BOB: BTC와 ETH의 강력한 협업을 통한 하이브리드 L2
글: IOSG Ventures
요약
BOB는 하이브리드 L2(Hybrid L2)라 불리는 새로운 유형의 L2이다. BOB는 가장 안전한 L1인 BTC L1에 의해 보호되며, 이 보안성을 기반으로 BTC, ETH 및 기타 L1 블록체인을 연결하는 비신뢰형 교량(trust-minimized bridge)을 구축한다. 따라서 하이브리드 L2는 제3자 브릿지 솔루션에 의존하지 않고 상호운용성을 실현하며, 분산된 다중 체인상의 BTC 유동성 문제도 해결한다.
1. 서론
BTC는 탈중앙화되고 투명하며 검열 저항성이 있는 결제 시스템으로 개발되었다. 10년이 지난 지금, 스마트 계약 체인은 DeFi 애플리케이션과 NFT, 토큰화된 소셜미디어 및 게임, DAO와 같은 신뢰 없는 거버넌스 구조와 같은 혁신적인 제품들을 만들어냈다. 이러한 현황 속에서 BTC L1은 여전히 글로벌 암호화폐 채택의 핵심이지만, 혁신과 개발자 활동 측면에서는 낙후되어 있다.
BTC L1은 느린 발전 속도와 유연성 부족에도 불구하고, 시가총액, 거래량, 활성 사용자 수 면에서 다른 모든 암호화폐를 합친 것보다 크다. 2024년 10월 기준, BTC는 전 세계적으로 3억 명의 사용자와 1조 달러의 시가총액을 보유하고 있으며, 비교할 수 없는 브랜드 인지도와 지배력을 가지고 있다. 그러나 BTC L1의 DeFi 활동 규모는 모든 암호화폐 중에서 가장 낮다. 이더리움의 DeFi TVL(총 예치 가치) 대 시가총액 비율은 30%인 반면, BTC는 0.1%에 불과해 무려 300배 차이가 난다.
지난 몇 년간 많은 사람들이 프로토콜 변경이나 포크를 통해 BTC L1에 스마트 계약과 DeFi를 도입하려는 시도를 해왔으나 모두 실패했다. BTC L1 커뮤니티는 기능을 크게 변화시키거나 복잡성을 추가할 수 있는 프로토콜 업그레이드를 반대한다. 따라서 앞으로 오랫동안 BTC L1은 이더리움처럼 원시적인 프로그래밍 가능성을 갖추지 못할 것이며, 궁극적으로 BTC L2가 BTC 생태계 내 DeFi의 최적의 해결책이 될 것이다.
1.1 하이브리드 L2(Hybrid L2)
하이브리드 L2는 BTC L1에서 DeFi 확장을 위한 주요 과제를 해결하기 위한 BTC L2 솔루션이다. 이 유형의 L2는 일반적으로 다음 세 가지 핵심 속성을 가진다:
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BTC L1 보안성: BitVM2를 활용하여 BTC L1에서 OP 검증과 오류 증명(fault proof)을 수행함.
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비신뢰형 BTC 브릿지: 개선된 BitVM 브릿지 설계를 사용하며, BTC L1이 안전하고 네트워크에 적어도 하나의 정직한 노드만 존재한다면 사용자는 BTC 입출금이 가능하다. 이 새로운 보안 모델은 "존재하면 신뢰 가능(1-of-n)"이라 불리며, 최소한의 가정에 의존하기 때문에 기존의 다중 서명 브릿지보다 훨씬 우수한 보안성을 제공한다.
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비신뢰형 이더리움 브릿지: BOB는 BTC L1의 보안성을 활용하고, L1/L2 이더리움 OP 롤업의 브릿지 설계를 결합하여 L2 출금 절차를 L1 스마트 계약의 일부로 코딩함으로써 L2 출금의 정확성을 보장한다. 이 설계는 대부분의 스마트 계약을 지원하는 L1 체인으로 확장 가능하다.
