Bitcoin Layer-2는 무엇이며 어떻게 작동합니까?

비트코인 네트워크에 확장성과 프로그래밍 가능성을 제공하는 새로운 종류의 프로토콜인 비트코인 ​​Layer-2에 대해 자세히 읽어보십시오.

Jul 06, 2023
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주요 내용:

  • Bitcoin Layer-2는 Bitcoin의 기본 레이어 위에 구축된 프로토콜로, 메인 블록체인에서 트랜잭션을 처리하여 Bitcoin 네트워크에 확장성을 제공하도록 개발되었습니다.
  • 이러한 프로토콜은 다른 기술적 어려움을 해결하고 비트코인에 프로그래밍 기능 향상, 개인 정보 보호 개선 또는 새로운 유틸리티 잠금 해제와 같은 추가 기능을 제공할 수 있습니다.
  • 오늘날 주요 Bitcoin 확장 솔루션에는 Lightning Network, Rootstock, Stacks, Liquid Network 및 롤업(유효성 및 주권)이 포함됩니다.
  • 이러한 각각의 레이어 2 솔루션은 비트코인 ​​네트워크에 가치를 제공하고 더 넓은 비트코인 ​​생태계에 대한 채택을 촉진하는 데 도움이 되는 잠재력을 가지고 있습니다.

Layer-2가 해결하는 비트코인의 과제

비트코인은 오늘날 가장 인정받고 자본화된 디지털 자산으로 남아 있으며 가치 저장 수단으로 ‘ 디지털 금 ‘으로 간주됩니다. 비트코인 블록체인은 처음에 안전하고 분산된 지불 시스템으로 설계되었지만 그 한계로 인해 널리 채택되지 못했습니다.

비트코인 네트워크는 확장성 문제가 있으며 느린 트랜잭션 속도, 낮은 처리량 및 증가하는 트랜잭션 비용으로 어려움을 겪고 있습니다. 다른 블록체인에 비해 정해진 시간 내에 많은 양의 트랜잭션 데이터를 처리할 수 있는 용량이 제한되어 있습니다. 비트코인의 평균 블록 생성 시간은 10분이고 평균 처리량은 초당 7건의 트랜잭션(tps)입니다.

한편, 네트워크 정체는 거래 수수료를 증가시킵니다. 참고로 2016년 비트코인의 평균 거래 수수료는 ~0.07달러였습니다. 오늘날 이것은 2021년 4월에 거의 $63의 사상 최고치를 기록하며 $31 로 크게 뛰어올랐습니다.

또한 제한된 스크립팅 언어로 인해 Bitcoin은 최신 Ethereum과 같은 복잡한 스마트 계약 기능을 지원하지 않습니다 . 비트코인의 베이스 레이어는 원래 P2P(Peer-to-Peer) 디지털 지불 시스템 으로 만들어졌기 때문에 스마트 계약 및 애플리케이션을 개발하도록 특별히 설계되지 않았습니다. 따라서 탈중앙화 금융(DeFi) 및 대체 불가능한 토큰(NFT)을 위한 기능은 지금까지 비트코인 ​​블록체인에서 거의 개발되지 않았습니다.

Bitcoin Layer-2는 무엇입니까?

Bitcoin Layer-2 솔루션은 Bitcoin의 기본 계층 위에 구축된 프로토콜을 나타냅니다. 이러한 프로토콜은 메인 블록체인(메인체인)에서 트랜잭션을 처리하여 비트코인 ​​네트워크에 확장성을 제공하기 위해 개발되었습니다. 그들은 또한 다른 기술적 어려움을 해결하고 Bitcoin에 추가 기능을 제공할 수 있습니다. 이러한 Layer-2는 비트코인의 전반적인 성능을 향상시키는 동시에 보안 및 네트워크 효과의 이점을 누릴 수 있습니다.

Bitcoin에 대한 이러한 Layer-2 솔루션의 이점은 다음과 같습니다.

  • 트랜잭션 처리량, 블록 확인 시간 및 트랜잭션 비용에 대한 비트코인의 한계를 극복하도록 지원하여 확장성을 개선했습니다 .
  • 복잡한 스마트 계약 기능의 구현을 통해 프로그래밍 가능성이 향상되었습니다 .
  • 기본 레이어는 그대로 유지되므로 비트코인 ​​네트워크에서 제공하는 상속된 높은 수준의 보안 .
  • 비트코인으로 기능을 확장하여 결제, DeFi, NFT 및 기타 시장 장소와 같은 다른 수직 분야에서 새로운 유틸리티를 잠금 해제합니다.

Lightning Network, Rootstock, Stacks, Liquid Network 및 Bitcoin 롤업 프로젝트와 같은 비트코인 ​​기반 프로토콜은 비트코인 ​​네트워크에 확장성과 프로그래밍 가능성을 제공합니다. 집합적으로 그들은 네트워크의 다음 성장 단계가 어떤 모습일지 보여줍니다.

