라이트닝 2020: 도전하는 웹 3.0 개발자들을 위한 툴킷

작성자 Ryan Gentry

May 05, 2020 | 11 minute read

웹 3.0에 관심을 가진 많은 개발자와 투자자들은 비트코인 상에 무엇인가 만들어낸다는 아이디어를 포기한지 오래입니다. 이는 비트코인 네트워크의 제한된 처리량, 높은 레이턴시, 보수적인 프로그램화 가능성으로 인해 웹 3.0 관련 개발이 불가능하다는 전제에서 비롯되었습니다. 실제로 이는 이더리움의 탄생과 Arweave, Cosmos, Polkadot, Solana, Near와 같은 다수의 웹 3.0 플랫폼이 만들어진 배경이기도 합니다. 이러한 신규 플랫폼들은 비트코인 상에서는 아직까지는 불가능하다고 간주되던 기능성을 제공합니다. 하지만 이는 바뀔 것입니다.

라이트닝 네트워크는 비트코인을 위한 ‘탈중앙화되고 비허가성인 비자(Visa) 네트워크'라고 많은 이들이 받아들여 왔습니다. 왜냐하면 높은 처리량과 낮은 레이턴시 지불을 비트코인 네트워크에서 가능케 해주기 때문입니다. 물론 이런 관점은 라이트닝 네트워크를 이해하기엔 쉽지만, 사실 더 많은 장점들을 가지고 있습니다. 라이트닝 네트워크는 최근 두 가지 기술적인 발전을 통해 프로그램화 측면에서도 더 나은 경험을 선사합니다.

  1. LSAT(라이트닝 서비스 증명 토큰), 마카룬(macaroon), 그리고 무기명 디지털 자산 토큰에 의해 가능해진 영속적인 자기 주권 신원과 이에 대한 증명
  2. 형식-길이-값(TLV), Keysend, 그리고 HORNET이 가능케 해준 임의적 데이터 페이로드

이번 글에서 저는 이 두 가지 새로운 요소가 어떻게 라이트닝 네트워크를 단순 결제라는 차원을 벗어나 웹 3.0의 유틸리티를 높이는데에 기여하는지를 다루고자 합니다. 라이트닝 네트워크는 결제 기능을 기본으로 탑재한채로 자기 주권 신원증명 및 데이터 네트워크로 거듭나고 있습니다. 하지만, 이러한 새로운 모습을 보기에 앞서서 라이트닝 네트워크의 현 주소에 대해서 한 번 살펴보겠습니다.

라이트닝 네트워크의 현 주소: 결제 채널 및 HTLC

2015년도 라이트닝 네트워크 논문에서 묘사되었듯이 라이트닝 네트워크는 HTLC를 활용하여 쌍방향 결제 채널을 가능케합니다. 이게 어떤 의미인지 잘 이해되지 않으시는 독자분들은 Radar의 ION 위키를 보충자료로 읽어보시길 권합니다.

5년 전 처음 세상에 하나의 아이디어로 등장한 라이트닝 네트워크는 빠르게 성장해왔습니다. 실사용 측면에서 세 가지의 주요 클라이언트 적용이 있었습니다. Lightning Labslnd, ACINQeclair , 그리고 Blockstreamc-lightning이 그 예입니다. 이러한 라이트닝 네트워크는 라이브 상태에서 6,500개의 노드, 60,000개의 채널, 그리고 1,070 BTC 수용(900만 달러 규모)을 하고 있는 것으로 추정됩니다. 라이트닝 네트워크 관련 스타트업들은 2019년도에 400만불 가량의 펀드레이징에 성공하였고, 이미 제도권에 어느 정도 올랐다고 평가되는 BitrefillBitfinex 같은 서비스들은 라이트닝 네트워크를 활용하고 있습니다.

