비트코인 유틸리티의 확장 - 비트코인 스테이킹 with 바빌론

목차

1. 비트코인 스테이킹이 등장한 배경
1-1. 비트코인, '가치 저장 수단'을 넘어 '유틸리티 확장'으로
1-2. 이더리움을 다른 프로젝트 보안에 활용할 수 있다면, 비트코인도? 

2. 비트코인 스테이킹의 개념
2-1. 비트코인의 특성
2-2. 비트코인 스테이킹이란 

3. 바빌론의 비트코인 스테이킹 기술 구현과 프로토콜의 역할
3-1. 바빌론, 제3자 신뢰 관계가 필요 없는 비트코인 스테이킹 프로토콜
3-2. 바빌론의 비트코인 스테이킹 기술 구현
3-3. 바빌론 비트코인 스테이킹 프로토콜의 역할 

4. 비트코인 스테이킹의 미래
4-1. 롤업 생태계까지 비트코인의 유틸리티를 확장하고자 하는 바빌론
4-2. 비트코인 스테이킹의 전망

 

 

1. 비트코인 스테이킹이 등장한 배경

1-1. 비트코인, ’가치 저장 수단’을 넘어 ‘유틸리티 확장’으로

2009년 1월에 탄생한 비트코인은, 2024년 1월 미국 현물 ETF가 승인되면서, 이제 명실상부 금융 자산에 편입되어 ’가치 저장 수단’의 당위성을 어느 정도 인정 받은 것으로 보인다. 하지만 예전부터 비트코인을 보유한 일부 집단에선 단순 ‘가치 저장 수단’ 의 영역을 넘어 ‘유틸리티’를 확장하기 위해 다양한 시도들을 행해왔으며, 이는 비트코인 옹호론자 사이에서 큰 논쟁거리가 되기도 하였다. 비트코인의 보수적 옹호론자들은 비트코인의 보유(HODL)를 주장하며 비트코인 개수를 축적하는 것의 큰 의의를 두는 한편, 비트코인 실용적 옹호론자 집단에선 비트코인을 활용한 가치 창출에 열린 태도를 갖고 다양한 활용 사례를 만들어가고자 시도하였다. 이러한 비트코인 활용 시도들은, 마찬가지로 최근 7월 미국에서 승인된 현물 ETF의 주인공, 이더리움의 기술 발전 흐름에 따라 함께 발전해왔다.

1-2. 이더리움을 다른 프로젝트 보안에 활용할 수 있다면, 비트코인도?

2015년 7월에 탄생한 이더리움은 비트코인이 갖지 못한 ‘스마트 컨트랙트’라는 기술을 탑재하였고, 이는 오늘 날의 블록체인 산업을 태동시킨 역사적인 발명으로 기록되었다. 이더리움의 스마트 컨트랙트를 토대로 탈중앙 금융(DeFi)과 NFT 산업이 흥행하였으며, 초기 비트코인과 동일하게 작업증명방식(Proof of Work, PoW)을 사용했던 이더리움이 22년도 9월에 지분증명방식(Proof of Stake, PoS)로 전환되며 현재는 PoS 구조를 활용한 보안 레버리지 서비스(리스테이킹 서비스)가 산업의 주요 화두로 자리 잡은 상황이다. 

이더리움 리스테이킹을 통해 보안을 레버리지한다는 개념은 말 그대로 이더리움 PoS 체인의 검증을 위해 스테이킹 되어 있는 이더리움을 다시 한 번 스테이킹한다는 것이다. 이러한 기술을 구현 중인 대표적인 프로젝트로는 아이겐레이어(Eigenlayer)가 있으며, 이더리움 블록 검증자(밸리데이터)는 아이겐레이어에 스테이킹된 이더리움을 다시 예치하여 이더리움 체인의 보안을 확보하면서도 생태계 내 각종 미들웨어 인프라(AVS)의 보안까지도 함께 확보할 수 있게 된다. 이를 통해 이더리움 스테이킹에 따른 수익과 함께 추가 검증 수익을 보상으로 받게 된다.

