이 글은 비트코인 분야의 독학 교육자이자 기술 중심의 비트코인 팟캐스트 진행자인 신오비의 의견 기고문입니다.
이번에는 드라이브체인(Drivechain)이 어떻게 작동하는지에 대해 설명하고 논의할 것입니다. 드라이브체인은 2015년에 처음 제안되었습니다. 지금까지 논의된 제안 중 드라이브체인은 가장 오래된 것이며, 특정 구현 세부사항과 설계 측면에서 가장 구체화된 것입니다. 이는 BIP 300과 301에 문서화되어 있습니다. 이 개념의 창시자인 폴 스츠토크(Paul Sztorc)는 몇 가지 주요 설계 목표를 염두에 두었으며, 이는 포괄적이지는 않지만 몇 가지를 소개합니다:
- 각 사이드체인을 격리하여 어떤 실패나 문제가 발생하더라도 그것을 사용하는 사람들에게만 영향을 미치도록 합니다.
- 각 사이드체인을 위해 새로운 포크가 필요 없이 사이드체인을 생성할 수 있도록 합니다.
- 양방향 페그를 통해 비트코인을 사이드체인으로 입출금할 수 있도록 합니다.
- 대체 코인의 필요성을 없애기 위해 자유로운 설계를 실험할 수 있도록 합니다.
전체 설계에는 두 가지 주요 측면이 있으며, 이 때문에 두 개의 별도 BIP가 있습니다. 첫 번째는 페그 메커니즘(BIP300)으로, 이는 양방향 페그가 작동하도록 합니다. 스츠토크는 해시 레이트 에스크로라는 것을 설계했으며, 가장 기본적으로 말하자면, 이는 광부들이 비정형 집단으로서 모든 사이드체인에 있는 코인을 공동으로 보관할 수 있도록 하는 것입니다. 두 번째는 “블라인드” 병합 채굴 방식으로, 목표는 비트코인 채굴자들이 사이드체인을 검증하지 않고도 합의 수준에서 블록 생산자가 될 수 있도록 하는 것입니다. 이 두 가지 요소가 결합되어 양방향 페그 메커니즘과 비트코인 채굴자들이 사이드체인 채굴에 참여할 수 있는 방법을 제공합니다.
BIP300은 새로운 사이드체인의 제안, 새로운 사이드체인의 활성화, 번들된 출금 세트의 제안, 그러한 출금 세트의 승인, 실제 출금 거래에 대한 검증 논리 및 입금 거래에 대한 검증을 위한 논리를 명시합니다.
드라이브체인 제안에 따라 새로운 사이드체인을 활성화하는 과정은 광부 신호를 통해 활성화된 소프트 포크의 과정과 매우 유사합니다. 주요 차이점은 물론, 실제로 소프트 포크가 아니라는 것입니다. 드라이브체인 합의 규칙을 활성화하기 위한 단일 포크는 광부들이 언제든지 드라이브체인 합의 규칙 내에서 새로운 사이드체인을 활성화하도록 신호를 보낼 수 있게 합니다. 새로운 사이드체인을 활성화하기 위해 광부는 코인베이스 출력에 해당 사이드체인에 대한 고유 식별자, 입금 작업에 사용할 공개 키, 버전 데이터, 사람이 읽을 수 있는 설명 및 소프트웨어 클라이언트와 그 GitHub 기록의 해시를 포함하는 OP_RETURN 데이터를 배치해야 합니다(여기에는 합의 강제력이 없으며, 단지 인간이 참조할 수 있는 데이터입니다).
광부가 새로운 사이드체인을 활성화하고 모든 필요한 데이터를 코인베이스에 포함시키면, 이는 메인체인 합의의 관점에서 이 새로운 사이드체인을 생성할지 여부에 대한 일종의 “광부 신호” 기간이 됩니다. 광부는 특별한 형식을 사용하여 자신의 코인베이스 출력에 제안을 포함할 수 있으며, 다른 광부는 두 번째 형식을 따라 활성화를 신호하기 위해 또 다른 출력을 생성할 수 있습니다. 새로운 사이드체인 제안은 새로운 사이드체인 생성이 확인되기 위해서는 난이도 기간 내의 블록의 90%가 활성화를 신호해야 합니다. 이는 사이드체인을 활성화하기 위한 페그 메커니즘을 생성하지만, 사이드체인과 메인체인 간의 상호작용은 그보다 더 미묘합니다.
