Babylon 프로토콜과 EigenLayer의 비교
글: Shawn, E2M Research
EigenLayer을 중심으로 한 Restaking 분야는 큰 관심을 받으며 현재 이더리움에서 가장 인기 있는 방향 중 하나가 되었습니다. E2M Research도 EigenLayer에 대해 많은 논의를 진행했습니다. EigenLayer는 ETH의 보안성을 블록체인 네트워크 상의 다른 애플리케이션으로 확장함과 동시에 참여하는 ETH 또는 LST 보유자들에게 추가 수익을 제공합니다.
마찬가지로, Babylon은 비트코인 사용자가 BTC를 스테이킹하여 PoS 네트워크의 보안성을 강화하고 보안성을 높이며 수익을 얻으면서도 비트코인의 자체 관리를 유지할 수 있게 합니다. 비트코인 메인넷은 완전한 스마트 계약을 지원하지 못하기 때문에 Babylon의 아키텍처 설계 및 적용 시나리오 등은 EigenLayer와 많은 차이점이 있습니다. 폴리곤(Polygon)의 전 공동창립자이자 Avail 창립자인 아누라그 아르준(Anurag Arjun)은 소셜 미디어를 통해 Eigenlayer 같은 프로젝트들과 비교했을 때 Babylon이 심각하게 저평가되고 있다고 언급하며, 언젠가 갑자기 성장 모멘텀을 얻게 될 것이며, 이는 BTC 생태계의 중요한 해제(언락)가 될 것이라고 말했습니다.
본문에서는 두 프로젝트를 다양한 측면에서 비교함으로써 그들의 유사점과 차이점을 더 깊이 이해하고자 합니다.
Babylon 개요
Babylon은 비트코인 보안 공유 프로토콜입니다. 현재 다음 두 가지 프로토콜로 구성됩니다:
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비트코인 타임스탬프: 이 프로토콜은 어떤 데이터(예: PoS 블록체인)의 간결하고 검증 가능한 타임스탬프를 비트코인 네트워크에 전송합니다.
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비트코인 스테이킹: 이 프로토콜은 비트코인 자산이 신뢰 없이(또는 자기 관리 형태로) 어떤 탈중앙화 시스템에 경제적 보안을 제공하기 위해 스테이킹될 수 있도록 허용합니다.
비트코인 타임스탬프 프로토콜
먼저 비트코인 타임스탬프 프로토콜의 구조도입니다:
Babylon의 아키텍처는 위 다이어그램과 같습니다. 세 부분으로 구성되며, 두 단계의 체크포인트 기능을 갖추고 있습니다:
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타임스탬프 서비스 계층으로서의 비트코인;
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중간 계층 역할을 하는 Cosmos SDK 기반의 체인인 Babylon 체인;
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보안 소비자로서의 PoS 블록체인 (예: 기타 Cosmos 존).
중요한 설계 고려사항은 비트코인이 처리할 수 있는 데이터 용량이 매우 제한적이라는 점입니다. 이러한 조건 하에서 Babylon 체인은 여러 기능을 수행합니다:
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다수의 PoS 소비 체인들의 체크포인트 스트림을 집계하여, 오직 하나의 체크포인트 스트림만 비트코인 네트워크에 삽입함으로써 모든 소비 PoS 체인의 이벤트들에 동시에 타임스탬프를 부여할 수 있습니다.
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비트코인 네트워크 내 체크포인트는 서명 집계 등의 암호학 기술을 이용해 더욱 작게 만들 수 있습니다.
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IBC 프로토콜을 통해 소비 PoS 체인으로부터 체크포인트를 수신합니다.
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공격자가 사용 불가능한 데이터에 타임스탬프를 붙이는 것을 막기 위해, PoS 소비 체인의 체크포인트 데이터 가용성을 확인합니다.
