~에서 제안된 2016년 백서, 라이트닝 네트워크(LN)는 비트코인을 기반으로 구축된 레이어 2 솔루션입니다.
이 글에서는 비트코인의 라이트닝 네트워크의 역사와 현황에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
비트코인의 라이트닝 네트워크는 왜 만들어졌나요?
라이트닝 네트워크는 비트코인의 확장성 문제, 즉 비트코인 거래의 속도와 비용 문제를 해결하기 위해 만들어졌습니다.
비트코인의 현재 이론상 초당 최대 거래 처리량(TPS)은 10건이지만, 실제로는 3~7건 수준입니다. 이와 대조적으로, VISA와 같은 기존 결제 처리 업체들은 2020년에 평균 6,000 TPS를 처리했습니다(다음 자료에 따르면 VISA의 주장 (연간 1,880억 건의 거래).
비트코인의 거래 수수료 네트워크 사용 수요에 따라 거래 수수료는 크게 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 2021년 4월 20일에는 평균 거래 수수료가 50달러를 넘었던 반면, 2021년 8월 9일에는 평균 2.50달러 정도였습니다. 은행 송금이나 국제 송금과 같은 대규모 거래의 경우, 비트코인의 처리 속도와 비용은 다른 대안들과 비슷하거나 더 우수합니다. 하지만 비트코인을 일상적인 용도로 사용하려면 지급 (소위 소액 결제, 예: 커피 한 잔, 주유비 등) 거래 속도는 빨라져야 하고 거래 비용은 대폭 줄어들어야 합니다.
이론상의 라이트닝 네트워크
LN이 어떻게 작동하는지, 그리고 LN이 현재 직면한 과제를 이해하려면 비트코인에 대해 이야기해야 합니다. 비트코인 네트워크의 한계는 모든 거래가 체인의 새로운 블록에 포함되어야 한다는 점입니다. 블록은 대략 10분마다 체인에 추가되기 때문에, 비트코인 프로토콜을 크게 변경하지 않는 한 처리할 수 있는 거래 수에는 엄격한 상한선이 존재합니다.
더 보기: 비트코인 거래는 어떻게 이루어지나요?
비트코인 프로토콜의 대대적인 개편에 대한 논의는 이전에도 있었으며, 그 결과 ‘하드 포크’가 발생했고, 그중에서도 특히 비트코인 캐시의 탄생이 주목을 받았습니다. 라이트닝 네트워크는 새로운 블록체인을 생성하는 것이 아니라 레이어 2 솔루션입니다. 즉, 비트코인 프로토콜을 비교적 변경하지 않은 상태로 유지하면서도, 대대적인 개편이 가져올 수 있는 이점을 제공한다는 뜻입니다. 적어도 이론적으로는 그렇습니다.
LN은 두 당사자 간에 결제 채널을 구축하는 방식으로 작동하며, 이 채널에서 비트코인 블록체인에는 첫 번째 거래와 마지막 거래만 기록됩니다. 첫 번째 거래와 마지막 거래 사이에 이루어지는 모든 거래는 오프체인에서 처리되므로, 이러한 거래들은 비트코인 프로토콜의 제약을 받지 않습니다.
지불 채널을 개설하려면 양측 모두 일정량의 비트코인을 예치해야 합니다. 이 비트코인은 지불 채널이 열려 있는 동안 동결되어 해제될 수 없습니다. 이 채널을 통해 이체할 수 있는 비트코인의 총액은 예치된 비트코인의 총액과 같습니다. 이를 설명하기 위해 예시를 살펴보겠습니다:
앨리스와 밥은 서로 간에 결제 채널을 개설하고자 합니다. 앨리스는 10 BTC를, 밥은 5 BTC를 결제 채널에 예치합니다. 앨리스와 밥의 총 15 BTC를 포함하는 개설 거래가 비트코인 블록체인에 등록됩니다. 해당 거래가 블록체인에 추가되면(이 과정은 10분 이상 소요될 수 있음), 앨리스와 밥은 훨씬 더 빠른 속도로 사실상 비용 없이 무제한으로 거래를 진행할 수 있습니다. 다음은 앨리스와 밥 간의 거래 내역입니다:
- 앨리스가 밥에게 1 BTC를 보냅니다. 앨리스: 9 BTC 밥: 6 BTC
- 앨리스가 밥에게 2 BTC를 보냅니다. 앨리스: 7 BTC 밥: 8 BTC
- 밥이 앨리스에게 3 BTC를 보냅니다. 앨리스: 10 BTC, 밥: 5 BTC
- 밥이 앨리스에게 1 BTC를 보냅니다. 앨리스: 11 BTC, 밥: 4 BTC
한쪽 또는 양쪽 모두 채널을 종료하고자 할 때, 앨리스와 밥의 최종 잔액을 포함한 종료 트랜잭션이 블록체인으로 전송됩니다. 이 경우, 앨리스의 최종 잔액은 11 BTC이고 밥의 최종 잔액은 4 BTC입니다.
앨리스가 캐롤과 거래를 하고 싶다면 어떻게 될까요? 마침 밥이 캐롤과 결제 채널을 맺고 있으므로, 앨리스는 밥과 거래를 하고, 밥은 그 거래 내역을 캐롤에게 전달합니다. 이 시나리오에서 밥은 거래 내역을 전달하는 대가로 소액의 수수료를 받을 수도 있다는 점에 유의하세요. 시간이 지남에 따라, ~의 이론에 따르면 6단계 분리 이론, LN을 통해 앨리스는 누구와도 거래할 수 있습니다.