최초의 하이브리드 L2로서 BOB는 실용적인 비신뢰형 크로스체인 상호운용성 솔루션을 제공한다. 우선, 가장 안전한 탈중앙화 네트워크인 BTC L1이 L2와 모든 크로스체인 브릿지를 동시에 보호할 수 있다. 그 위에 BOB는 크로스체인 BTC 유동성 분산 문제까지 해결한다. 사용자는 BOB 네트워크를 통해 원생 BTC 유동성과 BTC L1 보안 기반의 인출 메커니즘을 활용하여 다양한 체인에 자산을 입금할 수 있다. 궁극적으로 BOB는 BTC L1에 수수료를 지불함으로써 BTC L1의 보안성과 지속 가능성을 유지한다.
2. BTC L2의 현재 상태: 기회와 도전
BTC L2는 BTC L1에 혁신을 가져오면서도 핵심 원칙은 그대로 유지할 잠재력을 지닌다. 이를 통해 거래, 대출, 스테이킹 등을 중심화된 거래소에 의존하지 않고도 가능하게 하여 DeFi 사용 사례를 열 수 있다. 이는 수조 달러 규모의 BTC 시장을 해방하는 거대한 기회이다. 현재 수십 개의 체인이 자신을 'BTC L2'라고 주장하고 있다.
그러나 BTC L2를 구축하는 것은 어려운 작업이며, 지금까지의 시도들은 이더리움의 성공을 따라잡지 못했다. 우리는 BTC L2의 성공적인 출시를 위해 다음과 같은 세 가지 주요 과제가 있다고 판단한다:
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BTC 보안성과 비신뢰형 BTC 브릿지: 이 특성이 BTC L2를 다른 모든 체인과 차별화한다. BTC L1의 보안성 덕분에 사용자는 제3자에 의존하지 않고도 BTC 입출금이 가능하다. 지금까지 거의 모든 BTC 브릿지는 다중 서명(multisig)에 의존해 왔다. BOB는 BitVM2를 통해 이 목표를 처음으로 실현한 팀이다.
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경쟁력 있는 생태계 구축: L2는 dApp 생태계가 성공해야 비로소 성공할 수 있다. 성공적인 제품을 만들기 위한 핵심은 지갑, 기관용 커스터디, 오라클 등 최고의 개발 도구와 DeFi 인프라를 제공하는 것이다. 즉, 밀리세컨드 단위의 트랜잭션 속도와 가스비 추상화와 같은 최신 기술에 뒤처지지 않아야 한다. 경쟁력 있는 개발 환경을 제공하지 못하면 BTC L1 앱은 이더리움 및 기타 네트워크 경쟁자들과 경쟁하기 어렵다.
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블루칩 유동성 도입 (냉각 시작 문제): DeFi 생태계에서는 스테이블코인, 법정화폐 입출금 채널, 그리고 다른 네트워크와의 연결 다리가 필수적이다. 개발자들에게 있어 네트워크 효과는 신제품 성패를 좌우하는 요소이므로, 고립된 체인에서 개발하는 것은 큰 도전이다.
3. BOB의 배경: 브릿지, 라이트 클라이언트, BitVM
BOB의 혁신성은 세 가지 핵심 기술 개념—크로스체인 브릿지, 라이트 클라이언트, BitVM—에 뿌리를 두고 있다. 이 기술들은 BOB의 가치 제안을 구성하므로, 각각을 심층적으로 살펴볼 필요가 있다.
3.1 라이트 클라이언트(Light Client)
BTC L1의 '간소화 결제 검증(SPV)' 라이트 클라이언트 프로토콜은 전체 블록체인 데이터를 다운로드하지 않고도 결제를 검증할 수 있게 해준다. 이 방식은 라이트 클라이언트가 블록 헤더를 통해 합의의 최종성을 확인하고, 특정 거래만 선택적으로 검증할 수 있도록 한다.
BTC L1의 라이트 클라이언트는 검증 가능한 보안성을 가지며, 스마트 계약 기능을 갖춘 다른 블록체인에서도 검증될 수 있다. 예를 들어 Threshold는 이미 수년간 이더리움 상에서 그러한 라이트 클라이언트를 운영하고 있다. 반면 이더리움은 백만 개 이상의 검증자의 공개키를 저장하고 관리해야 하므로 시스템 복잡성이 높아져 안전한 라이트 클라이언트를 구현하기 어렵다.