이 시점에서 누구나 사이드체인에 코인을 페그할 수 있습니다. 사이드체인에 페그하기 위해 사용자는 자신의 입력과 사이드체인 잔액에 해당하는 UTXO를 포함한 두 개의 입력 거래를 생성하고, 모든 것을 사이드체인에 할당하는 단일 출력을 생성합니다. 이는 사이드체인이 항상 잠겨 있는 모든 자금을 포함하는 단일 UTXO만 가지도록 보장합니다. 출금은 광부 투표에 의해 처리됩니다. 메인체인은 사이드체인에서 누가 무엇을 소유하고 있는지 이해하지 못하며, 메인체인은 투표 메커니즘 내에서 광부들이 승인한 출금을 유효한 것으로 간주합니다. 이로 인해 출금 과정에는 긴 지연이 발생합니다. 사이드체인에서 출금하는 과정에는 출금 제안(번들)과 출금 투표 단계의 두 가지 단계가 있습니다. 광부는 출금을 제안하기 위해 자신의 코인베이스 거래에 제안된 출금 거래의 해시를 포함하는 OP_RETURN 출력을 생성해야 합니다. 그러나 이 해시는 sighash와 유사하게 거래의 일부에만 약속하는 플래그를 설정하며, 드라이브체인에 잠겨 있는 자금을 나타내는 입력 UTXO나 출금되지 않은 모든 것을 특별한 사이드체인 UTXO로 반환하는 출출력을 약속하지 않습니다. 이는 드라이브체인에 대한 모든 입금이 새로운 UTXO를 생성하게 되어, 사람들이 이를 검증하려 할 때 출금 거래에 대한 약속을 무효화하기 때문입니다.
여기서부터 출금 제안에 대한 광부 투표 기간이 시작됩니다. 번들이 제안된 후, 광부들은 이를 승인할지 여부에 대해 투표할 수 있습니다. 채굴된 각 블록은 해당 광부가 승인 카운터를 하나씩 증가시키거나 감소시키거나, 아무것도 하지 않기 위해 두 개를 절제할 수 있게 합니다. 이 외에도 특정 제한이 있으며, 하나의 사이드체인에 대해 여러 번들이 있을 수 있기 때문에, 광부가 사이드체인에 대한 출금 번들에 대해 “예” (카운터를 하나 증가시키기)로 투표하기로 선택하면, 해당 특정 사이드체인과 관련된 모든 다른 번들에 대해 “아니오” (카운터를 하나 감소시키기)로 투표해야 합니다.
이는 누군가가 여러 번들에서 출력을 가지고 있어 메인체인에서 자신이 받을 비트코인보다 더 많은 비트코인을 지급받는 “이중 출금”이 발생하지 않도록 보장하기 위한 것입니다.
반면에, 광부들은 제안된 모든 번들에 대해 “아니오”로 투표할 수도 있습니다. 이는 출금을 검증하는 광부가 (사이드체인에서 출금되는 것이 정당하게 소유된 코인인지 확인하는) 무효한 일이 발생하고 있음을 알리기 위한 일종의 경고로 작동해야 합니다. 이 설계의 핵심 포인트는 광부들이 사이드체인에서 아무것도 검증할 필요가 없으므로, 그들이 선택하지 않는 한 많은 광부들이 검증하지 않는 번들을 찬성할 수 있다는 것입니다. 이 경고 기능은 그들이 사기 출금이 발생하지 않도록 번들을 검증해야 한다는 것을 알리기 위해 설계되었습니다.
번들이 필요한 임계값(13,150 블록, 또는 대략 90일)에 도달하면, 출금을 실제로 처리하는 거래가 유효해지고 확인될 수 있습니다. 하지만 광부들이 사이드체인에서 돈을 훔치는 사기 출금을 승인하면 사람들은 어떻게 해야 할까요? 스츠토크의 제안은 무효한 페그 아웃 거래를 무효화하기 위해 사용자 활성화 소프트 포크(UASF)에 참여하는 것입니다. 이는 메인체인에 대한 합의 측면에서 큰 위험을 제시합니다. 2017년의 UASF는 매우 위험한 조치였으며, 겨우 성공했으며 비트코인은 오늘날보다 훨씬 작았습니다. 비트코인이 커질수록 이러한 행동을 조정하는 것은 더 어려워질 것입니다.
