라이트닝 네트워크란 무엇인가요?

라이트닝 네트워크란 무엇인가요?

라이트닝 네트워크(Lightning Network)는 2015년, 조지프 푼(Joesph Poon)과 타디우스 드리자(Thaddeus Dryja)에 의해 고안된 개념입니다. 이 프로젝트 주된 목적은 비트코인 블록체인이 맞닥뜨린 확장성 문제를 해결하기 위한 오프 체인(off-chain) 솔루션으로 활용될 수 있는 지불 프로토콜을 설계하는 것입니다. 라이트닝 네트워크의 개념은 비트코인 뿐만이 아닌 다른 암호 화폐에도 적용될 수 있습니다.

라이트닝 네트워크의 도입은 단지 비트코인 뿐만이 아니라 다른 많은 암호 화폐들이 맞닥뜨린 한계에 의해 시작되었습니다. 현재, 비트코인은 블록체인은 초당 2~7회의 트랜잭션만 처리할 수 있습니다. 암호 화폐 생태계가 성장하고, 점점 더 많은 사람들이 네트워크에 참여함에 따라, 블록체인 상에 전송되는 트랜잭션 수 또한 증가할 것입니다. 네트워크가 점점 더 혼잡해짐에 따라 전반적인 성능이 저하되며, 비트코인이 글로벌 디지털 통화로 사용될 수 있는 실질적인 가능성이 현격히 줄어들게 됩니다. 이러한 상황에서, 라이트닝 네트워크는 비트코인 블록체인의 네트워크 혼잡도를 완화시키기 위한 시도로 고안되었습니다.

라이트닝 네트워크는 어떻게 작동하나요?

라이트닝 네트워크는 비트코인 블록체인 위에서 구축된 오프 체인 전송 네트워크로 구성됩니다. 라이트닝 네트워크 시스템은 P2P(Peer to Peer) 수준에서 작동하며, 소위 말하는 양방향 지불 채널에 기반해 유저들간의 즉각적인 암호 화폐 거래를 가능하게 합니다.

두 당사자가 지불 채널을 개설하기로 결정한 다음, 그들은 서로의 지갑으로 자금을 주고받을 수 있습니다. 새로운 지불 채널을 개설하는 것은 온 체인(on-chain) 트랜잭션을 필요로 하지만, 채널 안에서 이뤄지는 모든 트랜잭션들은 오프 체인 방식이며, 전체적인 합의를 필요로 하지 않습니다. 그러므로, 이러한 트랜잭션들은 스마트 컨트랙트를 통해 재빨리 처리될 수 있으며, 훨씬 낮은 비용과 높은 초당 트랜잭션 속도(TPS: Transaction per Second)를 가능하게 합니다.

지불 채널을 개설하기 위해서 두 당사자는 다중 서명 지갑을 설정하고 여기에 일정량의 자금을 보관해야 합니다. 다중 서명 지갑에 보관된 자금은 두 당사자의 개인 키들이 있을 때만(상황에 따라 두 개 혹은 그 이상) 접근이 가능합니다. 이것은 당사자 중 한 명이 다른 당사자의 동의 없이 지갑을 열 수 없음을 뜻합니다. 

예를 들어, 앨리스(Alice)가 라이트닝 네트워크를 통해서 밥(Bob)과 비트코인을 거래하고 싶다고 해보겠습니다. 먼저, 그들은 다중 서명 지갑을 사용해 결제 채널을 설정합니다. 지불 채널이 스마트 컨트랙트처럼 기능하는 동안, 다중 서명 지갑은 거래 자금이 저장되어 있는 일종의 금고가 됩니다. 영구적으로 지속되는 지불 채널을 통해 앨리스와 밥은 그들이 원하는만큼 오프 체인 트랜잭션을 실행할 수 있습니다. 

각각의 트랜잭션 직후, 앨리스와 밥은 각자가 보유하고 있는 코인의 양을 기록하고 있는 대차대조표의 복사본에 서명하고 이를 업데이트하게 됩니다. 트랜잭션을 모두 마친 후에는 지불 채널을 닫을 수 있으며, 최종 대차대조표를 비트코인 블록체인에 전송할 수 있습니다. 라이트닝 네트워크 스마트 컨트랙트는 대차대조표의 최종 버전에 따라 그들이 비트코인을 주고 받았다는 사실을     확증합니다. 

