비트코인의 문제점과 해결 방안

발표자 : 문정호 (치의학4), 박정헌(치의학4)

현재 비트코인의 문제는 크게 속도와 수수료 그리고 확장성의 문제가 있다고 볼 수 있습니다. (물론 확장성 문제를 해결하기 위한 솔루션으로 속도를 빠르게 하는것이 있지만) 그런데, 비트코인은 어떻게 이러한 문제를 개선할 수 있을까요?

업데이트 방식

비트코인의 업데이트 방식에는 소프트포크와 하드포크가 있습니다. 소프트 포크는 이용자는 커다란 변화없이 그대로 이용할 수 있지만(월렛의 전송) 채굴자의 채굴방법은 소프트포크에 맞춰 업데이트가 필요합니다. 즉 이용자에게는 큰 변화가 없지만, 서버는 업데이트가 필요한 카카오톡의 평소 업데이트와 비슷합니다.
그러나 하드포크는 완전히 업데이트를 해버리는 것으로, 어떻게보면 -이름만 같은- 새로운 코인이라고 볼 수있습니다. 이전버전과는 호환이 되지 않습니다.
블록체인은 이런방식을 통하여 업데이트를 하며, 보통 해킹이나 큰 문제가 생겼을때 하드포크를 통해 해결하는 구조를 가집니다.

업데이트 방식의 문제점

이러한 업데이트 방식에 문제가 없는것이 아닙니다. 하드포크는 결국 대다수의 합의, 혹은 주도적인 집단에 의해서 이루어집니다. 그런데 하드포크는 기존 장부를 떼어 와 이후의 장부에 적는것이기에, 기존 장부의 쓰던 방식을 계속 유지해간다면 코인은 두개로 나뉘게 됩니다. 아까 예시로 들었던 게임 업데이트로 치면, 게임의 업데이트를 거부한 사람들이 프리서버를 운영하는것으로 볼 수 있습니다. 이러한 예시로 이더리움 클래식이 탄생하였죠. 그리고 이더리움 생태계에 아~~~주 큰 악영향을 미쳤었습니다.

스케일링 이슈

스케일링(확장성)이슈란 뭘까요? 일단, 확장성은 단위 시간당 얼마나 많은 작업을 처리할 수 있는가 와 관련이 있습니다 비트코인과 관련된 점점 더 많은 거래들이 발생하고 있고, 이러한 거래들을 다 처리를 할 수 있도록 하는 것이 스케일링 이슈와 관련된 내용입니다. 그럼 확장성을 어떻게 늘릴 수 있을까요? 답은 이체속도를 빠르게 하거나, 단위 시간당 최대한 많은 이체 건수를 처리하게 하거나, 단위 블록 당 최대한 많이 이체를 하는 방식 등이 있습니다. 여기서 나온 해결책 중 하나가, segwit입니다.

segwit 2x

Segwit은 Segregated Witness로, 비트코인 블록 내에서 거래내역을 분리해서 분리한 만큼의 거래 내역을 더 포함 할 수 있도록 해주는 방법입니다. 이 경우, 같은 거래내역에 해당하는 서명이 두 번 이상 블록에 포함되지 않으므로, 용량을 실용적으로 사용할 수 있고 빈공간에 담기때문에 효율적으로 공간 활용이 가능합니다.
아까전의 스팸 어택은 이러한 세그윗을 이용한 기술 중 하나인 슈노 시그니처를 통해서 해결할 수 있습니다.이것이 작년 7월 이슈였고…

2x는, 블록의 사이즈를 2배로 크게하는 방법입니다. 이 방법을 이용하면, 순수하게 비트코인의 용량이 늘어나기 때문에 거래를 매우 쉽게 많이 포함을 시킬 수 있습니다.
너무 쉬운 방법이라 기술적으로 설명할 필요도 없군요. 그런데 왜 안할까요?