비트코인 레이어 2 개요jul11

비트코인을 위한 가장 잘 알려진 Layer-2: 라이트닝 네트워크

라이트닝 네트워크는 비트코인 ​​블록체인 위에 구축된 Layer-2 결제 프로토콜입니다. 비트코인 소액 결제를 오프체인으로 처리하기 위해 지불 채널을 사용하여 네트워크 정체를 줄이기 위한 확장성 솔루션으로 설계되었습니다. 라이트닝 네트워크는 메인 블록체인을 우회할 수 있는 거래를 원하는 두 당사자 간에 직접 채널을 설정할 수 있도록 합니다.

라이트닝 네트워크는 비트코인의 메인체인에 대한 글로벌 합의 및 확인 없이 여러 트랜잭션을 수행할 수 있습니다. 결과적으로 거래가 거의 즉각적이고 수수료가 매우 낮습니다. 지금까지 대용량 트랜잭션 처리를 쉽게 처리할 수 있는 기능으로 비트코인의 확장성 문제에 대한 효과적인 솔루션을 제공했습니다.

다자간 거래 및 지불 라우팅은 특정 기간(또는 블록 시간) 내에 특정 조건이 충족되면 수취인이 자금을 받을 수 있는 스마트 계약인 해시된 타임락 계약(HTLC)을 통해 라이트닝 네트워크에서 안전하게 수행됩니다.

라이트닝 네트워크 작동 방식에 대한 자세한 내용은 비트코인 ​​결제: 라이트닝 네트워크란 무엇입니까?를 읽어보세요.

더 빠르고 저렴한 거래를 위한 Rootstock

Rootstock은 메인 비트코인 ​​블록체인에서 거래를 처리하여 더 빠르고 저렴한 거래를 가능하게 하는 Layer-2 솔루션입니다. EVM (Ethereum Virtual Machine) 모델 기반의 스마트 컨트랙트 플랫폼이지만 사이드체인을 통해 비트코인 ​​블록체인과 연결된다.

Rootstock 블록체인은 작업 증명 (PoW) 합의 메커니즘을 사용하며 블록은 병합 채굴을 통해 채굴됩니다. 병합 채굴은 채굴자가 동일한 해싱 알고리즘을 사용하고 동일한 계산 능력을 공유하면서 비트코인과 Rootstock을 동시에 채굴할 수 있는 프로세스입니다. Rootstock은 약 30초의 블록 확인 시간 과 약 10~20tps 의 처리량을 제공합니다. Rootstock의 트랜잭션은 결제를 위해 비트코인의 기본 계층으로 전송되기 전에 확인되고 번들됩니다.

스마트 계약 플랫폼인 Rootstock은 스마트 계약 기능을 구현하여 비트코인의 프로그래밍 가능성과 유용성을 확장합니다. 또한 EVM을 기반으로 하는 RSK 가상 머신(RVM)을 통해 이더리움과의 상호 운용성을 촉진합니다. 이를 통해 Rootstock에서 이더리움 스마트 계약을 실행하고 이더리움 애플리케이션과 상호 운용할 수 있습니다. RVM은 또한 개발자가 Ethereum의 스마트 계약 프로그래밍 언어인 Solidity를 사용하여 코딩할 수 있도록 합니다.

Rootstock의 또 다른 핵심 기능은 RSK 인프라 프레임워크 (RIF)를 사용한다는 것입니다. RIF는 개발자가 Rootstock 네트워크에서 분산형 앱(dapp)을 구축하고 배포하는 데 사용할 수 있는 분산형 인프라 서비스 세트를 제공합니다.

스택은 비트코인을 위한 스마트 계약을 가능하게 합니다.

Stacks 는 Bitcoin 블록체인에 스마트 계약 및 dapp을 도입하는 오픈 소스 Layer-2 블록체인입니다. 마이크로 블록 지원으로 트랜잭션 처리 속도가 빨라지고 처리량이 증가합니다.

상황을 전체적으로 살펴보면 비트코인 ​​블록체인은 대략 10분의 블록 시간으로 작동하는 반면 마이크로 블록은 트랜잭션 상태를 몇 초 만 에 전달할 수 있어 스택스 블록체인과 상호 작용하는 대기 시간을 줄이는 데 도움이 됩니다.

스택스는 또한 모든 스택스 거래가 비트코인의 베이스 레이어에 정착할 수 있도록 하는 혁신적인 합의 모델인 전송 증명( PoX )을 통해 비트코인과 얽혀 있습니다. 즉, 스택스의 블록은 본질적으로 비트코인 ​​블록에 연결되어 있고 비트코인의 보안을 상속합니다(비트코인 네트워크를 변경하지 않고).

전송 메커니즘 증명 작동 방식jul11

네트워크 성능 개선: Liquid Network

Liquid Network는 Bitcoin 네트워크의 성능과 기능을 향상시키는 것을 목표로 하는 Layer-2 사이드체인입니다. 원래 스케일링 솔루션 및 자산 발행 플랫폼으로 의도된 Liquid는 비트코인과 독립적으로 운영되며 자체 글로벌 원장 및 합의 메커니즘에서 작동합니다.

