크로스체인 브릿지를 멀리하라, 비탈릭이 권장하는 원자 교환(어토믹 스왑)은 정말 유용할까?

2023.06.12

크로스체인 브릿지를 멀리하라, 비탈릭이 권장하는 원자 교환(어토믹 스왑)은 정말 유용할까?

원자 교환(Atomic Swap)이란 무엇인가? 어떻게 작동하며, 실제로 중앙화 거래소를 대체할 수 있을까?

2023.06.12 - 07:15:25

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원자 교환(Atomic Swap)이란 무엇인가? 어떻게 작동하며, 실제로 중앙화 거래소를 대체할 수 있을까?

글: Ignas, DeFi Research

번역: Baize Research Institute

비트코인(BTC)을 이더리움(ETH)으로 어떻게 바꾸는가? 혹은 BTC를 ATOM으로 전환하는 방법은?

다른 사람들과 마찬가지로, 나는 보통 ETH를 중앙화 거래소(CEX)에 입금한 후 BTC로 교환하고, 그 다음 BTC를 체인상의 지갑으로 옮긴다.

이 과정은 나를 다소 아이러니한 상황에 빠뜨린다. 탈중앙화 금융(DeFi) 사용을 장려하면서도 스스로는所谓 '크로스체인 거래'를 위해 CEX를 이용하고 있기 때문이다.

사실 이더리움 공동 창시자 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 반복적으로 "자산은 출처가 되는 블록체인 상에 보관하고, 가치 이전은 원자적 스왑(atomic swap)을 통해 서로 다른 체인 간에 수행해야 한다"고 강조해왔다.

간단하게 들리지만 현실은 훨씬 복잡하다.

원자적 스왑이란 정확히 무엇이며, 어떻게 작동하며, 정말로 중앙화 거래소를 대체할 수 있을까?

본문에서 이를 자세히 살펴보자.

원자적 스왑: 아이디어에서 실행까지

원자적 스왑이라는 개념은 2013년 Bitcointalk 포럼에서 Tier Nolan이 처음 제안했다. 그러나 실제로 최초의 원자적 스왑이 성공적으로 완료된 것은 2017년이었다. 당시 라이트코인 창시자인 Charlie Lee는 트위터에서 "LTC/BTC 간 크로스체인 원자적 스왑을 완료했다!"라고 발표했다. (참고로 그는 이 거래에서 무려 330%의 수익을 얻었다)

원자적 스왑은 어떻게 작동할까? 다음과 같이 단순히 이해할 수 있다:

원자적 스왑은 두 암호화폐 지갑 사이에서 이루어지며, 거래를 중개하는 제3자는 없다. 그리고 ‘원자적(atomic)’이라는 말처럼 원자가 더 이상 쪼갤 수 없는 것처럼, 이 거래는 완전히 성사되거나 전혀 일어나지 않는다. 즉, 모든 참여자가 서로의 자산을 받거나, 아무 일 없이 각자 원래의 자산만을 유지하게 된다.

원자적 스왑 메커니즘은 해시 타임락 컨트랙트(HTLC, Hashed TimeLock Contract)에 의존하는데, 이것은 ‘해시락(HashLock)’과 ‘타임락(TimeLock)’이라는 두 가지 특별한 보호장치를 갖춘 가상의 금고라고 볼 수 있다:

해시락: 거래 발신자가 HTLC 계약을 해제하기 위한 키를 상대방에게 전달하기 전까지는 자금이 계약에 묶여 있도록 보장한다.
타임락: 지정된 시간 내에 거래가 완료되지 않으면 암호화폐가 원래 소유자에게 환불된다.

양측이 모두 키를 제출하면 거래가 완료된다.

만약 어느 한쪽이라도 규정된 시간 내에 키를 제출하지 못하면 거래는 취소되고, 누구도 손해를 입지 않는다.