이에 따른 다른관점, 비트코인 캐시

비트코인은, 처음 나왔을 때 누구나 풀 노드를 유지하여, 네트워크에 기여할 수 있는것이 탈중앙화의 가치와 매우 관련이 높은 철학입니다. 즉 누구든지 풀 노드를 실행하는것이 매우 중요한 것 중 하나라고 할 수 있겠죠 그런데 블록 사이즈가 증가하면, 최상위권의 컴퓨터가 아닌 이상 네트워크 대역폭과 디스크 공간 측면에 대한 요구사항이 엄청나게 증가하게 됩니다. 이는 마이너의 중앙집권화와 연관되며, 블록 크기가 커질수록 네트워크 속도가 지연됩니다.
현재 중국은 great firewall이라는 방화벽을 통해 중국망을 거치는 네트워크를 검열하는데, 이는 중국 내의 네트워크 간의 속도는 빠르지만
외부와 연결될 경우 지연되게 되며, 이는 중국마이너들끼리는 빠르게 전파되지만 외부 마이너는 딜레이 된 속도로 받게되어 중국마이너에게 유리하게 되는데, 블록 사이즈가 더 커질 경우 이 효과가 더 크게 나타납니다. 이러한 현상이 반복될 경우 중국쪽만 마이닝을 유지하게 됩니다.

라이트닝 네트워크

이번엔 속도와 수수료 관련하여 한번 알아봅시다. 현재 가장 큰 이슈가 될만한 기술로는 라이트닝 네트워크가 있습니다.

라이트닝 네트워크는 무엇일까요? 이를 이해하기 위해서는, 멀티 시그니쳐에 대한 이해가 필요합니다.
멀티시그니처는, 기존의 개인이 서명을 하여 트랜잭션을 전송하는 것과는 달리, 여럿이서 서명을 할경우 일정 수를 넘으면 전송이 이루어지는 것을 의미합니다. 라이트닝 네트워크의 시작은 거래를 개시하면서 시작하는데, 채널을 여는 것을 의미합니다. (여기서 채널은, 공용지갑이라 할 수 있습니다.)
채널을 열고, 공용지갑에 코인을 넣어둡니다. 그리고 이리저리 거래를 시작합니다 그리고 결제가 끝난 후, 멀티 시그니처를 이용하여 거래를 할 때의 수수료가 부과됩니다.
결국, 오프체인에서 일어나고 속도와 수수료(0원입니다)에 매우 큰 이득을 갖게 되며,
여기에 추가로 네트워크와 네트워크는 서로 연결이 될 수 있어, 매우 큰 payment group channel 이 생길 수 있습니다.

RSK

EVM을 따온 병합채굴을 통해 돌아가는 사이드체인.
즉.. etherium과 같은 원리로 smartcontract가 돌아가게 하였다고 생각하시면 됩니다.
후에 커리큘럼 진행 예정

비트코인과 비트코인 캐시의 경제적 비교

이제 부터는 비트코인 작년 하드포크 이슈와 그에 따른 가격변화에 대해 복기해 보겠습니다. 더불어 비트코인 캐시가 탄생하고 비트코인과 어떠한 관계를 가지는지 간단하게 알아 보겠습니다.

세그윗 이슈 때의 가격변화

비트코인 스케일링 이슈가 대두 되었을 때엔 큰 하락이 있었습니다. 비트코인코어 진영과 채굴자 진영간의 스케일링 이슈에 대한 합의가 되지 않으며 비트코인이 최악의 경우 3개로 쪼개질 수 있다는 가능성이 대두되었습니다. 그에 따라 코인시장 생태계가 흔들리며 시장에 대한 불확실함과 비트코인에 대한 불신으로 인해 가격이 하락하던 시기입니다.

시가총액은 줄어들고 비트코인 도미넌스는 증가하며 비트코인은 하락하게 되고 다른 알트코인들은 폭락하는 시기였습니다.

합의가 이루어지고 크게 반등하는 모습입니다.
7.14에 중국 주요 거래소들과 채굴자들(OK코인, 후오비, 비트메인, F2Pool, ViaBTC)이 7.31까지 세그윗2x를 활성화하기로 합의하였으며 우지한은 새로운 알트코인인 비트코인캐시를 만들겠다고 하였습니다. 그에 따라 비트코인이 3개로 나뉘어질 수 있다는 최악의 상황도 면하였으며, 세그윗 2x로 합의를 보았기 때문에 시장에 대한 불확실성 해소로 인해 가격이 안정된 모습입니다.
시가총액은 다시 이전과 같은 정도로 증가하고 비트코인 도미넌스는 유지하며 비트코인의 가격은 폭등하고 알트코인의 가격은 소폭 상승하는 시기였습니다.

