비트코인 상의 자산 발행: 기존 프로젝트 및 각각의 솔루션 가이드
본문 작성자: Yunwen Liu 1, 미원 연구원
저는 알고 있습니다. 이 문제를 언급하면 비트코인 순수주의자들은 이렇게 생각할지 모릅니다. "비트코인은 조용히 디지털 골드 역할만 하면 안 되나요? 왜 굳이 토큰이 필요합니까? 왜 꼭 USDT가 필요하다는 것입니까?" 하지만 자산 보안을 진정으로 걱정한다면, 이더리움이 만약 무너진다면 어떻게 될까를 고민하지 않을 수 없습니다. DeFi는 누가 이어받을 수 있을까요? 게다가 토큰 방식은 비트코인 프로토콜과 호환되며 기존 기능을 해치지 않습니다. 마음에 들지 않는다면 토큰 클라이언트를 다운로드하지 않으면 되고, 큰 영향도 받지 않습니다.
비트코인 상에서의 토큰 발행: 왜 불가능한가?
현실 세계의 자산 거래를 블록체인 위로 옮기기 위해 비트코인 상에서 토큰을 발행하자는 아이디어는 약 2010년경 비트코인 커뮤니티 내에서 처음 등장했습니다. 초기 논의에서는 부동산, 주식, 법정화폐 등의 현실 자산들을 모두 비트코인 네트워크 위에서 탈중앙화된 방식으로 거래하는 것을 구상했습니다. 그러나 법적 요인 때문에 부동산이나 주식 같은 자산을 옮기는 것은 쉽지 않습니다. 예를 들어 자신의 집에 대한 디지털 자산 토큰을 다른 사람에게 전달했다고 해도 정부가 이를 인정하지 않거나 실세계의 부동산 등기를 자동으로 변경해주지 않을 수 있으며, 각종 세금도 추가로 발생할 수 있습니다. 규제 하에서는 체인 상에서 자유롭게 거래하는 것도 불가능합니다.
따라서 더 매력적인 방법은 법정화폐에 연동된 스테이블코인을 발행하는 것입니다. 스테이블코인은 NFT와 달리 여전히 동질화(fungible)된 토큰이지만, 기존 비트코인과 구분됩니다. 토큰 형태일 때 그 가치는 대표하는 현실 세계 자산의 가격에 의해 결정되며, 더 이상 기존 암호화폐의 시장 가격에 따르지 않습니다(암호화폐 가격이 자산 가격보다 훨씬 높아지면 자산을 포기하는 것도 가능합니다). 그래서 일반적으로 비트코인 상의 토큰은 사토시(Satoshi) 단위로 표시됩니다.
암호화폐를 자산으로 하는 토큰을 발행하기 위해서는 다음 두 가지 주요 문제를 해결해야 합니다:
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비트코인을 통해 현실 세계의 자산을 어떻게 표현할 것인가;
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비트코인의 매우 제한적인 스크립트 언어 내에서 복잡한 거래 규칙과 계약을 어떻게 설정할 것인가.
다음 내용은 위 두 가지 측면에 초점을 맞추어 현재 존재하는 주요 비트코인 자산 발행 방식들을 개괄하고, 데이터 가용성(data availability), 자산 운반체(asset carrier), 표현력(expressiveness), 확장성(scalability) 등의 관점에서 비교합니다.
비트코인 상 최초의 토큰: 컬러드 코인(Colored Coin)
비트코인 상에서 최초로 토큰 프로토콜을 설계한 사람은 알려져 있지 않으며, 아이디어는 아마도 비트코인 포럼이나 커뮤니티 내 토론에서 나왔을 것입니다. 컬러드 코인(Colored Coin) 프로젝트는 Yoni Assia가 2012년에 시작했으며, 당시 그는 Vitalik Buterin, Lior Hakim, Meni Rosenfeld, Rotem Lev와 함께 《컬러드 코인 백서》(Colored Coins whitepaper)를 작성했고, 프로젝트는 2013년부터 운영되기 시작했습니다.
컬러드 코인의 원리는 특정 사토시를 특별한 동전으로 표시하여 자산 관련 정보를 해당 사토시에 기록하는 것으로, 이를 '염색(coloring)'이라고 부릅니다. 하나의 사토시를 서로 다른 색으로 염색하거나 다른 마커(tag)를 붙일 수 있지만, 동일한 색의 코인끼리는 여전히 구분되지 않습니다. 예를 들어, 달러로 염색된 여러 사토시들은 여전히 동질화된 상태입니다. 초기 프로토콜은 트랜잭션의 첫 번째 input UTXO의 nSequence 필드에 마커를 삽입하는 방식을 사용했습니다. 그러나 nSequence는 저장 용량이 최대 4바이트에 불과하여 이후 대부분의 토큰 설계는 더 많은 메타데이터를 저장할 수 있는 OP_RETURN 필드로 전환되었습니다.
