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비트코인에 없는 것, 그리고 이를 채울 주체에 대한 신뢰
관리자를 없앤 원장, 그리고 그 위 모든 레이어의 신뢰 모델
준비물트랜잭션 그래프를 시각화하는 블록 탐색기비트코인 백서(2008년)Taproot에 대한 BIP-341 문서다음 열이 있는 스프레드시트: 프로토콜, 수탁자, 엑시트 트리거, 공모 위험
호기심
- 왜 비트코인에는 토큰 ‘승인(approval)’에 해당하는 것이 없을까요?
- 스크립팅 언어가 어떤 프로그램이든 컴파일할 수 있을 만큼 표현력이 커지면 무엇을 잃게 될까요?
- 키를 쥐거나 규칙을 정하는 중앙 주체 없이 시장은 어떻게 존재할 수 있을까요?
탐구
- 비트코인은 관리자를 없앴습니다. 관리자 키도, 토큰 승인도, 업그레이드 가능한 컨트랙트도 없습니다. 발행량은 2,100만 개로 제한되어 있고 일정에 따라 예측할 수 있으며, 블록 보조금은 210,000블록마다 절반으로 줄어듭니다. 규칙은 수천 개의 독립적인 노드 간의 광범위한 합의를 통해서만 바뀝니다. 이러한 설계는 다른 시스템에서 볼 수 있는 한 부류의 공격을 원천적으로 제거합니다. 탈취할 키도, 업그레이드할 컨트랙트도 없다면 관리자가 악용하거나 회사가 압류할 대상도 없습니다.
- UTXO 모델은 모든 지출을 명시적으로 만듭니다. 트랜잭션은 특정한 이전 출력을 소비하고 새로운 출력을 생성합니다. 컨트랙트가 나중에 차감할 수 있는 계정 잔액은 존재하지 않습니다. 이러한 구조는 사용자가 다른 당사자에게 나중에 무제한으로 자금을 옮길 수 있는 광범위한 권한을 서명해 주는 ‘드레이너’ 승인을 막아 줍니다. 기본 서명 유형(SIGHASH_ALL)에서는 서명이 바로 이 입력과 출력에 커밋됩니다. 다른 서명 모드는 출력을 열어 둘 수 있으며, 실제로 이를 악용한 사기도 있었습니다. 사용자가 다음 트랜잭션에 서명하지 않으면 아무것도 이동하지 않습니다.
- 비트코인에 부족한 것은 표현력과 속도입니다. 스크립트는 의도적으로 제한되어 있어 임의의 연산을 수행하거나 무한히 반복할 수 없습니다. 블록은 대략 10분마다 생성되므로, 몇 초 만에 블록을 만드는 체인에 비해 정산이 느립니다. 베이스 레이어 프로토콜에는 토큰이나 시장에 대한 네이티브 지원이 없습니다. 이러한 제약은 의도된 트레이드오프입니다. 스크립트가 할 수 있는 일을 제한하면 버그가 합의를 깨뜨리는 익스플로잇으로 번지는 것을 막을 수 있고, 느린 블록은 탈중앙화된 풀노드 네트워크가 철저하게 검증할 수 있게 해 줍니다.
- 설계상의 과제는 비트코인이 피해 온 약점을 다시 들이지 않으면서 어떻게 시장을 추가할 것인가입니다. 복잡한 스크립팅 언어를 도입하면 스마트 컨트랙트 취약점을 불러들이게 됩니다. 빠른 블록을 도입하려면 최종성을 유지하기 위해 중앙화나 허가형 검증자가 필요한 경우가 많습니다. 네이티브 토큰을 도입하면 인플레이션이나 조작을 위한 새로운 공격 표면이 생길 수 있습니다. 어떤 확장이든, 더 느린 정산이나 더 높은 수수료를 감수하더라도 어떤 단일 주체도 자산의 발행이나 규칙을 통제하지 않는다는 속성은 반드시 지켜야 합니다.
- 레이어2 솔루션과 메타프로토콜은 이 간극을 메우려 합니다. 이들은 보안을 비트코인의 합의에 고정하면서 빠른 결제나 토큰 발행 같은 기능을 추가합니다. 하지만 이러한 레이어는 새로운 신뢰 모델을 도입합니다. 일부는 서명자 연합체에 의존하고, 다른 일부는 최소 한 명의 정직한 운영자가 사기에 이의를 제기해야 하는 옵티미스틱 검증 게임에 의존합니다. 각 접근법은 탈중앙화와 속도의 서로 다른 측면을 맞바꿉니다. 목표는 비트코인을 범용 컴퓨터로 만드는 것이 아니라, 비트코인을 견고하게 만든 핵심 보안 모델을 훼손하지 않으면서 그 활용도를 넓히는 것입니다.
