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by Ash Han 한승환 Dec 24. 2016

사이드체인 (Sidechain)
- 블록체인의 혁명



사이드체인 (Sidechain) 

- 블록체인의 혁명 (Blockchain to The Next Level) -  



사이드체인(Sidechain)은 컬러드코인(Coloredcoin), 메타코인(Metacoin), 멀티시그(Multi-sig)기술 등의 유기적 결합물로, 블록체인 상에서 신규자산 발행 및 거래를 위해 사용되는 핵심기술이다. 사이드체인 기법을 통해 서로 다른 블록체인에 존재하는 자산들을 서로 안전하게 거래할 수 있다. 이를 통해, 이더리움(Ethereum) 블록체인 위에서 비트코인을 거래하고, 전혀 다른 텐더민트(Tendermint) 블록체인 위에서 비트코인과 이더(Ether)를 거래하는 것이 가능하다.






<https://blockstream.com/>






비트코인 블록체인의 한계 (Limitation of Bitcoin Blockchain)  

사이드체인은 최초, 비트코인이 가진 고유한 한계점들을 해결하고자 하는 고민에서 시작되었다. 비트코인은 분명히 혁신이었으나, 최초의 모델이 으레 그러하듯 이내 많은 한계점들을 노출했다.


느림 (Slow) 

각 블록생성 간격이 10분이므로, 자신의 거래가 블록체인에 기록되었는지를 확인하려면 짧게는 몇 초에서 길게는 수십 분을 기다려야만 한다. 또한 이체받은 코인을 사용하기 위해 이체확인(Confirmation)을 받는 시간까지 포함하면 훨씬 더 길어진다. 속도가 너무 느린 것이다.


오직 비트코인 (Only Bitcoin)

비트코인 블록체인 위에서는 오직 비트코인만 이체가 가능했다. 따라서 이종 화폐와 교환을 하려면 결국 중앙화 된 웹거래소 서비스 등을 사용해야 한다. 결국 비트코인 블록체인이 가진 보안적, 탈중앙화적 이점을 허무하게 포기하는 셈이 되는 것이다.


오직 비트코인 스크립트 (Only Bitcoin Script)

비트코인 블록체인에서 사용할 수 있는 기능이 너무나 제한적이다. 따라서 창의성 발휘나 고급이체 조건 설정 또는 스마트 컨트랙트 코딩이 불가능하다. 다른 다양한 블록체인들에서 제공하는 여러 가지 기능들을 아무것도 사용하지 못하는 것이다.


높은 보수성 (Non-flexible Chain)

비트코인은 현재 버전이 '0.12.1(2016-07-20)'으로 아직도 베타버전이다. 그럼에도 불구하고 이미 조 단위가 된 비트코인 시가총액이나 커뮤니티원들 간의 논쟁, 많은 수의 이해관계인들 때문에 쉽사리 비트코인을 수정하거나 실험을 해보는 것이 불가능하다. 결국 실험을 위해서는 '이미 베타버전인 비트코인'의 베타버전(testbed)을 따로 또 만드는 방법뿐이다.


거래공개 (Non-Confidential Transaction)

비트코인 상에서 일어나는 모든 거래는 만천하에 공개된다. 기밀성을 지킬 수 없는 구조이다.





사이드체인의 탄생 (The Birth of Sidechain)

비트코인 블록체인 자체는 너무나 많은 한계를 가지고 있다. 그러나 아이러니하게도 비트코인이야말로 가장 높은 가치를 저장하고 있는 암호화폐계의 기준통화이다. 그렇다면, 비트코인을 다른 블록체인에서 거래할 방법은 없을까?


비트코인이 이더리움 블록체인에 올라갈 수 있다면, 다양한 스마트 컨트랙트(Smart Contract)나 탈중앙화 어플리케이션(DApp)에서 사용될 수 있을 것이다. 비트코인의 속도가 걱정이 된다면, 속도가 빠른 다른 블록체인에 비트코인을 올려서 사용하면 될 것이고 응용성을 원한다면 이더리움(Ethereum)에, 기밀성을 원한다면 대쉬코인(Dashcoin) 등의 블록체인에 올려서 거래를 하면 될 것이다.