컬러드 코인은 주로 비트코인 상 최초의 토큰 프로젝트라는 점에서 언급됩니다. 하지만 프로젝트 자체는 크게 성공하지 못했고, 대규모로 활용되지 않았으며 결국 잊혀졌습니다. 당시 컬러드 코인이 직면했던 문제는 비트코인의 기능이 이처럼 앞선 개념을 지원하기에는 부족했고, 이를 현실화하여 효율적이고 안정적으로 운영하는 것이 매우 어려웠다는 점입니다. 아마도 이것이 Vitalik이 컬러드 코인 프로젝트 후 비트코인의 반대편으로 나아가 스마트 계약에 집착하게 된 이유일 것입니다.
컬러드 코인은 사토시 형태로 존재하므로, 검증 역시 UTXO의 유효성을 검증하는 것과 동일하며 전체 체인을 다운로드해야 합니다. 이 문제는 이후 클라이언트 측 검증(client-side validation) 방식으로 해결됩니다.
OP_RETURN을 이용한 토큰 발행: Counterparty & Omni Layer
컬러드 코인과 달리 Counterparty와 Omni Layer(USDT의 기반이 되는 프로토콜)는 사토시에 직접 색을 칠하지 않고, 값이 0인 UTXO를 트랜잭션에 설정하고, 이 UTXO의 OP_RETURN 필드에 메타데이터를 저장합니다. OP_RETURN은 최대 80바이트까지 저장 가능하며, OP_RETURN이 표시된 UTXO는 사용될 수 없고, 실제 토큰은 OP_RETURN에 기록된 i번째 output입니다. 이 output의 값은 일반적으로 0.00000546 BTC—시스템이 허용하는 최소 전송 금액이며, 토큰의 가치가 BTC와 연결되지 않기 때문에 0.00000546 BTC보다 많은 양을 발행할 필요가 없습니다.
이들 프로젝트의 검증은 모두 체인 상에서 이루어지며, 메타데이터는 체인 상에 저장됩니다.
Omni Layer는 오랫동안 이더리움 생태계에 있었으나 최근 다시 비트코인 생태계로 돌아와 BTC-USDT 발행을 준비 중입니다. Counterparty는 일부 비트코인을 스테이킹하였으며 자체 토큰 XCP를 보유하고 있습니다. 트위터를 보면 최근 NFT 관련 작업을 하고 있는 것으로 보입니다.
OP_RETURN에 대해 더 알아보기:
사이드체인을 통한 비트코인 앵커링: Rootstock & Liquid Network
Rootstock과 Liquid Network은 약 2017년경 등장한 사이드체인 프로젝트로, 양방향 앵커링(Two-way peg) 방식을 통해 비트코인을 사이드체인으로 이전하고 EVM 호환 사이드체인에서 다양한 DeFi 및 dApp을 사용할 수 있도록 합니다. 이들은 WBTC와 유사한 토큰을 제공합니다(RSK는 RBTC, Liquid는 L-BTC). 주로 BTC를 사용해 이더리움 생태계에서 개발하고자 하는 사용자를 대상으로 합니다.
Rootstock에서 토큰을 발행하는 방법은 이더리움에서 발행하는 것과 동일합니다. 또는 Rootstock 사이드체인이 채굴만 비트코인 체인과 함께 진행하고, 나머지 기능은 모두 이더리움 생태계에 적응하기 위해 설계되었다고 말할 수 있습니다. 예를 들어 스마트 계약 코드도 Solidity로 작성됩니다. 따라서 여기서 발행되는 토큰은 모두 RBTC를 기반으로 하며, BTC와는 직접적인 연관성이 없습니다.
본문은 주로 퍼블릭 체인을 중심으로 다루며, Liquid Network는 컨소시엄 체인이므로 깊이 있게 다루지 않습니다.
RSK에 대해 더 알아보기:
앞서 언급한 프로젝트들 중 일부는 사라졌고(예: 컬러드 코인), 일부는 비트코인을 내세우면서도 사실상 이더리움 생태계를 제공하고 있습니다. 이는 이더리움이 자본을 포용한 이후 DeFi와 dApp이 절대적인 시장 우위를 차지했기 때문이며, 이에 참여하지 않는 DeFi 프로젝트가 경쟁 우위를 확보하기 어렵기 때문입니다. 이더리움의 토큰은 ERC-20 등의 표준을 따르는 스마트 계약을 통해 발행 및 거래됩니다. 비트코인 생태계는 최근 2년간 스마트 계약 기능을 서서히 해제하고 있으며, BitVM과 같은 기술과 BRC-20과 같은 토큰 표준이 등장하고 있습니다.