(*아이겐레이어에 대한 이전 자세한 내용은 쟁글의 아이겐레이어(Eigenlayer), 탈중앙화 신뢰를 위한 오픈 마켓플레이스를 참고하길 바란다. ) 

비트코인 실용파는 이더리움이 파생시킨 기술 발전 흐름에 맞추어 비트코인의 거대한 자본을 활용한 가치 창출을 시도하고 있다. 이러한 접근 방법을 시도 중인 바빌론은 비트코인 스테이킹을 통해 다른 PoS 블록체인 네트워크의 보안을 강화하는 혁신을 만들고자 하는 대표적인 비트코인 실용파로, 2022년도부터 비트코인을 활용한 PoS 체인 보안 강화 방안을 제시하고 발전시켜왔다.

 

2. 비트코인 스테이킹의 개념

2-1. 비트코인의 특성

비트코인 스테이킹의 개념을 살펴보기에 앞서, 비트코인이라는 자산을 다양한 프로토콜의 보안 강화에 활용하기에 좋은 이점에 대해 먼저 살펴보고자 한다. 최근의 블록체인 네트워크가 에너지 효율성과 빠른 확정성 등을 이유로 지분증명방식(PoS)를 선택한 것과 달리, 암호화폐 전체 시가총액의 절반 가량을 점유하고 있는 비트코인은 여전히 작업증명방식(PoW)을 사용하고 있다. PoS 체인의 자산과 달리 비트코인은 역사와 증명방식에 따라 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

• 구속성이 없음:
  비트코인은 PoW 방식에 의해 보안이 유지되므로, 보안에 토큰 자산을 필요로 하는 PoS 체인과 달리 비트코인 자체가 비트코인 네트워크 보호에 사용되지 않는다. 즉, 비트코인이 다른 곳에 활용되다가 문제가 생겨도, 즉각적으로 비트코인 네트워크에 문제가 발생하진 않는다.
• 가장 분산화되어 있음:
  비트코인은 가장 오래된 블록체인으로, 시장에서 가장 분산된 토큰 보유자 집단을 소유하고 있다. 반면, 많은 PoS 체인의 자산은 프로젝트 초기 단계에서 초기 투자자, 창립자 및 팀원, 재단의 손에 집중되어 있다. 집중된 자산은 네트워크가 자산을 스테이킹하여 네트워크를 검증할 때 중앙 집중화 위험을 초래한다.
• 낮은 가격 변동성:
  비트코인은 모든 암호화폐 중에서 상대적으로 가장 낮은 가격 변동성을 보인다. PoS 체인에 있어 자산 가격의 변동성은 보안에 중요한 문제이다. 자산 가격의 급격한 하락에 따라 스테이킹 유출이 가속화 될 수 있으며, 이는 체인의 보안을 낮추어 공격에 쉽게 노출되도록 만들 수 있다.

이러한 비트코인 특성을 활용해 다양한 프로토콜의 보안을 강화하는데 활용하려는 아이디어가 등장했다. 대표적으로 바빌론이 해당 아이디어를 기반으로 비트코인 스테이킹 서비스를 만들고 있는데, 비트코인이 자본의 규모와 분산 정도에 영향을 받는 PoS 체인의 보안을 더욱 강화 시킬 수 있는 충분한 경제 및 기술적 우위를 갖고 있다고 보고, 비트코인 스테이킹 내러티브를 주도하고 있다.

2-2. 비트코인 스테이킹이란

출처: Babylon Blog

비트코인 스테이킹은 두 가지 시장을 연결하는 중개자 역할을 한다. 한쪽에는 보안의 강화가 필요하고 이를 위해 수익을 지불할 준비가 되어 있는 PoS 체인들이 있고, 다른 한쪽에는 거대 자본을 보유하고 있으며 이를 통해 수익을 얻고자 하는 비트코인 보유자들이 있다. 비트코인 스테이킹 프로토콜은 이러한 두 가지 시장을 연결하는 보안 공유 프로토콜이다. 비트코인 스테이킹으로 얻을 수 있는 이점은 다음과 같이 정리할 수 있다.

• 탈중앙화된 보안 강화: PoW를 사용하는 비트코인을 활용하여 PoS 체인의 보안을 강화함으로써 네트워크의 신뢰성과 안정성을 높인다.
• 보안의 경제성 증가: 비트코인을 스테이킹함으로써 PoS 체인의 경제적 보안을 강화하고, 인센티브와 처벌을 통해 악의적인 행위를 억제한다.
• 새로운 수익 창출 기회: 비트코인 홀더들은 스테이킹을 통해 추가적인 수익을 창출할 수 있다.