라이트닝 네트워크 생태계가 얼마나 빨리 성장하고 있는지를 알아보기 위해 현재 암호자산 및 블록체인 생태계 내에서 가장 큰 문제점으로 꼽히는 UX 측면을 살펴보겠습니다. 사용자 온보딩에 관한 것인데요. 즉, 얼마나 빨리 특정 개인이 이하 행위들을 할 수 있는가입니다:

  1. 월렛을 다운로드 받아
  2. BTC를 구매하고
  3. 채널을 열어
  4. 성공적으로 결제하거나 돈을 수신하는가

UX 측면을 강화하기 위해서 Bitrefill은 Thor channels이라는 아이디어를 내었습니다. 이는 사용자들이 BTC 채널을 구매하고, 온체인에서 컨펌이 되기 전에 거래를 할 수 있게 해줍니다. 또한, Zap의 StrikeEscher App과 같은 솔루션들은 법정화폐를 BTC로 전환하는데 걸리는 시간을 24시간에서 15초로 줄여주었을 뿐만 아니라, 이를 단 한 번의 KYC 검증과 몇 번의 클릭만으로 가능케했죠. 또한, Fold, Lolli, BlockrizePei 같은 사토시 기반 보상 제공 서비스가 출시되면서 사용자들이 BTC를 보상으로 얻을 수 있게 되었습니다. Zebedee, Satoshis.games 그리고 Thndr Games 같은 게임사들은 이러한 노력을 한층 더 배가하고 있습니다. 사용자들이 게임 내에서 BTC를 얻을 수 있고, 이렇게 얻은 비트코인을 즉시 자신들의 월렛으로 인출하여 다른 곳에 사용할 수 있는 환경을 만들었죠.

위에 열거한 이 모든 서비스가 1년 동안 런칭된 것임을 눈여겨보아야 합니다. 이들을 제가 일일히 짚은 이유는 오늘날 개발자용 툴셋이 이미 대부분 사용 가능해졌음을 강조하고 싶어서입니다. 많은 회사들이 이 툴셋을 통해 제품을 만들고, 사용자를 온보딩시키면서 오늘날 사용자들이 직면하는 실제 문제들을 해결해가고 있습니다. 추후 예정된 PLTC를 가능케하는 TaprootChannel Factories를 구현할 Eltoo 같은 프로토콜 업그레이드는 프라이버시를 강화하고 전체 시스템 수수료를 낮출 것입니다. 하지만, 이를 위해서 개발자들이 새로운 툴을 사용해야 하지 않습니다. 왜냐하면 그 툴들은 모두 이미 사용 준비가 되었으니까요.

신규 기술들

위에서 묘사한 핵심 툴 세트를 통해 라이트닝 네트워크는 비트코인에 있어 비자(Visa)와 같은 존재가 될 수 있습니다.

하지만 라이트닝 네트워크의 잠재성은 이보다 큽니다. 왜냐하면 웹 3.0 개발의 초석이 될 수 있기 때문입니다. 해당 섹션에서 다룰 두 가지 신규 기술을 통해 라이트닝 네트워크가 앞으로 어떻게 시장을 키워나갈지 엿볼 수 있습니다.

영속적인 자기 주권 신원과 증명

라이트닝 네트워크의 흥미로운 점 중 하나는 비트코인의 기초 계층에서는 주소 재사용을 말리는 것과 반대로 네트워크의 각 노드가 영속적인 신원을 갖는다는 것입니다. 이는 각 노드가 영속적인 채널을 갖기 때문입니다. 여기서 말하는 신원은 임의적으로 생성된 공개 키인데, 이는 유저의 실제 신원과는 꼭 연동되지 않을 수도 있습니다. 제3자가 이러한 신원에 대해 관리할 것이라고 유저가 신뢰하지 않아도 된다는 점에서 ‘자기 주권’적 신원이다라고 할 수 있죠.

웹 3.0 개발자라면 자기 주권 신원이라는 아이디어가 앞으로 10년간 웹 상에서 얼마나 엄청난 변화들을 일으킬지 이미 인지하고 있을 겁니다. 멀티코인의 웹 3.0 관련 투자 철학은 “데이터와 어플리케이션 로직의 분리" 입니다. 자기 주권 신원과 결제는 이러한 패러다임 전환(증명 및 결제 로직과 어플리케이션 로직의 디커플링)의 첫 걸음이 될 것입니다. 개발자들은 이러한 툴을 기반으로 마침내 모든 유저가 자신의 프로필을 설정하지 않고도 사용하는 어플리케이션을 만들고, 이 어플리케이션을 수익화할 수 있게 될 것입니다.

Money and persistent identity

그림 1 : 해당 트윗에서 말하는 새로운 UX는 무엇인지 정의하기 어렵지만, 현실화된다면 정말 중요하다는 것은 알 수 있습니다.