간단히 하드포크 이슈 때의 가격변화를 알아 보았는데요, 이때 탄생한 비트코인 캐시가 앞으로 비트코인의 가격에 큰 영향을 끼치게 됩니다. 비트코인 캐시와 비트코인은 어떤 관계이고 서로의 가격에 어떠한 영향을 주는지 알아보겠습니다.

해시파워

우선 비트코인과 비트코인캐시는 같은 채굴방식으로 채굴자들이 입맛따라 캘 수 있습니다. 그래서 비트코인과 비트코인캐시는 일정 해쉬파워를 나눠먹는 사이이며 요즘은 해쉬율을 보통 9:1정도로 유지하고 있습니다.
둘 다 어느 정도의 해쉬파워를 유지해서 채굴자들이 채굴을 계속해야 체인이 원활하게 돌아가게 되기 때문에 채굴하는 사람이 적어지면 체인에 문제가 생깁니다. 그러한 문제는 보통 2주에 한번 있는 난이도 조정때 채굴 난이도가 하락되며 채산성이 높아지고 그에 따라 채굴자들이 채굴을 다시 하며 체인이 계속 돌아가도록 하는 방식으로 해결하게 됩니다. 그래서 이러한 관계 때문에 비트코인과 비트코인 캐시는 해쉬율, 채굴난이도, 채산성에 따라 서로의 가격에 영향을 주게 됩니다. 단적으로 말하면 한쪽이 크게 가격이 오르면 한쪽은 난이도 조정 전까지는 죽 쑤게 되는 것입니다.
아래 차트는 왼쪽은 비트코인 오른쪽은 비트코인캐시 비트페어 차트인데요, 빨간 선 부분을 보시면 비트코인캐시의 펌핑이 크게 오는데 비트는 하락하는 기현상을 볼 수 있습니다. (일반적으로 알트코인의 상승으로 비트코인이 움직이지 않으며 특히 비트코인이 하락할 때 상승하는 알트코인은 없습니다.) 특히 오른쪽 빨간선인 작년 11월 비트코인 캐시의 하드포크 시기때 두드러지게 나타났는데요 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

우선 앞서, 둘의 난이도 조정방식에 대해 알려드리겠습니다. 비트코인과 비트코인캐시는 모두 2주에 한번 난이도 조정이 되는 방식이며 거기에 비트코인캐시는 EDA룰이라는 난이도 조정방식도 있었습니다. (현재는 작년 11월 하드포크 이후로 사라진 난이도조정 방식입니다)
EDA룰은 초기 비트코인캐쉬의 채굴해쉬파워가 들어오지 않아 채굴이 거의 멈추는 현상을 방지하기 위해 도입된 룰로 12시간동안 6개의 블록도 채굴이 되지 않으면 바로 20%정도 난이도를 낮춰버리는 룰입니다. 즉 해쉬율이 부족해지면 긴급하게 난이도를 낮추는 방식이었는데, 이를 악용하여 채굴자들이 평소엔 비트코인을 채굴하며 장기간 비트코인캐쉬를 채굴을 하지 않다가 난이도가 급격히 낮아지면 몰아서 채굴하는 방식으로 채굴 채산성을 극대화 하려고 했습니다. 이를 해결하기 위해 2017년 11월 13일에 하드포크를 하여 그 이후 부터는 매 블록생성때 마다 이전 144개 블록의 평균채굴속도에 맞추어 10분당 1블록이 생성되도록 난이도가 조절되도록 하겠다고 하였습니다.
그리고 그 하드포크가 일어나기 5일전부터 비트코인캐시의 엄청난 펌핑이 시작되었습니다. (하드포크를 성공적으로 이루기 위해 해쉬파워를 비트코인 캐시로 끌어오기 위한 우지한 진영의 의도적인 펌핑으로 생각됩니다.) 그에 따라 비트코인 캐시의 채산성이 급격히 높아지며 비트코인캐시의 해쉬율이 엄청나게 높아지며 역전되기도 하였습니다. 그래서 채굴자들은 너도나도 할거없이 비트코인캐시를 캐게 되고 비트코인은 캐지않게 되어 비트코인의 블록생성 속도는 줄어들고 트랜잭션은 엄청나게 밀리게되는 등 문제점이 발생하였고 거기에 비트코인캐시가 비트코인을 잡을거라는 둥의 찌라시가 돌며 비트코인캐시는 더 급격한 상승을 하게 되었습니다. 그렇게 하드포크는 성공적으로 마치게 됩니다. 그 후 비트코인캐시는 수정된 난이도 조정 룰에 따라 난이도가 꾸준히 조정되어 채굴자들은 다시 조정된 채산성에 따라 그 전의 해쉬율을 유지하게 되고, 투자자들은 호재 지났다고 판단하며 다시 가격은 제자리를 찾아가게 됩니다.
이 하드포크 사건을 정리해 보면 비트코인캐시의 급격한 가격변화가 비트코인과 비트코인캐시 사이의 채산성 변화와 해쉬율 변화를 끌어온 경우입니다. 우지한 진영에서 성공적인 하드포크를 위해 의도적인 펌핑으로 해쉬율을 높이는 방법을 택했다고 생각되는데요, 이렇듯 비트코인과 비트코인 캐시는 가격적으로나 채굴면으로나 서로 긴밀하게 연관이 되어있다는 것을 알 수 있습니다.