비트코인 상에서 스마트 계약 구현: RGB
2016년에 탄생한 RGB(Really Good for Bitcoin)는 처음에는 컬러드 코인의 경쟁자로 설계되었지만, 유사한 도전에 직면하면서 비트코인 상에서 스마트 계약을 활성화하는 방향으로 전환되었습니다. 비록 주로 스마트 계약 실행에 초점을 두고 있지만, 그들의 가상 머신 AluVM의 제약으로 인해 2024년 기준으로 완전한 계약 기능은 여전히 제한적입니다.
RGB의 핵심 아이디어는 데이터와 스마트 계약 코드를 가능한 한 체인 아래(오프체인)로 가져가고, Merkle root를 통해 거래 검증 및 토큰 발행에 대한 커밋먼트(commitment)를 제공하는 것입니다. 비트코인 체인은 이 커밋먼트의 검증과 최종성을 보장하며, 이중 지불(doublespend)이 발생하지 않았음을 증명합니다.
RGB의 주목할 점은 클라이언트 측 검증과 일회용 밀봉(single-use seal) 기술을 동시에 사용한다는 점입니다. 따라서 토큰을 나타내기 위해 UTXO에 마커를 붙이는 방식을 사용하지 않습니다. 이 두 개념은 Peter Todd가 2013년에 처음 제안했으며, Giacomo Zucco와 Maxim Orlovsky가 이를 기반으로 RGB 프로토콜을 설계했습니다.
클라이언트 측 검증(Client-side validation)은 거래에 사용되는 데이터와 코드를 모두 체인 외부에 보관하며 공개 브로드캐스트되지 않습니다. 일부 데이터는 거래 당사자 간에만 비공개로 교환되며, 거래와 무관한 타인은 알 수 없습니다. 오프체인 상태는 비트코인 네트워크를 통해 유지되며, 블록체인은 타임스탬프 역할을 하여 상태의 순서를 입증합니다.
일회용 밀봉(single-use seal)—이는 클라이언트 측 검증에서 가장 흔히 나타나는 형태인데—디지털 버전의 일회용 밀봉 장치입니다. 각 UTXO는 한 번만 사용될 수 있다는 특성을 이용해 오프체인 상태 정보를 특정 UTXO에 기록합니다. 따라서 특정 시점에 이 UTXO가 사용되면 상태가 갱신되었음을 알 수 있으며, 새로운 상태 정보는 새로 생성된 UTXO에 기록됩니다. 이 오프체인 상태 정보는 USDT 토큰의 소유권이 될 수도 있고, 어떤 계약 내에 몇 개의 토큰이 있는지를 나타낼 수도 있습니다.
예를 들어, Alice가 Bob에게 USDT 1개를 전송하고자 할 경우, 이 USDT는 비트코인 체인 상에 존재하는 것이 아니라 오프체인에서 관리되지만, Alice가 소유한 UTXO와 연결되어 있습니다. 이 정보는 해당 UTXO를 생성한 트랜잭션 내에서 값이 0인 UTXO의 OP_RETURN 필드에 저장됩니다. 따라서 오직 Alice만이 이 USDT를 사용할 수 있으며, Bob은 체인 상의 트랜잭션을 추적하여 이 USDT가 과거에 어떤 UTXO에 저장되었었는지, 해당 UTXO들이 유효한지, 그리고 트랜잭션이 합법적인지를 확인할 수 있습니다. 따라서 Alice가 이 USDT의 커밋 정보를 Bob이 소유한 UTXO로 옮기는 트랜잭션을 시작하면, Bob은 자신이 이 USDT를 획득했음을 확신할 수 있습니다.
RGB는 또한 상태가 오프체인에 있기 때문에 라이트닝 네트워크에서도 작동할 수 있으며, 커밋 정보만 체인 상 또는 라이트닝 네트워크 상에 배치하면 됩니다. Taproot 업그레이드 이후 RGB는 커밋 정보를 Taproot 트랜잭션에 포함시킬 수 있어, 비트코인 체인에 더 유연하게 커밋 정보를 포함시킬 수 있습니다.
RGB에 대해 더 알아보기:
스마트 계약은 지원하지 않고 토큰만 지원: Taproot Assets
Taproot Assets는 Lightning Network Daemon (LND) 팀이 개발한 프로젝트입니다. 그 원리는 RGB와 유사하지만, 복잡한 스마트 계약은 지원하지 않고 토큰만 지원합니다(Taproot 항목 설명 참조).