노드 A는 노드 C 및 B와만 직접 결제 채널을 가지고 있음에도 불구하고 노드 Q와 거래를 수행한다.
실전에서의 라이트닝 네트워크
LN은 비교적 새로운 프로토콜입니다. 사용 편의성부터 보안에 이르기까지 다양한 과제에 직면해 있습니다.
LN 노드를 운영하는 것이 얼마나 쉬운지에 대한 우려가 제기되고 있습니다. LN이 성공하기 위해서는 LN 프로토콜을 실행하는 비트코인 노드들로 구성된 견고한 네트워크가 필요합니다. LN 노드를 운영하는 것은 꽤 어렵다 그리고 지급 인센티브와 관련된 문제가 있을 수도 있습니다 더 작은 노드를 운영하기 위해. 하지만 LN을 운영하는 것이 비트코인 풀 노드를 운영하는 것보다 그리 어렵지 않다고 볼 수도 있습니다. 하지만 LN은 주로 소액 거래를 대상으로 하기 때문에, LN을 이용한 일상적인 경험은 LN 지원 지갑을 통해 이루어질 것입니다. 이미 자리를 잡은 일부 비트코인 지갑과 달리, 이러한 LN 지원 지갑은 출시된 지 얼마 되지 않았기 때문에 수탁형과 비수탁형 버전들. 비수탁형 LN 지갑은 사용하기가 더 어렵습니다. 더 복잡하고 직관적이지 않죠. 수탁형 옵션은 사용하기 더 쉽지만, 비트코인을 제3자에게 맡겨야 합니다.
더 알아보기: 이해하기 수탁형 지갑과 비수탁형 지갑의 차이점, 그리고 이것이 경제적 자유와 어떤 관련이 있는지.
LN은 또한 경쟁사들과도 맞서야 합니다. 2024년 2월 현재, LN은 약 5,000 BTC. 이 수치가 꽤 많아 보일 수도 있지만, 비교해 보면 2024년 2월 기준으로 이더리움(WBTC, 랩드 비트코인)에는 15만 개 이상의 비트코인이 묶여 있습니다. 비트코인의 블록 생성 시간이 10분인 반면, 이더리움은 약 14초마다 블록이 생성되므로, 이더리움 네트워크에서 WBTC를 통해 비트코인 거래를 처리하는 것이 이미 훨씬 빠릅니다. 또한, 다음과 같은 이더리움 프로젝트들이 ETH 2.0 또한 이더리움 플라즈마는 거래 수수료를 충분히 낮춰 라이트닝 네트워크를 불필요하고 구식으로 만들 것입니다. 또한 WBTC를 사용하면 다음과 같은 막대한 이점을 누릴 수 있다는 점도 기억해야 합니다. DeFi, 반면 LN은 그렇지 않다.
마지막으로, 가장 우려스러운 점은 LN이 여러 가지 취약점에 직면해 왔다는 것입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:
- 괴롭힘 공격: 자금이 사라지는 것은 아니지만, 이로 인해 피해자의 라이트닝 자금이 동결되어 결제 채널에서 어떠한 거래도 처리할 수 없게 됩니다.
- 홍수와 약탈: 공격자는 다수의 피해자가 동시에 블록체인에서 자금을 인출하도록 유도합니다(flood). 공격자는 이러한 혼잡을 이용해 마감 시간 전에 인출하지 못한 자금을 훔칩니다(loot).
- 시간 팽창 공격: 공격자는 블록 전달을 지연시켜 피해자가 새로운 블록을 인지하는 데 걸리는 시간을 늘립니다.
- 핀닝 공격: 공격자가 피해자를 속여 LN 채널을 부적절하게 종료하게 한 뒤, 개별 거래를 탈취합니다.
비트코인 라이트닝 네트워크, 아직 해결해야 할 과제들
LN에는 취약점이 존재하지만, 아직까지 이를 악용한 사례는 없습니다. 이러한 취약점을 악용하는 데 필요한 전문성이 매우 높기 때문에 아직까지 아무도 시도하지 못한 것으로 보입니다. LN 개발자들은 이러한 취약점을 발견하는 것이 네트워크를 더욱 견고하게 만들 것이며, 이는 성장에 있어 필수적인 단계라고 확신하고 있습니다. 개발자들은 지금까지 발견된 취약점에 대한 다양한 해결책을 마련할 수 있을 것으로 낙관하고 있지만, ‘핀닝 공격’과 ‘시간 확장 공격’의 경우 LN 구현과 비트코인 코어(Bitcoin Core)를 동시에 조정해야 할 것으로 보인다.
현재 라이트닝 네트워크는 많은 과제에 직면해 있지만, 이 프로토콜은 아직 비교적 초기 단계에 있으며 이러한 문제들은 예상되는 일입니다. 라이트닝 개발자들은 계속해서 프로토콜을 개선해 나갈 것이며, 이를 통해 레이어 2에서 비트코인의 확장성을 높이는 데 기여할 수 있을 것입니다.
더 보기: 비트코인과 비트코인 캐시의 차이점을 이해하고, 비트코인 캐시가 대체로 어떤 다른 용도로 활용되고 있는지 알아보세요.
비트코인 코어(Bitcoin Core)의 전임 기여자가 쓴, 라이트닝 네트워크에 대한 10,000피트 높이에서 바라본 냉철한 분석을 보고 싶다면, 앙투안 리아르(Antoine Riard)의 글을 확인해 보세요. 훌륭한 글이네요.