3.2 크로스체인 브릿지(Cross-chain Bridge)
다른 블록체인 간 자산을 '브릿지' 또는 '포장(wrap)'하는 두 가지 속성을 입증할 수 있다:
a) 두 체인이 동시에 올바르게 작동하도록 함;
b) 신뢰할 수 있는 제3자가 없으면 실현하기 어렵다.
실제로는 네트워크 참여자 누구나 검증 책임을 질 수 있도록 허용함으로써 제3자에 대한 의존도를 줄일 수 있다.所谓 '라이트 클라이언트 브릿지'를 통해 체인 A와 체인 B는 서로의 스마트 계약을 통해 합의 프로토콜을 검증할 수 있다. 자산 a를 체인 A의 브릿지에 입금하면, 체인 B의 스마트 계약은 해당 거래가 체인 A에서 합의되었는지 확인한 후에야 포장된 토큰 b(a)를 발행한다. 반대로 체인 B에서 b(a)를 소각할 때도, 체인 A에서 해당 거래가 합의되었음을 먼저 검증해야 한다. 라이트 클라이언트의 복잡성 때문에 실제로 성공한 사례는 극히 드물다.
3.3 BitVM
BitVM은 BTC L1에서 OP 방식으로 중재 절차를 실행하는 메커니즘이다. 실행은 오프체인에서 이루어지고, 문제가 발생하면 온체인 분쟁 해결을 통해 처리된다. 주요 용도는 BTC L1 위의 OP 롤업(Arbitrum과 유사)과 비신뢰형 브릿지 구축이다. 두 경우 모두 BitVM을 통해 사용자는 네트워크에 정직한 노드가 하나만 존재해도 L2에서 BTC 입출금이 가능하며, 예금이 도난당할 위험이 없다.
현재 가장 많이 사용되는 버전은 BitVM2이며, 그 설계 요약은 다음과 같다:
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프로그램을 SNARK 검증기로 압축하고, BTC L1 스크립트에 구현함.
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검증기를 4MB 미만의 하위 프로그램 블록으로 분할하여 BTC L1 트랜잭션에서 실행 가능하게 함.
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BitVM2 운영자는 설정 단계에서 Taproot 트리에 프로그램을 커밋하고 사전 서명된 트랜잭션을 준비함.
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사용자가 자금을 BitVM2(예: 브릿지 예금)에 입금함.
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BitVM2에서 자금을 인출하려 할 때, 누구든지 운영자를 도전할 수 있음.
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도전이 발생하면 운영자는 모든 중간 하위 프로그램 결과와 최종 계산 결과를 공개해야 함.
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운영자가 부정행위를 했을 경우, 공개된 일부 하위 프로그램 결과가 잘못되며, 누구나 특정 하위 프로그램을 실행해 부정행위를 입증할 수 있음.
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부정행위한 운영자는 제외되며, 더 이상 예금에 접근할 수 없음.
출처: bitvm.org
저희의 최신 논문에서는 BitVM2에 대해 더욱 상세히 설명하고 있다.
4. BOB 하이브리드 L2
BOB의 하이브리드 L2는 탈중앙화 네트워크로서 BTC L1의 신뢰 개념과 합의 검증의 간결성에 기반한 혁신적 설계이다.
4.1 BTC L1 보안성
BOB 하이브리드 L2는 결제 및 보안을 위해 BTC L1을 활용한다. 현재 BTC L2의 이상적인 설계로 여겨지는 것은 zk-rollup 기반이다. 모든 상태 변경은 오프체인에서 계산되고, 이후 zk proof를 통해 온체인에서 검증 및 기록된다. 그러나 현재까지 BTC L1은 합의 위조를 방지하기 위해 zk prover를 BTC L1 스크립트에 구현하려면 추가적인 오퍼코드가 필요하므로, 아직 zk-rollup을 지원하지 않는다. 따라서 BOB는 BitVM2의 OP 검증을 통해 보안을 실현한다. 이 방법은 매 상태 전환마다 유효성 증명을 생성하고 상태 차이와 함께 BTC L1에 게시한다. BitVM2와 연동되면, 네트워크 참여자는 누구나 오류 증명 메커니즘을 통해 7일 이내에 실패한 동작을 무효화하고 보안을 유지할 수 있다.