비트코인 스테이킹 프로토콜은 타 PoS체인의 보안을 확실하게 강화해주며, 그에 따른 수익을 비트코인 스테이커에 안전하게 전달해 줄 수 있어야 한다. 하지만 비트코인의 개발 언어인 스크립트 언어는 이더리움의 스마트 컨트랙트와 같은 복잡한 기능을 수행할 수 없기에, 관련 기술 개발에 어려움이 있었다. 이러한 어려움을 극복하고 실제 작동 가능한 비트코인 스테이킹 프로토콜을 개발하고 있는 프로젝트가 바로 바빌론이다.

 

3. 바빌론의 비트코인 스테이킹 기술 구현과 프로토콜의 역할

3-1. 바빌론, 제3자 신뢰 관계가 필요 없는 비트코인 스테이킹 프로토콜

바빌론은 비트코인을 직접 브릿징하거나 제3자 중앙 관리 없이 PoS 체인의 보안 강화를 위해 비트코인을 스테이킹할 수 있는 혁신적인 프로토콜을 개발하고 있다. 이는 비트코인의 탈중앙화된 특성과 PoS 체인의 경제적 보안 요구를 결합하여, 비트코인 보유자에게 새로운 수익 창출 기회를 제공하면서도 PoS 체인의 보안을 높이는 방식이다. 바빌론은 비트코인 스테이킹을 통해 비트코인 네트워크의 안정성을 유지하면서도 PoS 체인의 보안에 기여할 수 있는 방법을 제시한다.

3-2. 바빌론의 비트코인 스테이킹 기술 구현

비트코인이 PoS 체인의 보안을 강화하는 역할을 하기 위해서는 코드로 비트코인을 스테이킹할 수 있어야 하고, 스테이킹된 비트코인을 활용하는 검증자의 악의적인 행동을 처벌할 수 있는 슬래싱 기능이 가능해야 한다. 바빌론은 비트코인의 프로그래밍 한계를 극복하여 이 두 가지 핵심 조건을 충족하고자 한다.

1. 비트코인 스크립트 기능을 활용해서 스테이킹이 가능하게끔 구현

   바빌론은 비트코인 스트립트 언어의 타임락 기능을 활용해서 스테이킹 서비스를 구현하였다. 해당 스크립트는 비트코인 스테이킹 시 약속된 기간 동안 락업을 할 수 있는 기능이 포함되어 있으며, 기간 만료 시 락업이 해제되도록 설계되어 있다. 락업 해제 시 스테이킹된 물량이 스크립트에 포함되어 있는 조건을 준수하는 경우, 약속된 여타 프로토콜의 수익(Yield)를 함께 제공하며, 악의적으로 체인을 포크하는 경우엔 페널티 개념의 슬래싱이 실현이 되어 이중 계약이 방지된다. 이처럼 다른 PoS 블록체인들과 같은 스테이킹 기능을 비트코인 스크립트를 통해 구현한 것인데 비트코인 홀더는 바빌론의 솔루션을 통해 비트코인 자산을 스테이킹하고 다른 PoS 체인의 블록 검증자로서 참여할 수가 있게 된다.

2. 일회용 서명 기술을 사용해 악의적 행동을 방지

   바빌론은 추출 가능한 일회용 서명(EOTS)을 사용하여, 비트코인 스테이킹에 참여하는 검증자가 이중 서명과 같은 위반 행위를 할 경우, 개인 키를 노출시키고 이를 통해 슬래싱을 수행한다. 이는 PoS 체인의 보안 위반을 효과적으로 처벌할 수 있도록 한다. EOTS는 비트코인의 슈노르 서명을 활용하여, 검증자가 악의적으로 행동할 때 슬래싱 트랜잭션을 자동으로 실행한다.

3-3. 바빌론 비트코인 스테이킹 프로토콜의 역할

출처: Babylon Blog

바빌론은 비트코인 스테이킹 프로토콜의 핵심 인프라로서, PoS 체인과 비트코인 체인 간의 제어 평면 역할을 수행하며, 비트코인과 다른 체인 사이에서 다음과 같은 주요 기능을 제공한다.

1. 비트코인 타임스탬핑 서비스 제공

   바빌론은 비트코인 타임스탬핑 기법을 통해 PoS 체인의 블록 해시와 서명을 비트코인 체인에 기록하고 서로 동기화될 수 있도록 지원한다. 이를 통해 PoS체인의 스테이킹 언본딩 기간에 발생할 수 있는 롱레인지 공격과 같은 보안 위협을 방지할 수 있으며, 비트코인 스테이커는 필요 시 신속하게 비트코인을 출금할 수 있다.