Liquid는 60초 블록 시간과 2블록 최종성 으로 2분 안에 트랜잭션을 확인할 수 있습니다. 이것은 시간에 민감한 트랜잭션을 수행하려는 사용자에게 중요한 측면인 비트코인 ​​네트워크보다 훨씬 빠른 트랜잭션 처리량을 제공합니다.

Liquid는 Strong Federation이라는 합의 메커니즘에서 작동하며, 이는 거래를 검증하고 블록에 서명하기 위해 ‘기능자’라고 하는 구성원의 하위 집합(암호화 기본 조직 그룹)에 의존합니다. 이 시스템은 Liquid의 확인 시간을 줄이는 반면 중앙 집중식 구조는 체인의 거버넌스와 성능 향상을 담당합니다.

액체 네트워크의 양방향 페그 1jul11
기능자는 페그인 동안 개인 키를 보호하고 페그아웃 트랜잭션을 확인합니다.

Bitcoin의 롤업

일반적으로 롤업은 주로 오프체인 트랜잭션을 처리하여 이더리움과 같은 레이어 1 블록체인의 확장을 지원하는 솔루션입니다. 여러 트랜잭션을 하나의 단일 트랜잭션으로 묶음 그리고 그것을 다시 메인체인으로 보냅니다. 이 프로세스를 통해 블록체인은 롤업된 트랜잭션 배치를 단일 트랜잭션인 것처럼 보호하여 네트워크가 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있도록 합니다.

수년에 걸쳐 커뮤니티는 이 접근 방식을 비트코인에 직접 적용할 수 있는 방법을 모색해 왔으며 오늘날 솔루션은 유효성 및 소버린 롤업의 형태로 제공됩니다. 연구 에 따르면 유효성 롤업은 비트코인의 트랜잭션 처리량을 최대 100배까지 향상시키는 데 도움이 될 가능성이 있으며 이는 라이트닝 네트워크에도 적용될 수 있습니다. 그들은 복잡성을 메인체인으로 옮기지 않고도 보다 유연한 스마트 계약 언어를 지원하고 비트코인의 스마트 계약 기능을 향상시키는 실행 환경을 구현할 수 있습니다.

Bitcoin의 또 다른 롤업 유형은 소버린 롤업입니다. Ethereum 네트워크의 Optimistic 및 ZK 롤업 과 달리 소버린 롤업은 결제 계층을 활용하지 않거나 스마트 계약이 필요하지 않습니다. 자체 실행 및 정산을 관리하고 합의 및 데이터 가용성을 위해 기본 Layer-1 블록체인만 사용합니다(롤업의 유효성을 결정하기 위해 블록체인에 의존하는 다른 롤업 유형과 달리).

일반적으로 Bitcoin의 롤업은 실험적이며 아직 초기 단계입니다. Bitcoin에 롤업을 적용하는 측면에서 많은 부분이 남아 있습니다.

Bitcoin Layer-2의 과제

Bitcoin Layer-2는 Bitcoin 네트워크의 일부 제한 사항에 대한 솔루션을 제공합니다. 그러나 고유한 위험과 단점도 있습니다.

예를 들어 라이트닝 네트워크는 경로 지불 및 경로 유동성과 관련된 문제에 직면할 수 있습니다. 특히, 라우팅 노드가 다른 양호한 라우팅 노드에 대해 충분한 개방 채널을 갖지 못할 때 경로의 신뢰성이 손상될 수 있습니다. 다른 경우에는 당사자가 문제가 있음을 인식하지 못한 채 결함이 있는 노드를 사용하게 되면 귀속 되지 않은 지불 라우팅 실패가 발생할 수 있습니다. 또한 경로 유동성이나 자금이 충분하지 않은 채널은 궁극적으로 결제 실패를 유발할 수 있습니다.

Bitcoin의 기본 레이어와 비교할 때 Liquid Network와 같은 Layer-2 솔루션은 고도로 중앙 집중화된 것으로 간주될 수 있습니다. 비트코인에는 블록 생성 및 네트워크 보안을 담당하는 수천 명의 분산 채굴자가 있으며, Liquid는 단 15명의 직원만이 거래에 서명하고 네트워크 운영을 유지하는 연합 시스템을 운영합니다.

이론적으로 이는 Liquid의 확인 시간을 줄여주지만 중앙 집중식 설계는 소수의 당사자가 통제할 수 있음을 의미합니다.

Bitcoin Layer-2에 대한 최종 단어

Lightning Network, Rootstock, Stacks 및 Liquid Network는 오늘날 비트코인의 확장 솔루션의 몇 가지 예에 불과합니다. 롤업 및 기타 새로운 Layer-2 솔루션과 함께 이러한 각 프로토콜은 비트코인 ​​네트워크에 가치를 제공하고 더 넓은 비트코인 ​​생태계에 대한 채택을 촉진하는 데 도움이 되는 잠재력을 가지고 있습니다.

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