비트코인 확장성 진화: 과거에서 미래까지의 탐구와 전망

왜 확장해야 하는가?

비트코인에는 몇 가지 주요 성능 제한이 있습니다:

1. 느린 트랜잭션 처리 : 비트코인의 블록체인은 최대 10분마다 새로운 블록을 생성할 수 있습니다. 이는 트랜잭션이 네트워크에서 확인되는 데 최소 10분이 걸린다는 의미이며, 이는 많은 애플리케이션에 비해 너무 느립니다.

2. 낮은 처리량 : 비트코인의 블록 크기는 1MB로 제한되어 이론적으로 초당 약 7개의 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 이는 Visa 네트워크의 용량보다 몇 배 낮은 수준입니다.

3. 제한된 스마트 계약 기능 : 비트코인의 스크립팅 시스템은 복잡한 스마트 계약 로직을 구현하기에 불충분합니다. 기본적인 조건문과 검증만을 지원하며, 튜링 완전성을 지원하지 않습니다.

4. 높은 트랜잭션 비용 : 비트코인의 트랜잭션 수수료는 트랜잭션의 크기와 네트워크 혼잡도에 따라 달라집니다. 네트워크가 혼잡한 시기에는 수수료가 상당히 높아질 수 있어, 마이크로페이먼트와 같은 시나리오에서 비트코인의 사용을 제한합니다.

이러한 성능 제한으로 인해 더 빠르고, 저렴하며, 더 확장 가능한 디지털 통화를 만들기 위한 새로운 블록체인 기술에 대한 연구와 혁신이 촉진되었습니다. 그러나 성능 향상은 보안과 탈중앙화 측면에서도 도전에 직면하고 있습니다.

왜 온체인 확장을 하지 않는가?

비트코인의 온체인 확장은 주로 커뮤니티 합의 달성의 어려움 때문에 논란의 여지가 있습니다. 이는 주로 다음과 같은 측면에서 반영됩니다:

1. 커뮤니티 거버넌스 : 비트코인 커뮤니티는 확장 문제에 대해 깊이 분열되어 있습니다. 사토시 나카모토가 수년간 사라진 상황에서, 핵심 개발자와 채굴자들은 절대적인 의사결정 권한을 갖고 있지 않습니다. 확장은 커뮤니티의 합의를 필요로 하며, 이는 매우 어렵습니다. 비트코인 커뮤니티는 채굴자, 개발자, 보유자 등 다양한 이해관계자로 구성되어 있으며, 이러한 서로 다른 이해관계를 조정하는 것은 도전적입니다.

2. 탈중앙화와 보안 우선순위 : 비트코인의 탈중앙화는 노드의 분산화에 크게 의존합니다. 블록 크기가 너무 크면 노드 운영 비용과 진입 장벽이 높아져 탈중앙화를 위협합니다. 일부 개발자와 커뮤니티 구성원들은 거래 속도 향상보다 비트코인의 탈중앙화된 특성을 유지하는 것이 훨씬 더 중요하다고 믿습니다.

전반적으로 비트코인의 확장성 문제는 기술적 특성, 커뮤니티 거버넌스, 경제 모델과 관련된 복잡한 문제를 포함합니다. 이해관계의 복잡성과 의견 차이로 인해 합의 도출과 확장성 개선이 어려워집니다.

이전 비트코인 L2 확장

온체인 확장의 어려움으로 인해 온체인 확장성 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 다양한 블록체인 프로젝트가 등장했습니다. 이는 보안과 탈중앙화를 유지하면서 증가하는 사용자 수요를 충족시키기 위함입니다.

1. 이더리움 : Vitalik Buterin은 2013년에 스마트 계약을 지원하는 더 일반적이고 유연한 블록체인 플랫폼을 만들기 위해 이더리움을 제안했습니다. 이더리움이 직접적으로 비트코인 확장성 해결책으로 의도된 것은 아니었지만, 비트코인이 수용할 수 없는 복잡한 스마트 계약과 분산 애플리케이션의 간극을 메웠습니다. 이더리움도 샤딩과 롤업과 같은 확장성 솔루션을 개발 중입니다.