이러한 구조는 장거리 공격(long-range attack) 방어 등 PoS 체인의 보안성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
PoS 체인을 장거리 공격으로부터 보호하기 위해, PoS 체인의 블록 체크포인트를 BTC에 전송하고, 더 이른 BTC 타임스탬프를 가진 포크를 합법적인 포크로 선택할 수 있습니다. 이렇게 되면 다음과 같은 두 가지 경우만 존재합니다:
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공격 포크는 BTC 메인넷에서 늦은 타임스탬프를 가지므로, 누구도 해당 포크를 선택하지 않거나,
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선택되기 위해서는 공격자는 긴 BTC 포크를 생성해야 하는데, 여기서 공격 대상 PoS 포크가 더 이른 타임스탬프를 가져야 하며, 이는 경제적으로 불가능합니다.
따라서 장거리 공격은 BTC 타임스탬프를 통해 무력화될 수 있습니다.
장거리 공격 해결 외에도, PoS 블록의 불가역적인 BTC 타임스탬프는 PoS 체인에 다음과 같은 추가적인 보안 이점을 제공합니다:
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약한 주관성 제거: 비트코인 타임스탬프는 객관적이므로, PoS 체인의 사회적 합의와 약한 주관성 의존도를 제거할 수 있습니다.
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짧은 언스테이킹 기간: 사회적 합의를 대체함으로써 BTC 타임스탬프는 PoS 체인의 스테이킹 언스테이킹 시간을 몇 주에서 하루로 단축시킬 수 있습니다.
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신규 체인 부팅: 가치 평가가 낮은 신규 PoS 체인은 포크 공격에 더 취약합니다. BTC 타임스탬프는 체인 자체의 성장을 보호하는 데 도움이 됩니다.
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상태 동기화 및 스냅샷 검증: BTC가 제공하는 PoS 체인의 객관적 사실은 사용자가 P2P 네트워크에서 다운로드한 체인 상태 또는 스냅샷을 검증할 수 있게 합니다.
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중요 거래 보호: BTC 타임스탬프는 중요한 PoS 거래를 추가로 확정할 수 있지만, 그 대가로 더 긴 확인 지연이 발생합니다.
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검열 저항성: 검열된 거래를 BTC에 게시함으로써 PoS 체인 내의 거래 검열에 대응할 수 있습니다.
비트코인 스테이킹 프로토콜
Babylon의 비트코인 스테이킹 프로토콜은 비트코인 보유자가 제3자를 신뢰하지 않고도 비트코인을 스테이킹할 수 있게 합니다. 이 스테이킹은 PoS 체인으로의 교차 체인 브릿지를 통한 비트코인 이동 없이도, PoS 체인에 대해 완전히 슬래싱(slashing) 가능한 스테이킹 보안을 제공합니다.
아래는 비트코인 스테이킹의 예시입니다:
앨리스(Alice)는 1개의 비트코인이 있으며 이를 PoS 체인에 스테이킹하고자 합니다. 먼저, 그녀는 지분 스테이킹 거래를 비트코인 체인에 전송하여 스테이킹 계약에 진입합니다. 이 거래는 자신의 비트코인을 자기 관리형 금고에 잠그는 비트코인 거래입니다. 잠긴 비트코인은 앨리스의 개인키를 통해서만 다음 두 가지 방법 중 하나로 해제될 수 있습니다:
(1) 앨리스가 '언바인딩 거래(unbonding transaction)'를 시작하면, 비트코인은 3일 후 해제되어 앨리스에게 반환됩니다.
(2) 앨리스가 '슬래싱 거래(slashing transaction)'를 시작하면, 비트코인은 소각 주소로 전송됩니다.
이 스테이킹 거래가 비트코인 체인에 포함되면, 앨리스는 자신의 키로 PoS 체인의 블록을 서명하여 검증을 시작할 수 있습니다.
검증 책임 기간 동안에는 두 가지 가능성이 있습니다.