원자적 스왑 vs 크로스체인 브릿지

물론 원자적 스왑 기술은 설명보다 훨씬 더 복잡하며 계속 진화하고 있으며, 제공할 수 있는 장점은 다음과 같다:

신뢰 불필요: 신뢰할 수 있는 제3자가 필요하지 않음
카운터파티 리스크 감소: 한쪽이 조건을 이행하지 못하더라도 다른 쪽은 자산을 잃지 않음
소유권 통제: 거래 완료 전까지 자산에 대한 통제권을 유지함
프라이버시: 거래 정보는 당사자들만 알고 있음

많은 기술 전문가들이 원자적 스왑을 실험했지만, 실질적인 적용 사례는 거의 없었다.

이것은 비탈릭이 3년 전에 올린 트윗이다. "우리는 적절한(무신뢰, 서버리스, 유니스왑과 유사한 UX를 최대한 제공하는) ETH <-> BTC 탈중앙화 거래소 구축에 자원을 집중해야 한다. 두 가장 큰 암호화 생태계 간에 무신뢰 방식으로 가치를 쉽게 이전할 수 없는 지금의 상황은 민망할 정도다."

그로부터 3년 후 상황은 달라졌지만, 내가 말하는 것은 원자적 스왑이 아니라 크로스체인 브릿지다.

지난 3년간, 사용자의 자산을 모아서 앵커 토큰(또는 패키징된 토큰, 예: 팬텀(Fantom) 위의 wETH)을 발행하는 크로스체인 브릿지가 점점 인기를 끌고 있다.

DefiLlama 데이터에 따르면, 지난 7일 동안 14개 주요 크로스체인 브릿지의 총 자산 규모는 48억 달러에 달했다!

비탈릭은 크로스체인 브릿지 설계에 대해 매우 비판적이다. 1년 전, 그는 Reddit에서 크로스체인 브릿지에 회의적인 이유를 공유했다. 요점은 다음과 같다:

멀티체인 생태계는 다양성이라는 장점을 제공하지만, 스마트 컨트랙트의 취약성으로 인해 크로스체인 브릿지는 보안 문제를 야기한다.
51% 공격을 당하더라도 블록체인은 여전히 자체 규칙을 유지하며 사용자 잔고를 보호하고 거래 일관성을 보장할 수 있다.
그러나 51% 공격 도중 크로스체인 브릿지의 스마트 컨트랙트가 통제를 상실하면, 크로스체인 자산의 가치가 하락할 수 있다.
따라서 원생 자산은 원래 체인에 보관하는 것이 다른 체인으로 이전하는 것보다 안전하다.
크로스체인 활동은 일종의 '반 네트워크 효과'를 나타낸다. 사용량이 많을수록 리스크가 증가하며, 특히 브릿지에 많은 자산이 몰릴수록 더욱 그렇다.

현재 본문을 작성하는 시점에도 이 '반 네트워크 효과'의 위험은 현실로 다가오고 있다. 멀티체인(Multichain) 개발팀이 멀티시그 키를 소지한 상태에서 체포되었다는 소문이 돌고 있기 때문이다.

참고로, Multichain의 크로스체인 브릿지는 에셋 풀 모델을 사용하여 지원되는 체인 상에서 앵커 토큰을 발행한다.

예를 들어 팬텀 위의 BTC는 사실 wBTC를 다시 Multichain이 2차 패키징한 것이다.

체인 분석가 An Ape Prologue는 Multichain을 조사했다. 그는 팬텀의 자산 중 원생 토큰 FTM을 제외한 40%가 Multichain에 의해 발행된 것을 발견했다. 이러한 앵커 자산은 무려 6.5억 달러에 달하며, 팬텀이 크로스체인 브릿지에 얼마나 크게 의존하고 있는지를 보여준다.

불행히도, Multichain은 문제에 직면한 첫 번째도 마지막도 아니다. 다섯 개의 주요 크로스체인 브릿지 해킹 사건으로 이미 19억 달러의 손실이 발생했다.

비탈릭이 말했듯이: “자산은 출처가 되는 체인에 보관하고, 원자적 스왑 프로토콜을 사용하여 서로 다른 체인 간에 가치를 이전해야 한다.”