2. 비트코인 캐시 (BCH) : BCH는 블록 크기 제한을 늘림으로써 온체인 거래 처리 능력을 크게 향상시켰습니다. BCH가 2017년에 포크되었을 때, 블록 크기 제한은 1MB에서 8MB로, 이후 32MB로 증가되었습니다. 이로 인해 거래 혼잡과 지연이 감소했지만, 보안과 탈중앙화에 대한 논란도 불러일으켰습니다.

비트코인 L2 확장이란 무엇인가?

비트코인 L2는 비트코인 블록체인 위에 구축된 다양한 확장 프로토콜과 기술을 포함합니다. 이는 일부 거래와 상태 전이를 비트코인 메인 체인에서 두 번째 레이어로 이동시켜 확장성을 높이고 기능을 확장하는 것을 목표로 합니다.

비트코인 확장성에 대한 초기 논의에서는 "L2" 개념을 자주 사용하지 않았고, 대신 사이드체인과 결제 채널과 같은 특정 온체인 및 오프체인 확장 솔루션에 더 초점을 맞추었습니다. 인스크립션에 대한 관심이 급증하고 이더리움 레이어 2 기술이 빠르게 발전함에 따라, 많은 프로젝트와 펀드들이 다양한 비트코인 확장 솔루션을 지칭하기 위해 "비트코인 L2"라는 용어를 사용하기 시작했습니다.

초기 비트코인 L2 확장 솔루션 (2023년 이전)

- 상태 채널 : 라이트닝 네트워크와 같은 솔루션은 가장 초기의 오프체인 확장 시도 중 하나로, 사용자가 결제 채널 내에서 빠른 오프체인 소액 결제를 수행할 수 있게 합니다.

- 사이드체인 : 사이드체인은 비트코인 메인 체인과 병행하여 실행되며, 메인 체인에서 비트코인을 잠금으로써 더 빠르고 저렴한 거래를 가능하게 합니다.

1. 리퀴드 네트워크 : Blockstream에 의해 출시된 리퀴드는 연합 모델과 다중 서명 기술을 사용하여 비트코인 및 기타 자산의 빠른 거래를 지원하며, 더 빠른 거래 확인과 더 큰 용량을 제공하는 것을 목표로 합니다.

2. 스택스 (STX) : 비트코인 블록체인 위에 구축된 스택스는 스마트 컨트랙트를 도입하여 개발자들이 분산 애플리케이션을 만들 수 있게 합니다. 스택스 컨트랙트는 비트코인 레이어 1 거래를 읽고 그에 응답할 수 있습니다.

3. 드라이브체인 : Paul Sztorc가 제안한 드라이브체인은 비트코인을 메인 체인에 잠그고 사이드체인으로 전송하여 더 유연한 작업을 가능하게 하며, 특정 요구 사항에 기반한 맞춤형 사이드체인을 가능하게 합니다.

4. RGB : 클라이언트 측 검증과 일회용 씰 개념을 사용하여 RGB는 오프체인 검증 및 전송을 통해 비트코인의 이중 지출 방지와 검열 저항성을 가능하게 하는 것을 목표로 합니다.

최근 비트코인 L2 개발 동향 (2023년 이후)

2023년 5월 이후, 인스크립션과 관련 프로토콜의 폭발적인 성장으로 비트코인이 블록체인 산업의 중심점으로 재활성화되었으며, 이로 인해 비트코인 L2 프로젝트가 급증했습니다. 이러한 추세는 메인넷-오디널(BRC-20)-L2-dApp 개발 방향으로 진행되었으며, 2023년에만 30개 이상의 새로운 비트코인 L2 프로젝트가 등장했습니다.

주요 최근 개발 동향은 다음과 같습니다:

1. EVM 호환성을 갖춘 사이드체인 접근 방식:

- BEVM : 타프루트 기술을 활용하여 슈노르 서명, Mast 계약, 그리고 1000 BTC 경량 노드 POS 네트워크를 결합하여 분산형 크로스체인 자산 관리를 구현합니다.

- BitmapTech Merlin Chain : 크로스체인 상호작용 및 자산 전송을 위한 솔루션을 개발합니다.

2. 롤업 솔루션:

- Bison Network : 비트코인 위에 구축된 ZK-STARK 기반의 독립적인 롤업으로, 데이터 저장에는 오디널을 사용하고 자산 보관에는 DLC를 사용합니다.

