비트코인 사이드체인의 원래 개념은 2014년에 아담 백, 맷 코랄로, 루크 대시주르, 마크 프리덴바흐, 그레고리 맥스웰, 앤드류 밀러, 앤드류 포엘스트라, 호르헤 티몬, 그리고 피터 위유에 의해 제안되었습니다.
이 아이디어는 사람들이 메인 비트코인 블록체인의 보안을 위험에 빠뜨리지 않고 사이드체인에서 새로운 아이디어와 기술을 시도할 수 있는 보다 자유로운 개발 환경을 허용하기 위해 제안되었습니다.
그 이후로 사이드체인의 설계 공간은 상당히 커졌습니다.
결국 사이드체인은 매우 다양한 시스템을 포함하는 매우 광범위한 용어입니다. 그들은 전체 알트코인 생태계와 다른 블록체인만큼 다양하고 임의적일 수 있습니다. 결국 그들이란 다른 블록체인 시스템입니다.
특정 사이드체인의 설계와 관계없이, 그들은 두 가지 주요 구성 요소를 가지고 있습니다: 페그와 합의 메커니즘 및 규칙. 페그는 메인체인에서 코인을 “잠그고” “잠금 해제”하는 수단으로 기능하여 비트코인의 기본 레이어와 사이드체인 간에 코인을 이동시킵니다. 합의 메커니즘과 규칙은 사이드체인이 어떻게 기능하는지를 정의하며, 즉 새로운 블록이 어떻게 생성되고 어떤 행동과 거래 또는 계약이 허용되는지를 규정합니다.
이것들은 사이드체인에 필요한 요소들입니다.
원래 제안
2014년 블록스트림 설계는 합의 메커니즘으로 병합 채굴을 사용하는 것을 제안했으며, 사이드체인 블록헤더가 메인체인 블록헤더에 간접적으로 커밋되도록 하여 현재 비트코인 채굴자들의 작업을 재사용하고, 페그 메커니즘을 운영하기 위해 단순화된 결제 검증 증명(SPV 증명)을 사용했습니다.
병합 채굴을 용이하게 하기 위해 모든 사이드체인은 메인체인 블록의 코인베이스 거래에 커밋된 “서브헤더”로 블록헤더를 구성합니다. 이는 모든 채굴자가 메인체인과 자신이 선택한 사이드체인을 동시에 채굴할 수 있도록 합니다. 사이드체인 난이도 목표를 충족하는 메인체인 블록헤더는 메인체인 목표를 충족하지 않더라도 사이드체인 네트워크에 유효한 블록으로 제출될 수 있습니다.
페깅은 특정 거래가 블록에 포함되었음을 보여주는 머클 증명을 요구했습니다. 제안된 페그 메커니즘은 대칭 SPV 증명 또는 비대칭 SPV 증명 중 하나의 방식으로 작동할 수 있습니다.
대칭 방식은 경합 기간과 함께 입금 및 출금 모두에 대한 SPV 증명을 요구합니다. 입금을 위해 사용자는 SPV 증명을 생성해야만 사용할 수 있는 메인체인 스크립트에 코인을 보내야 합니다. 경합 기간이 경과한 후, 사용자는 메인체인에서 사이드체인 스크립트에 코인을 입금했음을 증명하는 SPV 증명으로 사이드체인에서 코인을 잠금 해제할 수 있습니다. 메인체인에서 입금 거래를 무효화하는 더 많은 작업을 가진 재조직이 발생했다는 증명은 사이드체인에서의 청구 거래를 무효화하는 데 사용될 수 있으며, 모든 사이드체인 사용자는 페그가 1:1 백업을 잃지 않도록 그 증명을 생성할 인센티브를 가집니다.
출금은 반대의 경우가 필요하며, 메인체인에서 잠금을 해제하기 위해 SPV 증명이 필요한 스크립트에 사이드체인 코인을 잠급니다. 경합 기간이 경과한 후, 사용자는 사이드체인에서 코인을 잠금 해제했다는 SPV 증명을 사용하여 메인체인에서 코인을 잠금 해제할 수 있습니다.
비대칭 변형은 입금을 위해 메인체인에 대한 SPV 증명을 생성할 필요를 없애고, 사이드체인 노드가 합의에 따라 메인체인을 실행하고 검증하도록 요구합니다. 이는 더 빠르고 안전한 입금을 가능하게 하지만, 사이드체인의 검증 비용을 증가시킵니다.
병합 채굴은 여러 사이드체인과 완전히 독립적인 알트코인 네트워크에 배포되었지만, 원래 논문에서 제안된 SPV 페그와 비트코인에 필요한 합의 변경은 결코 구현되거나 배포되지 않았습니다.
부록 – 연합 페그 및 기타 설계
원래 논문의 부록 A에서 저자들은 SPV 페그 설계를 구현하는 데 필요한 소프트포크 대신(또는 그때까지) 연합 페그의 사용을 제안했습니다. 이 제안은 페그를 운영하기 위해 기능자들의 멀티시그를 사용하고, 사이드체인에서 사용되는 동안 사용자의 코인을 보관하며 출금의 유효성을 강제하는 것이었습니다. 이는 Liquid의 구현과 함께 이루어졌으며, Liquid는 기능자들이 사이드체인을 위해 블록에 서명하는 데 암호 키를 사용했습니다. 또한 Rootstock은 사이드체인 합의를 위해 병합 채굴을 활용했습니다.
이러한 사이드체인이 출시된 이후, 다양한 사이드체인 합의 메커니즘과 다른 사이드체인 페그 메커니즘에 대한 수많은 다른 설계 제안이 있었습니다. 많은 제안이 배포되었지만, 모두가 배포된 것은 아니며, 진정으로 심각한 수준의 채택을 이룬 것은 없습니다.
아래는 제가 작성한 이전 기사 시리즈의 링크로, 다른 제안된 사이드체인 설계의 다양한 측면을 살펴보았습니다. 이 시리즈는 완전히 완료되지는 않았지만, 가장 큰 제안 대부분을 포함하고 있습니다.
- 스페이스체인 (Spacechain 사용 사례)
- 소프트체인
- 드라이브체인
- 연합 체인
- 위의 설계의 트레이드 오프
- 스파이더체인
- 안두로