2. 스테이킹 및 검증 정보 추적

   바빌론은 EOTS 키 등록 및 갱신 등의 스테이킹 정보를 추적하여, 검증자의 활동을 모니터링한다. 이를 통해 검증자가 프로토콜을 준수하는지 확인하고, 비트코인 스테이킹 프로토콜의 무결성을 유지할 수 있다. BTC 스테이킹 모듈은 비트코인 스테이킹 요청을 검증하고 활성화하며, 스테이킹 상태를 유지한다.

3. PoS 체인의 최종 서명 기록

   PoS 체인의 블록 해시와 서명을 비트코인 체인에 기록하여, 롱레인지 공격 등을 방지한다. 이는 바빌론의 BTC 체크포인트 모듈이 BTC 라이트 클라이언트 모듈과 협력하여 확인된 체크포인트를 비트코인 체인에 제출함으로써 이루어진다.

4. 검증자 보상 관리

   바빌론은 검증자들에게 적절한 보상을 분배하여 시스템의 운영을 촉진한다. 인센티브 모듈은 바빌론 PoS체인 스테이커와 벨리데이터, 그리고 Finality Provider와 해당 FP에 위임한 비트코인 스테이커에게 보상을 분배한다.

5. 비질란테 프로그램 운영

   비질란테 프로그램은 바빌론과 비트코인 간의 데이터 중계 역할을 하며, 체크포인트를 비트코인 체인에 제출하고, 비트코인 헤더와 바빌론 체크포인트를 스캔하여 보고하는 등의 작업을 수행한다.

   (더욱 자세한 내용은 바빌론 독스에서 확인할 수 있다.)

 

4. 비트코인 스테이킹의 미래

4-1. 롤업 생태계까지 비트코인의 유틸리티를 확장하고자 하는 바빌론 

출처: Babylon Blog

바빌론은 비트코인의 스테이킹 메커니즘의 경제적 유인책을 활용하여 롤업 시스템의 보안을 강화하는 방법 또한 제시하고 있다. 롤업 시퀀서는 바빌론을 통해 비트코인 체인에 일정한 비트코인 담보를 설정하며, 비트코인을 스테이킹한 사용자는 롤업 시퀀서에게 보안 강화에 활용할 수 있도록 스테이킹한 비트코인을 위임할 수 있다. 비트코인의 보안을 활용해 시퀀서의 최종 확정 시간을 단축할 수 있으며, 올바른 시퀀싱 작업은 그에 따른 추가 보상을 지급한다. 시퀀서가 포킹 공격을 시도할 경우, 슬래싱 메커니즘을 통해 악의적 시퀀서에게 경제적 벌칙을 부과한다. 이와 같은 경제적 보상과 처벌을 통해 롤업 시퀀서의 악의적 행동을 억제하고 보안을 강화하려는 시도 또한 바빌론에서 주도하고자 하고 있다.

4-2. 비트코인 스테이킹의 전망

바빌론의 비트코인 스테이킹 프로토콜과 같은 시도는 비트코인 생태계 내에서 더욱 활발한 혁신과 실험을 촉진할 것이며, 이를 통한 새로운 형태의 경제적 인센티브를 제공하는 금융 상품이 등장할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 비트코인 스테이킹이 기술적으로 실현 된다면 PoS 체인뿐만 아니라 롤업과 다양한 중간 인프라 네트워크의 보안 강화를 통해 비트코인의 유틸리티를 확장할 수 있을 것으로 예상된다. 이는 비트코인 보유자에게 스테이킹을 통해 추가적인 수익을 창출할 기회를 제공함과 동시에, 비트코인의 유동성을 증가시키고 블록체인 생태계 전체의 활성화를 도모할 수 있을 것이다. 바빌론이 비트코인의 또 다른 ‘유틸리티’를 만들어 낼 수 있을지 향후 귀추가 주목된다.

 

* 바빌론이 어떻게 비트코인의 한계를 넘어 스테이킹 기능을 구현했는지 더 자세히 알고 싶다면, 다음 글' 바빌론, 비트코인의 한계를 넘은 스테이킹 혁신'을 참고하길 바란다.