를 구현하고, 마이닝 풀 참가자들이 보다 커뮤니케이션을 잘하고 협력할 수 있게 한다.

마이닝 산업이 보다 안정적이도록 기여하는 또 다른 흥미로운 개발은, 해시율과 난이도 파생에서 다시 불붙은 관심이다. 이것은 특히 해시율 변동이나 난이도 재조정을 상대로 위험을 피하고 싶어하는 마이닝 운영에 유용할 수 있다. 이것은 비트코인 마이닝 산업화에 흥미로운 진화를 보여주고 있다.

프라이버시

슈노르 서명에 대한 우리의 리포트 이후 일부 프라이버시 코인 옹호자들은, 충분한, 프라이버시가, 선택적으로 비트코인에서 언젠가 성취될 수 있다는 제안에 격분했다. 이 제안은 프라이버시 자산의 장기적인 가치 제안을 둘러싸고 이들에게 도전이 될 수 있음에도, 비트코인에서 보다 나은 프라이버시를 제공하는 새로운 프로토콜들은 나오고 있다. 비트코인에서 프라이버시는 계속해서 과학 보다는 예술의 될 가능성이 높지만 이분야에서 주목할만한 가치가 있는 흥미로운 혁신들이 있어왔다.

특정 프라이버시 혁신을 캐내기 전에, 디지털 자산들에 걸쳐 프라이빗 거래를 가능케 하는데 있어 가장 큰 걸림돌을 강조하는 것이 중요하다. 대부분의 솔루션들은 불충분하다는 것이 그것이다. 

트랜잭션 그래프 프라이버시에 초점을 맞춘 프라이버시 자산들은 종종 네트워크 레벨의 프라이버시를 무시한다. 반대로도 그렇다. 두 매개체는 성숙과 사용 부재로 고전하고 있다. 이것은 P2P 네트워크 레이어나 블록체인 레이어에서 통계적인 추적 분석을 통해 트랜잭션을 탈익명화하는 것을 쉽게 해준다. 

다행스럽게도 두 전선에서, 경계를 밀어붙이는 몇몇 프로젝트들이 있다.

트랜잭션 그래프 프라이버시와 관련해, P2EP나 체크템플릿베리파이(CheckTemplateVerify)같은 솔루션들은 흥미롭다. 프라이버시가 효율성의 부산물이 되기 때문이다. 코인조인을 향한 새로운 접근들이 이뤄지면서, 이들 솔루션은, 낮은 거래 비용에 의해 유일하게 동기를 부여받은 사용자들이 프라이빗 트랜잭션을 적용하는 것을 증가시킬  수 있다.  프라이버시 보장은 여전히, 코인조인 모델 아래 최적은 아니지만, 언 쉴디드(unshielded: 가려지지 않은채)로 보내진 양은 여전히 혜택이 될 수 있다. 비트코인 공급과 자유 여우(free float)에 대한 감사를 보존하기 때문이다.

낮은 거래 수수료가, 동기 부여가 되고, 비트코인 익명성 세트의 증가를 이끈다면, 통계적인 클러스터링 분석을 통한 탈익명화는 지금보다는 주관적인 것이 될 것이다. 일부 블록체인 분석 회사들은 할당된 UTXO가 특정 사용자에게 속한다는 가능성을 믿게 함으로써, 법집행 기관들을 속이려고 시도해왔다. 그러나 기반 모델은 이미 극도로 미묘한 차이가 있고 냐약하다. UTXO의 다수가 코인조인 산출물이 된다면, 이것은 클러스터링하기 위한 기존 접근을 부술 것이다.

이렇게 되기전 거기에는 사용성 전선에서 행해져야할, 엄청난 양의 작업이 있다. 테크 전문가든 아니든 모든 비트코인 사용자가 프라이버시 메커니즘에 똑같이 접근할 수 있어야 한다.

P2EP와 체크템플릿베리파이 외에 사용성과 관련해 최근 이뤄지고 있는 개발은, 싱커(SNICKER, Simple Non-Interactive CoinJoin with Keys for Encryption Reused)  제안이다. 신뢰하지 않은 개인들(Peers)와 코인조인을 만들기 위한 새로운 방법이다. 싱커는, 코인조인 거래에 사용자 접근을 승인하기 위해 몇몇 기술들을 결합한다.  믿어야 하거나, 개인들과 상호 작용할 필요 없이 말이다.

진전은, 또한 프라이버시와 P2P 커뮤니케이션의 효율성을 향상하는 거을 목표로 하는 프로토콜들도 주목하고 있다.

2019년 한해동안 프라이버시 보호 네트워크 프로토콜인 단델리온(Dandelion)은 복수의 암호화폐 네트워크들에 걸쳐 성공적으로 테스트됐다. 거래 확산에서 프라이버시는, 실버 불릿(묘책)은 아니지만,  완전한 스펙트럼의 P2P 커뮤니케이션과 관련해 단델리온과 같은 프로토콜들은 거래를 브로드캐스팅하는 최초 노드 IP 주소를 숨김으로써, 여전히, 의미있게 사용자 프라이버시를 향상시킬 수 있다. 

비트코인 네트워크 스택에서 주목할만한 가치가 있는 최종 개발은 새로운 거래 릴레이 프로토콜이다. '어레이'(Erlay)로 불리운다. 어레이는 여전히 매우 개발이 초기 단계이지만, 중요한 혁신이다. 이것은 비트코인 풀노드를 돌리는데 요구되는 대역폭을 크게 줄여줄 수 있기 때문이다.

구현이 된다면, 어레이의 효율성 향상은 사용자들이 대역폭 집중적인 거래 릴레이에 참여하고 지속적으로 체인을 검증할 수 있게 한다. 특히, 인터넷 서비스 제공 업체들이 대역폭에 한도를 부과하는 국가들에서 말이다.

빙산의 일각

비트코인에서 일어나는 모든 혁신을 추적하는 것은 매우 어렵다. 이번 포스트는 단지, 표면을 긁은 수준이다. 이것은 우리에게 핵심을 가져다준다. 비트코인은, 완전히 그리고 항상 프로토콜들의 스위트로 진화하고 있는 것이다.

여기서 설명한 혁신을 향한 모듈식 접근은, 중요하다. 비트코인의 진화에서 정치성을 최소화하는 역할을 할 수 있고, 근본적인 통화 속성을 보호한다.  다음에 누군가가 비트코인이 정적인 기술이라고 주장 할 때 이 기사를 기억하라.

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