이는 BitVM2를 통해 네트워크의 어떤 노드라도 오류 증명 메커니즘에 참여할 수 있음을 의미하며, 오류가 발견되면 도전을 제기할 수 있다. 이 설계로 인해 보안성은 거의 BTC L1 자체와 동등하다. 네트워크에 정직한 노드가 하나만 온라인 상태로 존재하면 오류 증명을 트리거할 수 있기 때문이다.
4.2 신뢰 최소화된 BTC L1 브릿지
BitVM2의 오류 증명은 또한 BOB가 신뢰 최소화된 BTC L1 브릿지를 구축할 수 있게 한다. 구체적으로 말하면, 이는 라이트 클라이언트 브릿지로, BTC L1이 BitVM2 내에서 실행되는 라이트 클라이언트를 통해 BOB를 지원한다. 이 브릿지를 통해 사용자는 안전하게 BTC를 BOB 네트워크에 입금하고 필요 시 BTC L1 네트워크로 다시 인출할 수 있다. 이 새로운 설계는 '존재적 정직성(existential honesty)' 보안 모델에 의존하며, 정상 작동을 보장하기 위해 단지 1-of-n 정직성 가정만 필요로 하므로 기존의 다중 서명 브릿지보다 훨씬 엄격한 보안성을 제공한다.
기존 BTC 브릿지 대부분은 다중 서명 방식에 의존하며, 다수의 서명자가 정직해야 한다고 요구한다. 그러나 BitVM2 설계에서는 모든 브릿지 운영자가 부정직하더라도 네트워크에 단 하나의 온라인 참여자만 존재하면 자금이 도난당할 수 없다. 이 설계는 다중 서명 방식의 보안 취약점을 해결하며, 역사상 가장 안전한 BTC 브릿지 방안을 구성한다.
4.3 신뢰 최소화된 이더리움 브릿지
BOB의 하이브리드 설계는 Optimism과 유사한 방식으로 ETH 및 ERC20 자산의 안전한 입출금도 지원한다. 사용자가 L2에서 자산을 이더리움으로 인출하려면 7일간의 도전 기간을 기다려야 하며, 이 기간 동안 오류 증명이 제기되지 않는지 확인해야 한다. 이 메커니즘은 이더리움과 BTC L1 네트워크 간 자산 브릿지의 보안을 강화하여 크로스체인 브릿지 고유의 리스크를 해결한다.
BOB의 하이브리드 L2 설계에서, ETH 브릿지 스마트 계약은 BOB가 BTC L1 네트워크에서 최종 승인을 완료할 때까지 기다린 후, 모든 증명이 정확한지 확인한다. 이 기능은 브릿지 스마트 계약의 일부이며, BTC L1 블록체인을 검증하고 BTC L1 라이트 클라이언트를 통해 구현된다. 따라서 ETH 및 ERC20 토큰을 BOB에 입금한 사용자는 BTC L1 네트워크가 안전하고, 오류 증명을 트리거할 수 있는 온라인 노드가 하나만 존재한다면, 언제든지 해당 자산을 이더리움으로 되돌릴 수 있다.
출처: BoB
5. 전망: BOB, DeFi의 중심으로
하이브리드 L2의 독특한 특성은 BOB를 업계 최대의 DeFi 생태계로 밀어올린다. 현재 BOB는 BTC L1과 이더리움의 네트워크 효과를 활용하고 있으며, 향후 다른 체인으로도 확장할 계획이다.