- B² 네트워크 : 스마트 계약 로직을 위해 "약속 챌린지"와 zkEVM을 혼합한 ZK 롤업입니다. 이 네트워크는 롤업 계층과 DA 계층 두 가지로 나뉩니다. 롤업 계층은 zkEVM을 사용하여 스마트 계약 로직을 실행합니다. ZK 기술을 통해 약속이 생성되어 비트코인 네트워크 상단에 배치되며, 이는 사기 증명과 유사하게 챌린지를 허용합니다.

3. 데이터 가용성(DA) 솔루션:

- 누빗 : 간단히 말해, 누빗은 POS 합의를 실행하여 Celestia와 유사한 DA 체인을 구성하고, 누빗 자체의 DA 데이터(블록 헤더, 트랜잭션 머클 트리 루트 등)를 정기적으로 BTC L1에 업로드합니다. 데이터는 오프체인에 저장되며 노드는 개방되어 있어, 정직한 노드가 하나라도 있다면 네트워크를 보장할 수 있습니다.

Bounce Finance의 domo 참여가 주목받고 있습니다.

정보:

https://drive.google.com/file/d/1TCsN7MvvuC6dqrAxbro-9dg9lS-icxFu/view

4. 리스테이킹 접근 방식:

- Babylon Chain : POS 체인의 경제적 안정성을 위해 BTC 스테이킹을 가능하게 하여, BTC 보유자가 제3자 브릿지나 수탁자에 의존하지 않고 암호화 수단을 통해 다른 체인을 보호할 수 있게 합니다. 따라서 자금은 여전히 사용자의 지갑에 있지만 잠겨 있습니다. BTC 플레저가 POS 체인의 노드를 운영할 때, 유일한 유효한 블록을 검증한 후 EOTS 개인 키로 서명합니다. 플레저(이 POS 체인의 검증자이기도 함)가 정직성을 유지하며 한 번에 하나의 유효한 블록에만 서명한다면 POS 체인의 검증자로부터 보상을 받게 됩니다. 만약 악의적인 행동을 시도하여 같은 높이에서 두 개의 블록에 서명하려 한다면, 그의 EOTS 개인 키가 역전되어 누구나 이 개인 키를 사용하여 플레지된 BTC를 BTC 체인으로 전송하여 몰수를 실현할 수 있습니다.

시장 주목 분야 및 트렌드

BTC L2의 현재 주목 분야는 다음과 같습니다:

1. L1으로부터의 보안 : L1이 L2 작업을 검증하기 위한 계산을 실행하지 않고도 L2가 비트코인 L1으로부터 보안을 상속받도록 보장하는 것이 중요하지만 어려운 과제입니다.

2. 신뢰 최소화 브릿징 : L1과 L2 사이의 안전하고 신뢰를 최소화한 브릿징은 여전히 주요 과제로 남아 있습니다. 비트코인은 이더리움의 스마트 계약과 같은 L1 보호 브릿지 기능이 부족하기 때문입니다.

새로운 트렌드는 다음과 같습니다:

1. 모듈식 접근 : BTC 생태계의 폭발적인 성장으로 인해 일관성과 확장성을 유지하기 위해 BTC 특화 DA 레이어와 같은 모듈식 솔루션이 주목받고 있습니다.

2. 비트코인 MEV 개발 : BTC L2가 성장함에 따라 비트코인 체인에서의 MEV 기회가 증가하고 있습니다. 특히 BRC-20과 룬이 인기를 얻으면서 이러한 기회가 더욱 늘어나고 있습니다.

3. 집계 수익 DeFi 애플리케이션 : 더 많은 BTC L2 프로젝트들이 BTC 스테이킹을 요구하고 있어, 기본적인 수익 기회를 창출하고 있습니다. BounceBit와 같은 플랫폼은 CeFi와 협력하여 스테이킹된 BTC 자산으로부터 수익을 생성합니다.

4. 비트코인 재스테이킹: Babylon Chain과 같은 혁신적인 기술은 BTC 스테이킹을 통해 다른 체인의 보안을 강화할 수 있게 해주며, BTC 보유자들에게 보상을 얻을 수 있는 새로운 기회를 제공합니다.

이러한 새로운 트렌드와 기술을 활용함으로써, 비트코인 L2 프로젝트들은 보안과 탈중앙화의 핵심 원칙을 유지하면서 확장성 문제를 해결하고자 합니다.