Lightning Network란 무엇인가? - 라이트닝 네트워크 (1부)

안녕하세요, @cryptodreamers 입니다.

오늘은 라이트닝 네트워크에 대해 알아보려고 합니다.
라이트닝 네트워크는 워낙 방대하고 기술적인 내용이라 총 3부에 걸쳐 나누어 진행합니다.

• 도대체 라이트닝 네트워크가 무엇인가?
• 비트코인과 라이트닝 네트워크 기술은 무슨 관계인가?
• 라이트닝 네트워크의 작동원리가 무엇인가?
• 라이트닝 네트워크가 실제로 사용되면 비트코인은 어떻게 되는가?

위 내용들에 대해서 개념적인 이해를 도와드리고자, 최대한 쉽게 비유를 통해 설명을 드리려고 합니다.

라이트닝 네트워크는 비트코인 블록체인의 스케일링 문제에서 가장 핵심이 되는 기술이자, 가장 이슈입니다. 따라서 스케일링의 필요성과 방법에 대한 내용을 사전에 알아두면 더 도움이 됩니다. 관련된 내용은 아래의 링크를 통해 참고하시면 많은 도움이 되실겁니다.

• https://steemit.com/lightningnetwork/@cryptodreamers/bitcoin-and-scailing-on-chain-and-off-chain

<Ultimate Technology, Lightning Network >

비트코인이 암호화폐(cryptocurrency)임에도 불구하고, 화폐로서의 내재가치가 없는 이유에 대한 주장들을 살펴보았습니다.
우리는 그 과정에서 비트코인의 화폐 불용론측에서 주장하는 비트코인의 한계점을 알아보았습니다.

• 첫 번째는 비트코인의 가치가 법정화폐와 연동되어, 법정화폐와의 교환 비율로만 그 가치가 파악될 수 있으며, 투기세력에 의해 지나치게 큰 변동성을 가질 수 밖에 없다는 한계점이 있었습니다. (가치의 안정성, 교환의 기능 측면)
• 두 번째, 비트코인의 트랜잭션이 과부화될 경우, 10분 이내에 트랜잭션을 처리 할 수 없게 된다는 스케일링의 문제점을 내재하고 있습니다. (사용의 편의성 측면)
• 세 번째, 비트코인의 가격상승과 더불어 비트코인의 수수료 상승은 작은 금액을 송금하기 위해 많은 수수료를 지불해야만 하는 문제가 발생합니다. (사용의 편의성 측면)

또한, 지속적으로 화폐로 사용되기에 어려움들이 있다고 살펴보았는데요, 잠재적인 리스크를 살펴보면 다음과 같습니다.

• 채굴난이도 상승 및 채산성 악화에 따른 채굴 중단의 가능성
• 지나친 전력소모를 원인으로 발생할 수 있는 외부적 압력에 의한 채굴중단의 가능성
• 채굴 보상 반감기에 의한 채산성 악화의 가능성
• 거래소의 수수료 문제와 지속적인 수수료 상승의 문제

위와 같은 여러가지 비트코인의 한계를 극복하기 위해 공학자들은 라이트닝 네트워크라는 개념을 창조해냈고, 결국 신뢰없는 당사자들의 신뢰할 수 있는 거래를 제공하는 블록체인 네트워크에 또 다른 레이어 구조를 창조하여, 블록체인에 기반한 신뢰할 수 있는 저렴한 수수료의 빠른 거래 방법에 대해 해결책을 내놓기에 이르렀습니다.

블록체인에 대해 관심이 있으신 분이라면 반드시 알아야 할, 거쳐가야 할 산(?)입니다.
라이트닝 네트워크를 구상해낸 Joseph Poon과 Tadge Dryja은 굉장한 천재라는 점을 의심하지 않으셔도 될 것 같습니다. Blockstream, Lightning Labs, ACINQ, Elements Project 등 전세계에서 기를 쓰고 연구하고 있습니다.
이 기술 정교함과 비젼은 말로 표현할 수 없을정도로 아름다운 수준이라, 라이트닝 네트워크에 대해 공부하며 "어떻게 이렇게 복잡하고 정교한 프로토콜을 만들어낼 생각을 했을까?"하며 혼잣말로 수 차례 놀라곤 했습니다. 분명히 여러분들께서도 라이트닝 네트워크의 작동원리를 이해하신다면 탄성을 지르며 온몸에 소름이 끼치는 놀라운 경험을 하실 수 있을 것입니다.