첫 번째는 '해피 패스(happy path)' (위 그림 (a))로, 앨리스가 정직하게 프로토콜을 따르는 경우입니다. 스테이킹을 해제하고자 할 때, 앨리스는 비트코인 체인에 언바인딩 거래를 전송하여 언바인딩 요청을 시작합니다(위 그림 (b)). 언바인딩 거래가 비트코인 체인에 포함되면, 앨리스의 PoS 체인 검증 의무는 종료되며, 3일 후 앨리스는 인출하여 비트코인을 회수할 수 있습니다. 또한 이 PoS 체인은 앨리스에게 보상을 지급합니다.
두 번째는 '언행미패스(unhappy path)' (위 그림 (b))로, 앨리스가 악의를 갖고 PoS 체인에서 이중 지불 공격에 참여하는 경우입니다. 이 경우, 스테이킹 프로토콜은 앨리스의 개인키가 노출되도록 보장합니다. 따라서 누구든지 앨리스의 신원으로 슬래싱 거래를 비트코인 체인에 보내 앨리스의 비트코인을 소각시킬 수 있습니다. 이 '불행한 경로'의 존재는 공격자가 반드시 처벌됨을 보장하며, 이러한 억제 효과 덕분에 모두가 '해피 패스'를 따르게 되어 정상 운영이 유지됩니다.
악의 행위에 대한 슬래싱 처리에서, Babylon은 추출 가능한 일회용 서명(EOTS, Extractable One-Time Signatures)을 활용합니다. 핵심 아이디어는 사용자가 메시지에 대해 일회성으로 서명할 수 있다는 것입니다. EOTS는 일반 서명 방식과 달리 추가적인 라벨 매개변수를 필요로 하며(블록 검증 시 라벨은 블록 높이), 동일한 라벨과 동일한 메시지에 대해 두 번 서명하려 할 경우(같은 높이에서 두 개의 블록에 서명), 사용자의 개인키가 두 서명으로부터 추출될 수 있습니다.
비교
우선 Babylon 프로토콜과 EigenLayer는 구조 면에서 크게 다릅니다:
Babylon:
EigenLayer:
Babylon은 비트코인 타임스탬프 프로토콜과 스테이킹 프로토콜로 구성되며, 비트코인이 튜링 완전성이 없기 때문에 많은 처리 작업을 별도의 체인에서 수행해야 합니다. 따라서 Babylon 프로토콜은 자체 체인을 가지며, Cosmos SDK로 구축되었고, 자체 검증 노드를 보유합니다. 또한 독립적인 EOTS Manager와 Finality Provider 등을 포함합니다.
반면 EigenLayer는 본질적으로 일련의 스마트 계약으로 구성되며, 사용자의 스테이킹을 수락하고 AVS 계약 등을 관리할 수 있고, 하부에서 이더리움 네트워크가 실행과 보안을 담당합니다.
둘째, 두 시스템의 슬래싱 구현 방식이 다릅니다.
이더리움은 스마트 계약 기능을 지원하므로, EigenLayer의 슬래싱 로직은 계약 내에 직접 작성되며, 다양한 AVS에 대해 비교적 복잡한 슬래싱 조건을 구현할 수 있습니다. 또한 사전 정의된 슬래싱 조건으로 해결되지 않는 상황이 발생할 경우, 오프체인 거부 위원회가 투표를 통해 결정합니다.
반면 비트코인 메인넷의 기능 제약으로 인해, Babylon은 슬래싱 로직을 EOTS를 통해 구현합니다. 이 방식은 제약이 많으며, 동일한 높이의 블록에 대한 반복 서명과 같은 간단한 악의 행위에 대해서만 슬래싱을 수행할 수 있습니다.
슬래싱 구현 방식의 차이로 인해, 두 시스템의 서비스 대상도 달라집니다.