요약하자면, 두 당사자는 비트코인 블록체인에 단 두 번만 참여하게 됩니다. 한 번은 지불 채널을 개설할 때고, 다른 한 번은 지불 채널을 닫을 때 입니다. 이것은 채널 안에서 이뤄진 다른 모든 트랜잭션들은 메인 체인과는 직접적으로 연관되지 않음을 의미합니다. 

네트워크 라우팅

두 당사자가 직접적인 지불 채널을 보유하고 있지 않더라도, 내부적으로 연결된 지불 채널을 통해 비트코인을 주고 받을 수 있습니다. 이것은 앨리스가 직접 채널을 만들지 않고도 찰리(Charlie)에게 금액을 지불할 수 있음을 의미합니다. 그들 사이에 충분한 자금을 보유하고 있는 네트워크 경로가 존재한다면 말입니다. 

만약, 앨리스가 밥과 지불 채널을 갖고 있고, 밥이 찰리와 채널을 갖고 있다면, 앨리스는 밥을 통해 찰리에게 금액을 지불할 수 있습니다. 지불 경로에는 다수의 라이트닝 네트워크 노드가 포함될 수 있지만, 스마트 컨트랙트는 최단 경로를 자동으로 탐색합니다.

라이트닝 네트워크의 장점

• 라이트닝 네트워크는 확장성 문제를 해결하기 위한 오프 체인 솔루션을 지향하고 있습니다. 이것이 만약 성공한다면, 비트코인 블록체인의 트래픽을 감소시킬 수 있을 것입니다.

• 라이트닝 네트워크는 양방향 결제 채널을 통해 거의 즉각적인 트랜잭션을 가능하게 합니다.

• 라이트닝 네트워크는 1사토시(Satoshi)처럼 작은 금액을 전달할 수 있기 때문에 소규모 지불에 적합할 수 있습니다. 또한, 사람의 간섭 없이 전자기기 간 거래가 이루어지는 기계 대 기계 경제 시스템에서 자동화된 소규모 지불 시스템이 구현될 수 있습니다.

라이트닝 네트워크의 한계

• 온 체인 트랜잭션과는 달리, 수신자가 오프라인일 경우에는 라이트닝 네트워크 지불 시스템은 진행될 수 없습니다.

• 네트워크 참여자는 자신들의 자금을 안전하게 보관하기 위해서 결제 채널을 정기적으로 감시할 필요가 있을 것입니다. (이러한 약점은 외주화된 모니터링 서비스를 통해 극복할 수 있을 것입니다.)

• 라이트닝 네트워크는 대규모 지불에 적합하지 않습니다. 네트워크가 다수의 다중 서명 지갑(기본적으로 공유된 지갑)을 포함하기 때문에, 대규모 지불을위한 충분한 자금을 보유한 중개자가 되지 못할 가능성이 높습니다.

• 결제 채널을 열고 닫는 것은 일반적으로 수작업을 거쳐야 하며, 높은 거래 수수료를 지불하는 온 체인 트랜잭션을 필요로 합니다. 

라이트닝 네트워크는 언제쯤 가능해질까요?

라이트닝 랩(Lightning Labs)에서 발표된 메인넷 버전을 고려한다면, 라이트닝 네트워크는 2018년 3월 15일에 출시되었습니다. 그러나 비트코인 블록체인 위에서 효과적으로 구현되지 않아 아직 공식 출시가 된 것은 아닙니다.

베타 버전 출시 이후, 라이트닝 네트워크 노드와 지불 채널의 수는 급격히 증가했습니다. 그라파나(Grafana)의 리포트에 따르면 2018년 11월 현재 12,500개가 넘는 지불 채널이 있습니다. 

노드와 결제 채널에 대한 공동 작업은 라이트닝 네트워크를 확장성 문제에 대한 흥미로운 솔루션으로 만들어가고 있습니다. 베타 버전은 상당히 많은 실험들을 거쳐오고 있으며, 그 효율성은 아직 입증되지 않았습니다. 그럼에도 불구하고, 라이트닝 네트워크는 비트코인과 암호 화폐 생태계를 발전시킬 엄청난 잠재력을 갖고 있습니다.