비트코인 RGB 프로토콜, 스마트 계약의 궁극적 형태일까?
본 리서치 보고서는 Infinitas와 LK Venture가 공동으로 제작하였습니다.
저자: Echo | Infinitas; Leo | LK Venture
지도: 홍서녕
서론
대다수 사람들은 비트코인을 돈과 연결 짓지만, 비트코인에는 덜 알려진 또 다른 중요한 용도가 있으니 바로 스마트 계약이다. 스마트 계약은 비트코인의 기반이 되는 개념으로, 닉 샤보(Nick Szabo)가 1995년에 처음 제안하였다. 이는 계약 협상 또는 이행을 실행·검증하거나 계약의 이행을 자동화하는 컴퓨터 프로토콜이며, 본질적으로 코드보다는 계약 그 자체이다. 스마트 계약은 제3자가 없이도 신뢰할 수 있는 거래를 가능하게 하며, 중앙 기관의 도움 없이도 자동으로 실행되는 프로토콜을 제공함으로써 전통적인 계약보다 더 안전하고 편리한 계약 이행 방식을 제공한다.
비트코인의 RGB 프로토콜과 그것이 스마트 계약에서 수행할 수 있는 잠재적 역할을 논의하기에 앞서, '스마트 계약'이라는 개념 자체가 여전히 논란의 여지가 있다는 점을 언급할 필요가 있다. 이더리움 공동 창립자인 비탈릭 부테린(Vitalik Buterin)은 2018년 이더리움의 핵심 기능을 '스마트 계약'이라고 부르는 것에 대해 후회한다고 밝힌 바 있다. 그는 이러한 기술의 지속적인 실행 특성을 더 정확하게 반영하기 위해 '지속 스크립트(persistent script)'처럼 더 기술적이며 평범한 이름을 사용했어야 했다고 주장했다. 이는 블록체인 분야의 선구자들 사이에서도 스마트 계약을 어떻게 정의하고 이해할 것인지에 대한 다양한 시각이 존재함을 보여준다.
본문에서는 비트코인 스마트 계약의 세계를 조명하고, 그것들이 어떻게 네트워크 위에 구축된 광범위한 생태계로 진화해왔는지를 논의하고자 한다.
무엇이 스마트 계약의 발전을 제한하고 있는가?
블록체인의 삼중 곤란성(trilemma) 개념은 이더리움 창립자 비탈릭 부테린이 제안한 것으로, 블록체인에서 탈중앙화, 보안성, 확장성이 동시에 실현될 수 없다는 것을 의미한다. 스마트 계약 역시 마찬가지로 '탈중앙화', '확장성', '튜링 완전성(Turing completeness)'이라는 세 가지 목표를 동시에 달성할 수 없는 삼중 곤란에 직면해 있다. 비트코인과 이더리움은 많은 유사점을 가지고 있지만, 장기적인 비전과 제약 조건의 차이로 인해 두 개의 서로 다른 블록체인 네트워크로 발전하였다.
비트코인과 이더리움 비교도
이더리움은 오랫동안 확장성 측면에서 돌파구를 마련하지 못해왔다. 이더리움은 처리량이 낮고 속도가 느린데, 이는 확장성보다 탈중앙화와 보안성을 우선시하기 때문이다(확장성 삼중 곤란). 또한 이더리움이 튜링 완전성을 갖추고 있음에도 불구하고 확장성에 한계가 있기 때문에, 여전히 스마트 계약의 궁극적 형태라고 보기 어렵다.
비트코인은 어떻게 스마트 계약의 확장성 문제를 해결하는가?
비트코인 체인 상의 확장성 문제는 오랫동안 고민되어온 주제이다. 비트코인에서 스마트 계약을 구현하려면, 비트코인 메인체인 위에 직접 구현하거나, 비트코인의 레이어 솔루션 위에 구현해야 한다. 최근 등장한 RGB 프로토콜과 같은 비트코인 레이어 확장성 솔루션은 비트코인의 스마트 계약 기능이 빠르게 진화하도록 하며, 불가능 삼각형의 확장성 제약을 해결하고 있다.
블록체인 삼중 곤란성
메인체인 상의 비트코인 스마트 계약
비트코인의 스크립트 언어인 Script는 너무 단순하여 복잡한 스마트 계약을 기본 계층에 배포하기 어렵다. 비트코인은 탄생 초기부터 블록체인의 무결성과 지속성을 보장하기 위해 간단하고 수정이 적도록 설계되었다. 프로토콜 업그레이드는 정기적으로 이루어지지만, 블록체인을 근본적으로 변화시키는 것이 아니라 경계선에서 미세한 개선만을 제공한다.
하지만 비트코인의 저층 구조는 여전히 많은 기본적인 스마트 계약 기능을 포함하고 있다.
• 공개키 해시 지불(P2PKH)
Pay-to-Public-Key-Hash는 비트코인 거래에 일반적으로 사용되는 계약으로, 공개키로 서명을 생성하고 해당 개인키로 검증하는 계약을 만든다.