간단하게 답을 찾을 수 있다. 비트코인의 소유자가 해당 코인을 이더리움 블록체인 위에 올려서 거래하고자 할 경우, 비트코인 블록체인에 있는 비트코인을 '동결(Freeze)'시키고 이더리움 블록체인 위에서 이 비트코인에 해당하는 '상응물(counterpart)'을 만들어 거래할 수 있도록 하는 것이다. 이후 거래된 '상응물'의 소유자는 비트코인 블록체인에 있는 진짜 비트코인으로 이 상응물을 교환해 갈 수 있다.


즉, 비트코인 블록체인의 비트코인을 동결하고, 이에 상응하는 코인을 사이드체인에 생성해서, 사이드체인 위에서 사이드체인의 혜택을 누리며 거래를 하고, 이를 마치면 다시 해당 상을물로 비트코인 블록체인의 비트코인을 수령하는 것이다. (위의 경우 이더리움이 곧 사이드체인이 되는 셈이다)





사이드체인의 작동 (Sidechain Mechanism)

비트코인 블록체인에서의 비트코인의 '소유권 이전행위(Transfer of Value)'를 있는 그대로 보면 다음과 같이 풀이할 수 있다. 


1) 누군가가 특정 비트코인(Unspent Bitcoin Output)의 소유권 이전을 공개키와 개인키로 증명을 통해 승인한다.

2) <이 순간 비트코인은 이체가 실행된다>

3) 이렇게 다른 계좌로 이동된 코인을 또 다른 누군가가 공개키와 개인키를 이용해 소유권을 증명하고 이체를 승인한다.

4) <이 순간 비트코인은 이체가 실행된다>

5) 위의 반복


이러한 이체내용은 블록에 기록됨으로써 되돌릴 수 없는 비가역적 기록(Irreversible record)으로 남겨진다. 그리고 네크워트의 모든 참여자들이 해당 내용을 전달받고 보관하게 된다.


그렇다면, 비트코인(Bitcoin)을 이체하여 비트코인의 소유권을 이전하는 것이 아니라, '비트코인의 이체권한(The right to Transfer of Bitcoin)' 자체를 이체하여 소유권 이전에 사용하면 어떨까?


비트코인을 텐더민트 블록체인 위에서 거래하고자 한다고 가정했을 때 다음의 순서를 따를 것이다.


1) 비트코인을 특정한 목적으로 생성된 계좌에 전송한다. 


2) 당신은 해당 비트코인에 대한 권한을 잃으며 그 비트코인은 동결(immobilized)된다.


3) 동시에 반대급부로, 그 비트코인에 상응하는 코인이 텐더민트 블록체인 위에 생성된다. (그 코인은 상응물이지만 현실적으로 그냥 비트코인이라고 보아도 무방하다)


4) 해당 코인을 텐더민트 블록체인 위에서 다양한 다른 코인이나 기타 상응물들과 자유롭게 거래한다.


5) 해당 비트코인의 최종 소유자가 이를 비트코인 블록체인에 있는 원래의 비트코인으로 바꾸고자 한다.


6) 텐더민트 위에 생성되었던 비트코인은 삭제되고, 실제 비트코인 블록체인 위의 비트코인의 동결이 풀린다.


7) 최종 소유자는 자신의 이체권한을 해당 비트코인에 행사할 수 있게 된다.


이 경우, 비트코인을 다른 블록체인 위에서 자유롭게 다른 코인들과 거래할 수 있었다. 또한 비트코인 블록체인에서 해당 코인을 동결시킨 소유자와, 사이드체인 위에서 거래가 종료되고 최종적으로 권한을 가지게 된 소유자가 '동일'하지 않더라도 문제가 되지 않는다.






블록체인 간 소통 (Blockchain Interoperability)

블록체인 간의 상호운용(Interoperability)이 가능해진다는 것은 여러 가지를 의미한다. 그간 단절되어 있었던 암호화폐들을 한 곳에 모아 자유롭게 거래할 수 있으며, 모듈이 부족한 코인은 더 나은 모듈을 적용한 블록체인에 올려서 해당 모듈의 이점을 자유롭게 누린다. 굳이 모든 거래를 투명하게 공개하지 않아도 좋다. 리플사의 인터 레저(Interledger)의 사례처럼, 기밀성이 보장되는 블록체인에서 자유롭게 거래하고, 다른 원하는 기능이 있다면 또 다른 블록체인에서 해당 기능을 누리면 되는 것이다.