클라이언트 측 검증, RGB 및 Taproot에 대해 더 알아보기:
각 사토시를 독특하게 만드는: Ordinals & Inscriptions
Casey Rodarmor는 2023년 초 Ordinal 프로토콜을 발표했습니다. 이 프로젝트는 "사토시에 번호를 매겨 각 사토시가 고유한 일련번호를 갖도록 하여 순서를 매길 수 있을까?"라는 아이디어에서 시작되었습니다. 이 아이디어는 컬러드 코인과 거의 동시기의 것이지만 작년에야 다시 제안되었습니다. SegWit과 Taproot 기능의 도입으로 인해 구현이 더 쉬워졌습니다. Ordinal은 각 사토시를 서로 다르게 만들며, 이를 통해 NFT를 비트코인 체인 상에 직접 발행할 수 있게 됩니다.
Inscriptions는 바로 이러한 NFT 프로젝트입니다. NFT의 데이터는 기존 프로젝트에서 사용하던 OP_RETURN 필드가 아닌 트랜잭션의 witness 데이터에 저장되므로 최대 4MB 크기의 메타데이터를 저장할 수 있습니다. 이더리움의 NFT와 달리 Inscription은 메타데이터와 이미지를 포함하여 체인 상에 완전히 저장됩니다.
Ordinals에 대해 더 알아보기:
임의의 UTXO 체인 간 양방향 바인딩: RGB++ 동형 바인딩
RGB++는 처음에 BTC와 CKB(Nervos Network의 기반) 사이의 동형 바인딩 프로토콜(isomorphic binding protocol)로 등장했지만, 현재는 적용 범위가 매우 넓어져 CKB와 BTC 사이에 국한되지 않고, 이론적으로는 모든 UTXO 체인 간에 이 프로토콜을 사용할 수 있습니다.
RGB++는 RGB의 Client-Side Validation과 Single-Use-Seals 개념을 한층 더 발전시켰습니다. 앞서 언급했듯이 RGB 프로토콜의 가장 큰 문제는 데이터가 사용자가 로컬에 직접 보관한다는 점입니다. 사용자가 실수로 데이터를 잃어버리면 백업도, 복구도 불가능합니다. 또한 사용자는 자신의 토큰과 관련된 데이터만 보관하기 때문에 다른 데이터를 검증하기 어렵습니다. 동형 바인딩 계층은 토큰을 비트코인 UTXO의 OP_RETURN 필드에 묶는 것뿐만 아니라, 해당 비트코인 트랜잭션 정보를 CKB 체인의 트랜잭션에도 바인딩합니다(CKB Cell의 Lock Script에서 특수한 IB-lock-script를 사용함으로써 가능). CKB 체인 상의 트랜잭션이 유효한지 판단할 때, Lock Script는 CKB 상의 BTC light client 데이터를 사용하여 해당 UTXO가 사용되었는지, 그리고 사용 후 새로 생성된 UTXO가 현재 토큰 트랜잭션 정보(서명 없는 부분 정보)와 바인딩되었는지를 확인합니다.
RGB++의 주목할 특징:
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양방향 바인딩을 통한 데이터 가용성 문제 해결:
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CKB Cell은 UTXO의 OP_RETURN 필드에 커밋되고 바인딩됨
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UTXO 정보는 CKB 트랜잭션의 output Cell에 바인딩됨
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라이트닝 네트워크 및 Fiber Network(CKB 기반 라이트닝 네트워크)와 호환됨
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다중 자산 지원
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임의의 UTXO 체인과 바인딩 가능
RGB++에 대해 더 알아보기:
각 프로젝트의 장단점을 보다 명확히 이해하기 위해 위 프로젝트들을 아래 표에 정리하여 비교합니다. 특히 주목해야 할 지표는 다음과 같습니다:
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데이터 가용성(Data availability): 동형 체인(isomorphic-chain)과 사이드체인은 거의 유사하며, 오프체인 데이터 가용성은 다른 방식보다 낮습니다. 강도 순으로 정렬하면: 체인 상 ≥ 동형 체인 ≥ 사이드체인 > 오프체인;
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자산 운반체(Asset carrier): BTC와 직접 연관된 토큰 방식이 간접 연관 방식보다 우수함;
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동질성(Fungibility): 여기서는 프로젝트의 기본 토큰이 상호 교환 가능한지를 의미하며, NFT 발행을 지원하지 않는다는 의미는 아님(후자는 추가 프로토콜로 구현 가능);
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표현력(Expressiveness): 복잡한 스마트 계약 처리 능력을 의미함.
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