라이트닝 네트워크란 ?
워낙 방대한 기술이다 보니 간결한 정의 자체가 어렵습니다. 그럼에도 불구하고 구글의 Wikipedia의 힘을 빌려 최대한 요약하여 설명하면 다음과 같습니다.

• 라이트닝 네트워크란 비트코인의 블록체인 위에서 작동하는 두번째 레이어로, 노드간의 소액거래(Micro payment)를 가능하게 하여 비트코인 블록체인의 스케일링 문제를 해결책으로 이야기된다.

레이어란 무엇이며, micro payment에 활용되는 이유는 무엇일까요?

비트코인의 블록체인은 일방향적이며, 비가역적이며, 왜곡과 변조가 불가능한 구조입니다. 또, 모든 거래가 금액의 크기 및 중요도와 무관하게 누락없이 기록되는 비효율성마저 내포하고 있습니다. 이런 블록체인의 특성이 소액거래를 거의 불가능에 이르도록 만들었습니다.

예를 들어 IOT를 활용해서 수집한 데이터를 보내주면, 그에 대한 보상으로 한화 1,000원에 해당하는 금액을 BTC로 돌려주는 비지니스 모델이 있다고 해봅시다. 하지만 수수료도 비싸고, 1,000원을 보내기 위해 소모되어야 하는 시간이 너무 길어지기도 하기 때문에 배보다 배꼽이 큰 상황이 발생합니다. 심지어, 매 시간마다 소액의 비트코인을 보내야하는 비지니스 모델이라면 비트코인의 블록체인을 활용하는 것은 매우 부적절합니다.

현재 비트코인의 블록체인은 '블록이라는 버스'에 '사람(트랜잭션)'들이 모두 탑승하기가 힘든 상황입니다. 덩치가 굉장히 큰 사람들은 버스에 우선적으로 태우고, 덩치가 작은 사람(Micro payment)들은 어차피 목적지까지 하루에도 수차례 갔다가 다시 돌아오기도 하니, 예비 장부에 사람들의 이름만 적어두고, 여러번 오고 간 후에 한 거번에 정산하면 버스가 좀 더 널널해지지 않을까요?

라이트닝 네트워크는 비트코인의 블록체인 위에 연동된
라이트닝 네트워크라는 별개의 Layer에서 이러한 작업들을 처리합니다.
즉, 비트코인의 블록체인에 기록되는 내용들을 최소화하여, 블록에 담기는 트랜잭션을 줄이고,
소액으로 자주 거래가 되는 채널을 블록체인이 아닌 다른 레이어에서 처리를 해버리고,
처리된 결과값만 블록체인에 올리겠다는 것입니다.
위의 사진을 보신다면 블록체인 밑에 점선으로 연결된 노드들간에 화살표가 이어진 부분을 확인하실 수 있습니다.
이처럼 또 다른 레이어를 통해 블록체인의 부담을 덜어줄 수 있습니다.
특히, 라이트닝 네트워크는 소액으로, 반복적으로 일어나는 거래들을 처리해주고자 합니다.
블록체인 상의 트랜잭션이 줄어들기 때문에, 많은 수수료를 내고 빨리 거래를 처리해달라고 할 필요가 없어지겠죠.
확실히 블록체인이 많이 가벼워질 것 같습니다.

여러분께서 한 번 스스로 정리를 해보시면 좋을 것 같습니다.

• 라이트닝 네트워크가 무엇인가?
• 비트코인과 라이트닝 네트워크 기술은 무슨 관계인가?
• 라이트닝 네트워크의 작동원리가 무엇인가?
• 라이트닝 네트워크가 실제로 사용되면 비트코인은 어떻게 되는가?

라이트닝 네트워크 백서

• http://lightning.network/lightning-network-paper-DRAFT-0.5.pdf

라이트닝 네트워크 위키백과

• https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning_Network