크로스체인 브릿지가 리스크를 안고 있음에도 불구하고, 현재 원자적 스왑 프로토콜은 드물며 주로 다음 5가지 장애물 때문입니다:

서로 다른 언어: 서로 다른 블록체인이 다른 언어를 사용하므로 직접적인 원자적 스왑이 어렵다.
기능 제한: 비트코인의 스크립트 언어는 이더리움 Solidity만큼의 스마트 컨트랙트 기능이 없어 특정 원자적 스왑 조건을 구현하는 것이 복잡하다.
서로 다른 합의 메커니즘: 비트코인은 작업증명(PoW)을 사용하지만, 이더리움은 지분증명(PoS)으로 전환했다. 이러한 차이는 원자적 스왑 메커니즘을 복잡하게 만든다.
복잡성과 리스크: 원자적 스왑은 여러 단계를 거쳐야 하며, 잘못 수행될 경우 자금 손실 위험이 있다.
유동성 요구: 효율적인 원자적 스왑을 위해서는 두 체인 모두 충분한 유동성이 필요하며, 그렇지 않으면 거래 중 환율 변동이 발생한다.

“원자적 스왑”에 대한 시도

결국 우리는 정말로 “원자적 스왑” 프로토콜을 사용할 수 있을까?

현재 최소한 15개의 관련 프로토콜이 서로 다른 메커니즘을 사용하고 있다.

그러나 나에게 중요한 것은 체인 간 원생 자산을 교환할 수 있는 능력이며, 특히 원생 BTC와 ETH 간의 교환이 가능한지 여부인데, 이것이 바로 성배(saint grail)라고 생각한다.

Thorchain의 Thorswap

Thorswap은 아마도 가장 잘 알려진 멀티체인 자산 거래 프로토콜일 것이다. 이 프로토콜은 ETH, BTC 및 기타 원생 토큰을 9개 체인 간에 교환할 수 있게 한다.

아래 이미지에서 나는 ETH를 BTC로 교환하는 데 9분이 걸렸으며, 수수료는 37달러였다(대부분 비트코인 네트워크 수수료).

THOR 시스템의 핵심은 유동성 풀이며, 각 풀은 THORChain의 원생 토큰 RUNE 50%와 BTC 또는 ETH 등의 다른 자산 50%로 구성된다.

ETH를 BTC로 교환하고자 할 때, 프로토콜은 사용자의 ETH를 ETH-RUNE 풀에서 RUNE로 교환한 후, 해당 RUNE를 BTC-RUNE 풀에서 BTC로 교환한다.

따라서 THORChain은 여전히 유동성 풀에 의존하며, 이는 해커의 표적이 될 수 있으므로 진정한 의미의 원자적 스왑이라고 보기 어렵다.

사실 나는 THORSwap 팀에 연락하여 왜 원자적 스왑을 포기했는지 물었다. 운영 책임자 paperX의 답변은 다음과 같다:

유동성 제약 때문에 THORChain은 원자적 스왑을 포기할 수밖에 없었다. CEX를 대체할 수 있는 탈중앙화 크로스체인 거래 프로토콜을 제공하려면 경쟁력 있는 거래 가격을 제시해야 했기 때문이다.

THORChain은 2018~2019년경 이미 원자적 스왑을 기술적 선택지로 연구했지만, 결국 탈중앙화된 크로스체인 유동성 프로토콜 구축으로 전환했다. 이 프로토콜은 Tendermint 합의 엔진, Cosmos-SDK 상태 머신, GG20 임계값 서명 방식(TSS)을 사용한다. 자산을 앵커링하거나 ‘패키징’하지 않고, 체인상의 금고에서 직접 자금을 관리한다.

Komodo (AtomicDEX)

Komodo는 원자적 스왑 분야의 선구자 중 하나다.

그들의 탈중앙화 거래소 AtomicDEX는 원자적 스왑 기술을 사용하여 "안전하고 무신뢰적인 멀티체인 거래 환경"을 제공한다. Komodo는 자신 있게 주장한다. "우리는 자금을 동결하거나 거래를 중단할 수 없다."

유감스럽게도 이 플랫폼은 모바일과 PC 모두에서 사용하기 까다롭다. 현재 Metamask나 Keplr을 지원하지 않으며, 시드 구문이나 하드웨어 지갑을 통해서만 연결 가능하다.