- 블록 탐색기를 열고 최근의 거래를 검색해 보세요. 입력값과 출력값을 살펴보십시오. 각 입력값이 어떻게 거래 ID와 인덱스를 통해 특정 이전 출력값을 참조하는지 주목하세요. 이제 이것을, 잔액이 단순히 전역 상태의 숫자로만 존재하는 계정 기반 체인과 비교해 보세요. 그 차이는 구조적입니다. 비트코인의 모델은 모든 가치 이동을 명시적으로 기록하고 감사할 수 있도록 하며 특정 서명과 연결시키므로, 숨겨진 관리자 권한이나 광범위한 접근 권한의 여지가 전혀 없습니다.
- 라이트닝 네트워크 채널은 코인을 수탁자에게 옮기지 않고도 비트코인의 결제 기능을 확장합니다. 조셉 푼(Joseph Poon)과 타디어스 드리자(Thaddeus Dryja)의 백서는 2015년에 처음 초안이 작성되었고 2016년에 최종본이 발표되었으며, 메인넷 사용은 2018년에 시작되었습니다. 각 채널은 자금을 양자 간 상태에 잠그며, 한쪽이 부정행위를 하면 다른 쪽이 비트코인에 페널티 트랜잭션을 브로드캐스트합니다. 제3자가 키를 보유하지 않으므로 이 모델은 신뢰가 최소화되어 있지만, 여전히 점대점 방식입니다. 이 모델은 결제 최종성을 해결할 뿐, 공유 유동성이나 마켓 메이킹을 해결하지는 않습니다.
- 2018년 블록스트림이 출시한 리퀴드(Liquid)는 연합형 사이드체인으로 운영됩니다. 고정된 ‘펑셔너리(functionary)’ 그룹이 블록에 서명하고 리퀴드 자산과 베이스 레이어 비트코인 사이의 페그를 관리합니다. 블록은 1분마다 생성되어 약 2분 만에 최종 확정되며, 자산을 네이티브로 발행할 수 있습니다. 트레이드오프는 분명합니다. 사용자는 펑셔너리의 압도적 다수(페그는 11-of-15 멀티시그를 사용)가 공모해 예치금을 훔치거나 상환을 중단하지 않으리라고 신뢰해야 합니다. 빠르지만, 신뢰해야 하는 그룹을 다시 들여옵니다.
- Stacks는 자체 체인을 운영하며, 자신의 블록 해시를 비트코인 트랜잭션에 커밋하는 방식(전송증명, Proof of Transfer)으로 비트코인에 고정됩니다. 2024년 12월부터 입금, 2025년 4월부터 출금이 열린 sBTC 페그는 서명자 집합이 관리하는 잠긴 네이티브 비트코인으로 뒷받침되는 토큰을 발행합니다. 이 방식에서는 Stacks 위에서 표현력 있는 스마트 컨트랙트(의도적으로 결정 가능한 언어인 Clarity로 작성)를 사용할 수 있으며, 비트코인은 서명자 집합이 보유하고 출금에는 그중 임계치 이상의 승인이 필요합니다. 사용자는 실행 유연성을 얻는 대가로 서명자 집합의 무결성과 브리지의 운영 지속성에 의존하게 됩니다.
- BitVM은 소프트 포크 없이 비트코인에 범용 연산을 도입하려는, 또 다른 아키텍처적 선택입니다. 로빈 리누스의 2023년 제안은 두 당사자 간의 옵티미스틱 검증을 사용했고, BitVM2(2024)에서는 누구나 챌린지할 수 있습니다. 2026년 1월부터 가동 중인 Citrea 같은 프로젝트는 이 모델을 기반으로 하며, 이 모델에서는 다수의 참여자 중 정직한 한 명만 있어도 사기를 막을 수 있습니다. 이 ‘1-of-n 정직성’ 모델은 신뢰의 대상을 다수결 합의에서 경계를 늦추지 않는 단 한 명의 챌린저의 존재로 옮기지만, 운영자는 자본을 잠그거나 선지급해야 하고 출금은 챌린지 기간이 끝날 때까지 기다려야 합니다.