스페이스체인에 대한 기사에서 언급한 바와 같이, 그 설계는 블라인드 병합 채굴(BMM)을 기반으로 했습니다. 루벤 솜센(Ruben Somsen)의 BMM 설계는 사실 그 두 번째 변형이며, 첫 번째는 BIP301에 설명된 스츠토크의 설계입니다. 드라이브체인의 BMM 사양은 요청 메시지와 수락 메시지의 두 가지 메시지로 구성됩니다. 두 메시지는 각각 메인체인에서의 특별한 거래 유형과 광부의 코인베이스 거래에서의 특별한 출력을 통해 조정됩니다.
요청 거래는 사이드체인 블록을 생성하는 사람이 구성합니다. BMM의 전체 목적은 이 사람이 채굴자가 아닐 수 있다는 것이므로, 요청 거래는 그들이 제안한 사이드체인 블록을 확인하기 위해 광부들에게 비용을 지불할 수 있도록 합니다. 사이드체인 블록 제안은 사이드체인 블록의 해시, 생성 시 사이드체인에 할당된 ID 및 이전 메인체인 블록 헤더의 마지막 네 바이트를 포함하는 거래를 구성합니다. 이러한 유형의 거래에는 세 가지 추가 합의 규칙이 적용됩니다. 첫째, 요청 거래는 해당 블록의 코인베이스 거래에 일치하는 수락 출력이 없으면 무효입니다. 이는 광부들이 사이드체인 블록을 수락하고 채굴하지 않고 요청에서 수수료를 받을 수 없도록 보장하기 위한 것입니다. 둘째, 각 사이드체인에 대해 메인체인 블록에 포함될 수 있는 요청 거래는 하나만 허용됩니다. 이는 어떤 사이드체인에서든 실제로 메인체인 블록당 하나의 블록만 채굴될 수 있도록 보장하기 위한 것입니다. 마지막으로, 이전 메인체인 블록의 마지막 네 바이트가 일치해야 합니다. 이는 요청이 다음 블록에서만 채굴될 수 있도록 보장하며, 이러한 거래는 나중에 채굴되어 다른 사람의 블록이 채굴된 후 사이드체인 블록 제안자로부터 돈을 훔칠 수 없습니다.
수락 출력은 매우 간단합니다: 메시지 헤더 데이터와 사이드체인 블록의 해시입니다. 만약 광부가 드라이브체인 노드를 직접 운영하고 있다면, 요청 거래를 무시하고 자신의 코인베이스에 자신의 수락 출력을 항상 포함시켜 자신의 사이드체인 블록을 채굴할 수 있습니다. 이 두 가지 측면은 광부들이 사이드체인 노드를 직접 운영하거나, 다른 비채굴자가 이를 운영하고 광부에게 블록을 채굴하도록 비용을 지불할 수 있게 합니다. 아이디어는, 만약 광부들이 사이드체인을 운영하지 않고 추가 검증 비용을 부담하지 않는다면, 다른 누군가가 대신 할 수 있다는 것입니다. 사이드체인에서 수수료를 벌기 위해 비채굴자들 간의 경쟁이 있다면, 그들은 요청 거래에서 광부들에게 지불할 의사가 있는 수수료를 계속 올려서 그들이 벌어들이는 수수료의 대부분을 차지하게 될 것이며, 비채굴자는 소규모의 이익만을 유지하고 나머지를 광부에게 지불하게 될 것입니다.
이것이 드라이브체인이 작동하는 메커니즘입니다. 다음에는 연합 사이드체인에 대해 다룰 것이며, 그 이후에는 각 설계가 가질 수 있는 모든 부정적인 측면과 단점을 분석할 것입니다.
이 글은 신오비의 게스트 포스트입니다. 표현된 의견은 전적으로 그들의 것이며 BTC Inc 또는 비트코인 매거진의 의견을 반드시 반영하지는 않습니다.