5.1 이더리움을 통한 자급자족
BOB 위에 구축된 dApp은 이더리움의 최고 인프라와 개발 도구의 혜택을 받을 수 있으며, DeFi의 핵심 사용자층을 유입하고 모든 거래소 및 기관과 연결할 수 있다. 주목할 점은 거의 모든 이더리움 사용자가 BTC를 보유하고 있으며, 대부분의 BTC 사용자도 ETH DeFi를 사용한다는 사실이다.
5.2 BTC L1이 이끄는 성장
시간이 지남에 따라 신뢰 최소화된 BitVM2 브릿지를 통해 BTC L1은 추가적인 보안성과 BTC 접근성을 제공하며, 개발되지 않은 방대한 BTC 유동성 풀을 해방시킬 수 있다. 이를 통해 dApp은 BOB 상에서 이더리움 경쟁자를 따라잡는 것을 넘어 초월할 수 있게 된다. 이 효과는 BTC L1의 글로벌 채택과 다양화된 사용자층에 의해 더욱 강화된다. 반면 ETH L2는 동일한 사용자 기반을 놓고 경쟁하는 반면, BOB의 dApp은 3억 명이 넘는 BTC 사용자 기반과 수천 개의 현실 세계 기업을 활용할 수 있다.
5.3 BTC L1, 다중 체인 DeFi의 중심
BTC L1, ETH, 스테이블코인은 시장의 90%를 차지한다. 그러나 기존 은행들과 마찬가지로, 앞으로 수백 개의 체인이 특정 애플리케이션 시나리오나 지역에 특화될 것으로 본다. 이러한 모든 체인들은 BTC L1에 안전하게 접근할 필요가 있으며, 서로 간에 자산을 교환할 방법도 필요하다.
현재는 중심화된 거래소가 이 역할을 수행한다. 모든 체인을 연결하고 사용자들이 자산을 입출금하며 해당 L1으로 환전할 수 있도록 한다. 그러나 중심화된 거래소는 과거에도 심각한 문제를 일으켰으며, DeFi로 완전히 전환되기 전까지는 계속 그럴 것이다.
반면 BOB의 사명은 BTC L1을 안전하고 투명한 DeFi 생태계의 기반이 되게 하는 것이다. 하이브리드 L2로서 BOB는 BTC 보안을 이용해 BTC L1 블록체인을 검증할 수 있는 모든 스마트 계약 체인에 자산을 안전하게 브릿지할 수 있다. 즉, 솔라나, 트론, sui, 아프토스, 모나드, 아발란체, 코스모스, 폴카닷 등 현대의 90%에 달하는 L1 및 L2 체인들이 BOB를 통해 안전하게 자산을 입출금할 수 있다. 이 모든 과정은 제3자 브릿지에 의존하지 않고, BTC L1을 통해 신뢰를 최소화한 방식으로 이루어진다.
출처: BoB
BTC L1을 신뢰 앵커(trust anchor)로 삼아 상호운용 가능한 DeFi 생태계를 구축하는 것은 하이브리드 L2 설계의 핵심 장점이다. 수십 개의 체인에 걸쳐 BTC 유동성을 분산시키는 대신, BOB는 BTC 주변에 유동성을 집중시켜 중심화된 거래소를 대체할 수 있는 진정한 대안을 제공하며, BTC를 DeFi의 중심에 놓는다.
6. 결론
BOB 하이브리드 L2는 BTC L1 기반의 탈중앙화 금융 시스템 구축 시 직면하는 가장 시급한 과제들 중 일부를 해결한다. BTC L1의 보안성을 계승하고 신뢰 최소화된 BTC 브릿지를 유지함으로써, 광범위한 사용자들이 중심화된 서비스 제공자에 의존하지 않고도 BTC L1에 참여할 수 있는 필수 인프라를 제공한다. 동시에 BOB는 신뢰 최소화된 방식으로 이더리움 및 기타 스마트 계약 L1 체인과 연결함으로써 BTC 유동성의 단편화를 방지하고, 오랫동안 존재해온 크로스체인 상호운용성 문제에 대한 실용적인, BTC L1 보안 기반의 해결책을 제공하며, BTC를 DeFi의 중심으로 만든다.
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