EigenLayer는 복잡한 슬래싱 로직을 구현할 수 있으므로 광범위한 AVS에 보안 서비스를 제공할 수 있습니다. EigenLayer의 장점은 이더리움과의 일관성에 있습니다. 이더리움은 암호화폐 분야에서 가장 큰 생태계를 보유하고 있어, 더 많은 사용자와 더 큰 수요를 의미합니다. EigenLayer의 솔루션은 안전하고 탈중앙화된 브릿지, 데이터 가용성 솔루션, Layer 2의 탈중앙화 시퀀서 계층 등 이더리움의 한계를 해결할 가능성을 지닙니다. 이더리움 생태계 내에서는 ETH를 스테이킹 자산으로 사용하는 것이 '정치적으로 올바른' 것으로 여겨지므로, EigenLayer 주변에 구축되는 애플리케이션은 대부분 이더리움 생태계를 위한 것이 될 것입니다.
반면 Babylon은 주로 PoS 체인, 특히 Cosmos 생태계의 체인들을 위한 서비스를 제공합니다. 비트코인 타임스탬프 서비스는 IBC 프로토콜을 통해 Babylon 체인과 Cosmos 체인 사이에 메시지를 전달해야 하므로, 제약이 큽니다. 또한 이러한 PoS 체인들은 각각 별도의 검증 노드 세트를 필요로 합니다. 하지만 Cosmos 생태계는 이미 상당한 규모로 발전했으며 Celestia, Osmosis, Axelar, dYdX 등 우수한 PoS 체인이 다수 존재합니다. 이러한 프로토콜들은 쉽게 Babylon 체인에 연결되어 비트코인의 보안성을 활용할 수 있습니다. 반면 EigenLayer는 많은 프로젝트가 AVS에 맞춰 새로 개발해야 하므로 초기 단계에서 다소 뒤처질 수 있습니다. 또한 Cosmos SDK를 사용한 앱 체인 구축 방식은 이미 널리 검증되었으며 개발자 친화적이므로, Babylon 역시 이 점에서 우위를 가지며, 즉 Cosmos 생태계에 비트코인 보안성을 제공하는 방향을 선택했다는 점에서 강점이 있습니다.
이는 이더리움과 Cosmos 생태계의 발전 방향과도 관련이 있습니다. 이더리움 생태계는 먼저 거대한 보안 코어(이더리움 메인넷)를 구축하고, 그 위에 많은 레이어2가 형성되었지만, 레이어2 간의 상호 운용성은 아직 해결되지 않았습니다. 반면 Cosmos 생태계는 서로 다른 존(zone) 간의 연결성을 우선 해결했으나, 강력한 보안 코어가 부족합니다. Cosmos Hub의 시가총액이 너무 낮아 이를 감당하기 어렵기 때문에, 자연스럽게 외부의 보안 코어를 찾게 되었고, Babylon은 바로 이 수요를 겨냥하여 비트코인의 보안성을 도입하고 있습니다. 한편 EigenLayer는 협업을 통해 이더리움의 보안성을 Cosmos 생태계로 가져오려 하고 있습니다. 기반 아키텍처 측면에서 보면, Babylon의 방식이 Cosmos 생태계에 더 적합할 수 있습니다.
결론
Babylon 프로토콜과 EigenLayer는 각자의 방식으로 비트코인과 이더리움 네트워크의 보안성을 더 많은 애플리케이션에 해제하려 하고 있습니다. 그러나 비트코인이 튜링 완전성이 아니라는 특성으로 인해, 그 생태계 발전은 이더리움에 크게 뒤처져 있으며, 현재 비트코인의 자산 발행 및 레이어2 네트워크도 이더리움과 다른 경로를 걷고 있습니다. 이로 인해 Babylon과 EigenLayer는 기술 아키텍처, 슬래싱 방식, 서비스 대상 등에서 차이를 보이고 있습니다. 현재까지는 두 프로젝트 모두 각자의 영역에서 발전하며 각자 강점을 지니고 있지만, 모듈형 블록체인의 발전과 함께 서로 다른 생태계 간의 연계와 융합이 이루어짐에 따라 미래에는 경쟁 관계로 발전할 가능성이 있으며, 어느 한쪽이 독점하는 상황은 오지 않을 것입니다.
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