• 다중 서명(Multisig)
다중 서명은 여러 당사자의 승인이 있어야 거래가 완료되는 비트코인 주소로, 특정 수의 서명이 모일 때까지 자금을 해제하거나 특정 작업을 실행하지 않는 계약에 자주 사용된다.
• 해시 타임락 계약(HTLC)
해시 타임락 계약은 일정 시간 내에 조건이 충족되지 않으면 취소되는 조건부 비트코인 거래이다. 이 시간 제한은 하드코딩되며, BTC는 특정 시간과 날짜(또는 블록)에만 해제된다. 사전 설정된 마감일 이전에 계약 조건이 충족되지 않으면 거래는 무효화된다.
• 신중한 로그 계약(DLC)
DLC은 오라클을 활용해 신뢰 없이도 P2P 거래를 실행한다. 이러한 오라클은 현실 세계 사건의 결과를 평가하고 비트코인 스마트 계약에 체인 외 정보를 제공할 수 있다. 두 당사자가 미래 결과에 따라 통화 계약을 체결할 때 DLC이 가장 자주 사용된다.
• 탭루트 지불(P2TR)
Pay-to-Taproot은 비트코인을 보내기 위한 스크립트로, 머클 트리와 Schnorr 서명을 도입한다. 이러한 거래는 보안성 향상, 거래 수수료 감소, 더 큰 유연성을 제공하며, Taproot 업그레이드 이후 최근에 구현된 계약 형식이다.
분산 처리 기반 비트코인 스마트 계약의 장점
비트코인 레이어의 독특한 점은 메인체인을 수정하지 않고도 새로운 기능을 네트워크에 도입할 수 있다는 것이다. 비트코인 코드를 변경하지 않고도 혁신적이고 실험적인 개발을 도입할 수 있으므로, 비트코인의 핵심은 항상 간단하게 유지되며 상위 계층에서 구축되는 내용의 영향을 받지 않는다.
모든 비트코인 레이어 거래는 궁극적으로 비트코인 베이스 레이어에서 결제되며, 이는 모든 거래 기록이 비트코인 원장에 기록됨을 의미한다. 검증 수준은 블록체인을 다른 네트워크와 구별하는 요소이며, 비트코인 레이어 거래를 변경하려면 메인체인 거래 자체를 변경해야 한다.
분산 처리 기반 비트코인 스마트 계약은 다음과 같은 핵심 장점을 가진다.
• 더 강력한 프로그래밍 가능성: 레이어 기반 스마트 계약은 자체 글로벌 상태에 접근함으로써 비트코인 스크립트 언어의 한계를 극복하며, 각 레이어는 비트코인 위에서 구축 가능한 가능성을 넓힐 수 있다.
• 더 높은 확장성: 확장성 솔루션에 스마트 계약을 배포하면 거래 처리 속도를 크게 높일 수 있다. 현재 베이스 레이어는 초당 약 5~7건의 거래만 처리할 수 있다. 반면 레이어 솔루션은 거래를 묶은 후 메인체인에 최종 결제를 전송할 수 있으므로, 비트코인의 처리량과 수백만 건의 일상 거래를 처리할 수 있는 확장 가능한 네트워크로서의 실현 가능성을 크게 향상시킨다.
• 효율성 향상: 개선된 확장성은 더 빠른 거래 처리와 더 낮은 비용을 동반한다. 짧은 블록 생성 시간은 확인 속도를 높이며, 메인체인 대비 레이어 거래의 수수료는 현저히 낮아진다. 또한 레이어 거래는 베이스 레이어의 혼잡을 줄이고 전체 네트워크 성능을 향상시킨다.
반면 비트코인 생태계는 격리 위트니스(SegWit) 완료 후에는 주로 라이트닝 네트워크, 사이드체인 등 Layer2 방향으로 집중적으로 발전하고 있다. 비트코인 Layer1 확장 방안은 복잡도가 높으며, 커뮤니티에서는 비트코인 시스템을 호환하면서도 영향을 주지 않으면서 체인 상 혼잡 문제를 해결할 수 있는 Layer1 기반의 새로운 Layer2 구축 방식이 더 선호되고 있다. 따라서 비트코인 스마트 계약에 대한 상상력은 '튜링 완전성'에 초점을 맞추게 되었다.
왜 RGB 프로토콜이 스마트 계약의 궁극적 형태일 수 있는가?
비트코인의 레이어 솔루션 형태 중 하나인 RGB 프로토콜은 스마트 계약 분야에서 대규모 응용 가능성을 보여주며 주목받고 있다. 비트코인 레이어 솔루션 중에서 RGB 프로토콜과 BitVM만이 '확장성', '튜링 완전성', '탈중앙화'라는 세 가지 요소를 동시에 균형 있게 실현할 수 있다.
RGB는 비트코인 프로토콜 기반의 오픈소스 프로토콜로, 라이트닝 네트워크(LN)를 활용해 스마트 계약을 실행한다. RGB는 비트코인 블록체인의 작업 증명(PoW) 합의 계층 위에 구축된 프로토콜이며, 라이트닝 네트워크를 이용하지만 프로토콜 수정 없이도 작동한다. RGB를 통해 프로그래밍 가능한 자산 및 개인 자산을 발행하고 관리할 수 있으며, 양방향(LN 채널 등)에서 개인 스마트 계약을 실행함으로써 확장성 문제를 해결한다. RGB는 컬러드 코인(color coins)을 개선하고 비트코인 블록체인 상의 디지털 자산을 토큰화하기 위해 개발되었다.