- 이러한 모델을 비교하면 서로 다른 위험 프로필이 드러납니다. Lightning은 제3자가 필요 없지만 공유 시장에 대한 활용도는 제한적입니다. Liquid와 Stacks는 연합체나 서명자 집합에 의존하며, 이 경우 공모가 주된 위협입니다. BitVM 롤업은 운영자 간의 경쟁적 정직성에 의존합니다. 모든 경우에 결정적인 변수는 수탁(커스터디)입니다. 즉, 기반 비트코인의 개인 키를 누가 보유하는지, 그리고 그 주체가 실패하거나 해킹당하거나 사기를 택하면 어떤 일이 벌어지는지입니다.
- 엑시트 메커니즘이 실제 신뢰 모델을 규정합니다. Lightning에서 엑시트란 온체인에서 채널을 닫는 것을 뜻하며, 상대방이 응답하지 않으면 타임락이 지난 뒤 자금이 돌아옵니다. Liquid나 Stacks에서 엑시트하려면 연합체나 서명자가 처리하는 상환 요청이 필요하며, 이들이 지연하거나 거부하면 사용자는 갇히게 됩니다. BitVM 브리지에서 엑시트는 최소 한 명의 살아 있는 운영자가 사용자에게 자금을 지급하는 데 달려 있으며, 이후 운영자의 상환 청구는 챌린지 기간을 거칩니다. 제3자를 신뢰하지 않고는 엑시트할 수 없는 사용자는, 네트워크가 아무리 탈중앙화되어 보이더라도 진정한 셀프 커스터디 상태가 아닙니다.
파트 I비트코인이 이미 제거한 것과 부족한 점
파트 II비트코인 레이어 2와 그 신뢰 모델
핵심 사실
- 비트코인에는 관리 키나 토큰 승인 기능, 업그레이드 가능한 계약이 없습니다.
- 발행량은 2,100만 BTC로 제한되며, 보조금은 210,000블록마다 절반으로 줄어듭니다.
- UTXO 모델은 각 지출을 명시적으로 만들어, 광범위한 승인을 악용하는 드레이너를 막습니다.
- 스크립트는 임의 연산에서 비롯되는 취약점을 막기 위해 의도적으로 제한되어 있습니다.
- 블록은 대략 10분마다 생성되며, 속도보다 보안을 우선합니다.
- 규칙은 독립적인 노드들 간의 광범위한 합의를 통해서만 변경됩니다.
- 라이트닝 네트워크 채널은 신뢰가 최소화되어 있지만 점대점 방식이어서 공유 시장 유동성에는 적합하지 않습니다.
- Liquid(2018)는 펑셔너리 연합체가 블록에 서명하고 비트코인 페그를 관리합니다.
- Stacks sBTC(2024년 12월)는 기반 담보를 통제하는 서명자 집합이 관리합니다.
- Citrea 같은 BitVM 롤업은 ‘1-of-n 정직성’에 의존하며, 정직한 운영자 단 한 명이라도 사기에 이의를 제기(챌린지)할 수 있습니다.
- 연합형 사이드체인은 속도를 위해 탈중앙화를 희생하며, 사용자는 펑셔너리들이 공모하지 않으리라고 신뢰해야 합니다.
- 엑시트 권리가 실질적인 신뢰 모델을 결정합니다. 제3자가 상환을 통제한다면 셀프 커스터디는 훼손됩니다.
연습 아홉, 여섯, 셋, 하나
9모으기다른 블록체인 플랫폼(예: 이더리움, 솔라나)에 있는 기능이나 메커니즘 9가지를 나열하세요. 각 메커니즘이 무엇을 가능하게 하는지, 그리고 누가 그것을 통제하는지 적으세요.
6묶기비트코인이 같은 필요를 어떻게 처리하는지(처리한다면)에 따라 9개를 6개로 묶으세요.
3추리기6개 그룹을 비트코인에 이러한 기능이 없는 3가지 이유로 줄이세요.
1결정화비트코인이 가치 이전에 대한 관리 주체의 통제를 없애기 위해 무엇을 희생하는지 한 문장으로 쓰세요.
팩트 체크
날짜, 수치 및 주장은 아래에 명시된 출처들을 통해 확인되었습니다.
- S. Nakamoto, 'Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System' (2008)
- A. M. Antonopoulos & D. A. Harding, Mastering Bitcoin, 3rd ed. (2023)
- BIP-341: Taproot (activated 2021)
- J. Poon & T. Dryja, 'The Bitcoin Lightning Network' (2016)
- Blockstream Liquid Documentation
- Stacks sBTC Technical Documentation (December 2024)
- R. Linus, 'BitVM: Compute Anything on Bitcoin' (2023)