Q&A

Q 그럼 발표자분은 비트코인의 저런 해결책으로 언젠가 micropayment에도 쓰일 수 있다고 보는건가요?
A. 가능합니다. Lightning network는 생각보다 그 파급력이 강대할 것 이며, 소액결제 등에서도 충분한 효과를 내 줄 것이라고 기대하고있습니다.

Q.. 라이트닝 네트워크를 유지하는데 페깅 또는 참여자의 상대적인 타임락에 필요한 물량과 그에 따른 기회비용이 있을텐데 그걸 보상없이 할 수 있나?
A. 일단 페깅의 경우 그것을 유지해 준다면 거래에 따른 Tx fee를 주는 것으로 알고있다. 그리고 상대적인 타임락은 그 시간이 그리길지 않고, 라이트닝 네트워크 상에서 악의적인 교환자가 상대방을 속이는 것을 방지하기 위한 방안으로서, 체벌 계약서(Punishing contract)만 블록체인에 올리게 된다면 지연이 없어질 것이다.

Q..라이트닝 네트워크로 상용화가 될 경우 일반카드보다 장점은 무엇일까?
A. 현실에서 암호화폐를 쉽게 쓸 수 있다는 장점을 갖게된다. 그리고 지불채널을 열기위한 소정의 수수료만 사용되고, 지속적인 거래가 필요한 비즈니스 같은 경우, 지불채널만 열려있다면 수수료 없이 거래를 반복할 수 있으므로 효율적이다.

Q. 라이트닝 네트워크는 지불채널을 열 때만 전송수수료를 지불하는 것으로 알고 있습니다. 어찌됐든 라이트닝 네트워크 지불채널 안에서 이루어진 비트코인<->라이트코인을 교환할 때 코드가 실행되어야 하는데, 이에 따른 수수료가 부과되지 않는 이유는?
A. 지불채널이 열린 후 오프체인에서 거래되는 기록들은 라이트코인의 블록체인에 기록되지 않으므로, 수수료가 부과되지 않는다.

Q..오히려 마이닝의 중앙집권화가 더 나을 수 있지 않을까? 안좋은 이유는?
A. 비토크인계의 특정 이슈에 대해 결정할 때 너무 영향력, 발언권이 커지게 된다. 이는 탈중앙화의 정신에도 어긋나며, 또한 51% 어택 가능성을 무시할 수 없다. 특히 이는 현재 POW의 문제점으로 지적되고 있는 사안으로서, 여러가지 다른 플랫폼들이 합의알고리즘을 POS로 전환하려고 한다. 다음 주 발표내용에 있을 예정.