클라이언트 검증
RGB의 핵심 기능 중 하나는 피터 토드(Peter Todd)가 제안한 '클라이언트 검증(client-side validation)'이다. 클라이언트 검증은 RGB 모드를 통해 지원되며, 이는 사용자가 참여자 간에 스마트 계약 프로토콜을 생성하는 방식이다. 이 검증 방법은 비트코인 블록체인의 합의 메커니즘을 갖춘 강력한 보안성을 활용하면서도, RGB의 스마트 계약 코드와 데이터를 블록체인 외부로 이동시킨다. 비트코인이 스마트 계약 실행 환경을 지원하는 능력이 제한적이기 때문에, RGB는 실행과 검증을 체인 외부로 가져오며, RGB 거래는 비트코인 또는 라이트닝 거래에 포함되지 않는다. 이를 통해 참여자는 비트코인 합의 계층의 보안성을 누릴 수 있으며, 동시에 유연성과 확장성을 향상시킨다.
거래 데이터를 체인 외부에 저장하는 것 외에도, RGB 거래는 일회용 씰(one-time seal)을 사용해 UTXO 집합에 할당되며, 비트코인 거래 출력을 닫는 추가 보안 조치를 제공한다. 이 씰은 서로 다른 두 당사자가 동일한 데이터의 다른 버전을 제출하는 것을 방지하며, 적격 당사자가 스마트 계약의 상태 기록을 검증할 수 있도록 한다.
RGB 스마트 계약, 아키텍처 및 검증
RGB 스마트 계약은 상태, 소유자 및 상태를 업데이트하기 위해 참여자가 수행할 수 있는 작업으로 구성된다. RGB의 스키마(Schema)는 창세기 레벨에서 각 상태의 검증 규칙을 정의하며, 연속적인 모든 상태 소유자가 동일한 스키마를 사용해 기록을 검증하도록 보장한다. 따라서 이 스키마는 사회적 합의, 검증 및 스마트 계약 상태를 보장한다.
핵심 검증 로직은 튜링 머신과 동등한 결정론적 스마트 계약 언어인 Rust를 사용한다. 모든 계약별 검증 로직은 Alluvium 가상머신(AluVM, Algorithm & Logical Unit Virtual Machine)에서 실행되며, 이는 고도로 결정적이며 예외 없는 VM으로 플랫폼 독립적인 명령어 세트를 제공한다.
튜링 완전성을 실현할 수 있는 기타 비트코인 스마트 계약:
• BitVM: 2023년 10월 백서 발표된 BitVM은 롤업과 유사한 아이디어를 채택하여 복잡한 프로그램을 체인 외부에서 실행하고, 핵심 증거만을 체인 상에 올리는 방식이다. 비트코인에 튜링 완전한 스마트 계약을 제공한다는 점에서 유사하지만, BitVM은 계산 능력에 매우 높은 요구를 하며 실제로 실행 가능하다는 보장은 아직 없다. 확장성과 상업적 적용 가능성은 좀 더 깊이 연구될 필요가 있다.
스마트 계약의 "불가능 삼각형"을 극복하는 RGB와 BitVM
결론
비트코인은 탈중앙화된 '디지털 골드'일 뿐만 아니라 스마트 계약을 실행하는 플랫폼이기도 하다. 현재 대부분의 비트코인이 유휴 상태에 있다. 전체 비트코인 공급량의 약 76%는 여전히 유동성이 없으며 거래 기록이 없다. 스마트 계약을 통한 확장을 통해 비트코인의 생산성을 새로운 수준으로 끌어올릴 수 있다. RGB 프로토콜과 같이 튜링 완전성을 갖춘 스마트 계약 기능을 통합한 비트코인 생태계 프로토콜을 통해 개발자들은 네트워크에 더 많은 스마트 계약을 프로그래밍할 수 있으며, 이는 비트코인의 가치 저장 및 금융 서비스 계층으로서의 대중적 채택을 가속화할 수 있다.
고도로 탈중앙화되고 안전하며 지속적인 블록체인인 비트코인은 미래에 더 많은 체인 상 경제 활동의 기반이 될 수 있다. 앞으로 비트코인이 곧 스마트 계약, 탈중앙화 애플리케이션, Web3 인프라의 미래를 선도하는 최정상의 생태계가 될 가능성이 크다. 계속 변화하는 이 분야에서 비트코인의 역할과 능력은 우리가 현재 생각하는 것 이상으로 확장될 것이며, '스마트 계약'이라는 용어의 의미에 대한 우리의 이해 역시 끊임없이 진화하고 심화될 것이다.
TechFlow 공식 커뮤니티에 오신 것을 환영합니다
Telegram 구독 그룹:https://t.me/TechFlowDaily
트위터 공식 계정:https://x.com/TechFlowPost
트위터 영어 계정:https://x.com/BlockFlow_News
LK Venture