사이드체인 기법은 각 블록체인에 귀속되어 있던 화폐들을 자유롭게 만든다. 단순히 자유로운 것뿐 아니라, 해당 블록체인의 보안성을 건드리거나 수정 패치를 하지 않고도 얼마든지 여러 가지 모듈을 적용해 볼 수 있다는 것은 이 분야의 혁명이라 칭할 수 있을 것이다.


이미 이러한 기능을 도입하고자 노력하는 스타트업들이 존재한다. 블록스트림(Blcokstream)루트스탁(Rootstock)컨센시스(ConsenSys)카운터파티(Counterparty)코인프리즘(Coinprism)텐더민트(Tendermint) 등이 그것이다.






사이드체인이 가져오는 혁신 (Revolution Triggered by Sidechain)

블록스트림(Blockstream)은 사이드체인 분야에서 독보적인 명성을 쌓은 팀이며, 최근에는 무료공개용 특허를 냄으로써 대중에 사이드체인의 상용화를 호소하고 있다. 또한 사이드체인 기법을 통해 빠르고 비밀이 보장되는 이체를 가능하도록 하는 '엘리멘트 프로젝트(Element Project)'를 발족하여 진행하고 있다. (블록스트림의 사이드체인 백서)


루트스탁(Rootstock)은 사이드체인을 통해 금융권을 집중 공략하고자 한다. 특히 '금융포용(Financial Inclusion)'이라는 모토로 서비스를 개발하고 있는데, 소외된 계층이나 발달된 은행시스템이 없는 제3국 등에 안전한 금융을 공급하고자 하는 인류애적인 프로젝트이다. 이미 '금융포용'은 G20의 공식의제로 채택될 정도로 세계적인 주목을 받고 있는 주제이며 빌게이츠의 게이츠 재단에서도 fspmaps.com 등을 통해 금융포용을 실천하고 있다. 루트스탁은 현재 아르헨티나나 제3국 또는 부패한 정부로 인해 은행의 신뢰도가 낮은 지역들의 사람들에게 안전한 금융을 공급하고자 하는 목적으로 사이드체인을 사용하고자 한다.


컨센시스(ConsenSys)는 이미 스마트컨트랙트를 이용해 이더리움 블록체인 위에서 비트코인을 거래하는 사이드체인 개념인 'BTC RELAY'를 개발하였다. 또한 컨센시스 엔터프라이즈(ConsenSys Enterprise)를 발족하여, 딜로이트(Deloitte)와 공동으로 더 안전하고 사적인 IoT, 자산관리, 담보물관리 등의 은행이나 금융기관을 위한 솔루션을 개발하고 있다. 이러한 사이드체인의 사용기법은 리플(Ripple)에서 진행하는 인터 레저(Interledger)와도 일맥상통한다.


카운터파티(Counterparty)는 사이드체인 개념을 활용하여 비트코인에 스마트컨트랙트를 입힐 수 있도록 하는 기술을 개발하였다. 또한 STORJ 팀과 협업하여 라이트닝 네트워크(Lightning Network) 기술을 이용한 실시간 스마트 결제기술을 개발하고 있다.


코인프리즘(Coinprism)은 오픈체인(Openchain) 프로젝트를 통해, 누구든지 간편하게 사이드체인을 생성하고 이용할 수 있게 만드는 모델을 개발하였고 보급중에 있다. 오픈체인에서는 보안적으로 안전하면서도 실시간 수준의 빠른 거래가 가능하다. 


텐더민트(Tendermint)는 라이트닝 네트워크(Lightning Network), 사이드체인(sidechain), 샤딩(Sharding)개념을 이용하여 이체의 실시간성, 스마트컨트랙트, 데이터 분산처리, 블록체인 Inter-operability까지 종합적으로 구현하는 블록체인을 개발 중에 있다.


*라이트닝 네트워크는 사이드체인이 아니다. 그러나 특정한 블록체인의 작업을 외부에서 처리할 수 있다는 점에서 사이드체인의 개념과 유사하다고 볼 수 있기에 위에 함께 언급되었다. 라이트닝 네트워크와 사이드체인 기법은 각각 특징이 명확하며 장단점이 뚜렷하게 존재한다.



이러한 방식으로 사이드체인은 블록체인이 가지는 한계를 뛰어넘을 수 있도록 도우며, 실제 단절된 채로 남겨진 각각의 블록체인들이 자유롭게 소통하고 상호 운용될 수 있도록 한다. 미래 블록체인 운용에 있어서는 필수적인 요소가 될 기술이다.










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