라이트닝 네트워크는 영속적인 노드 신원을 이미 다음과 같은 세가지 방법으로 사용하고 있습니다:

  1. 라우팅 노드의 명예 점수를 계산하는데 사용합니다. 이는 공개되어있는 요소인 업타임, 수수료율, 채널의 존속기간, 숫자, 사이즈 등을 가지고 판단합니다. 이 점수는 노드들이 한정된 유동성을 어떻게 분배하는 것이 가장 수익성이 높은지를 알 수 있게 해줍니다.
  2. 마카룬을 노드 내에 생성하는 데에 사용합니다. 마카룬은 쿠키와 비슷하지만, 허가성 측면에서 좀더 세련되죠. 노드 내의 마카룬 베이커리는 어플리케이션이 노드의 특정 기능을 이용할 수 있는 권한을 줍니다. 예를 들어 “채팅 앱 X는 별도의 허가 요청 없이도 매일 100 사토시까지는 허용된다”처럼요. 노드는 어플리케이션이 가진 권한을 파기할 수도 있는데, 이는 사실 한층 더 발달된 스마트 컨트랙트 월렛과 유사합니다. Torus, Argent, Gnosis, 그리고 Authereum 팀의 월렛을 생각해보면 되겠네요.
  3. 라이트닝 서비스 인증 토큰(LSAT) 생성에 사용합니다. LSAT은 좀 더 업그레이드 된 마카룬이라 생각하시면 됩니다. Alice는 서버로부터 이러한 LSAT을 구매할 수 있고, 추후 접근 자격을 위해 사용합니다. 예를 들어, “Alice는 해당 웹페이지를 로그인 하지 않고도 브라우징할 수 있으나, 브라우징을 하게 되는 경우 초당 1 사토시를 지불해야 한다"와 같은 접근 자격을 얻게 되는 것이죠.

이러한 툴 중 LSAT이야말로 웹 3.0 개발자들에게 가장 중요합니다. LSAT은 Oauth2 프레임워크와 동일한 자기 주권 유저의 로그인 플로우를 만들 수 있게 해줍니다. 중간에 신뢰할 수 있는 제3자가 존재하지 않더라도 이 것이 가능해진다는 겁니다.

Oauth2라는 용어가 낯선 분들을 위해 간략한 요약을 준비해보았습니다. 현재의 체계가 차용하는 유저 이름과 패스워드를 입력하는 방식과 설명하는 패러다임 간에는 아주 중요하고 미묘한 차이점이 존재합니다. 웹 스탠다드를 담당하는 단체들은 모든 사이트마다 새로운 패스워드를 요구하는 것이 사실 사용자 친화적이지도 않으며, 재사용되는 암호에 취약한 구조를 만든다는 점에 의견을 일치했습니다. 그리고 이들은 개발자들로 하여금 토큰 인증 스탠다드로 옮길 것을 장려하고 있죠.

Oauth Explanation

그림 2 : 구글의 OAuth 버튼과 이를 눌렀을 때 일어나는 과정

사용자가 “구글로 로그인하기"를 눌러 웹사이트에 로그인하면, 이는 위에 보여지는 OAuth 과정을 시작하는 것입니다. 인증 토큰이 유저 이름과 패스워드를 대체하는 것이죠. 모든 웹사이트별로 유저 이름과 패스워드를 일일히 입력하는 것보다 사실 훨씬 사용자 친화적이기도 하구요. 그러나 이러한 사용자 친화성을 위해서 우리는 구글에게 유저의 온라인 신원에 대한 소유권을 넘기고 있습니다. 구글은 유저들이 어떤 웹사이트에 로그인을 했는지 추적할 수 있고, 어떤 경우는 유저의 접근 요청을 거부할 수 있는 힘도 가지고 있죠.

라이트닝 네트워크의 LSAT을 사용하면 사용자는 웹 서비스나 주변 지인들에게 셀프 증명을 할 수 있습니다. 이를 위해 주권 증명용 비밀 키를 사용하는데 UX는 구글을 통한 SSO와 유사합니다. 이는 유저 프라이버시에 있어서 엄청난 의미를 지니는데요. 데이터 소유권과 어플리케이션 로직을 분리하는 인프라의 아주 중요한 퍼즐 조각이기도 합니다.

Sphinx.Chat 팀과 Tierion 팀은 이러한 영속적인 자기 주권 신원을 라이트닝 네트워크를 통해 활용하고 있습니다:

  1. Sphinx.Chat은 유저의 영속적인 신원을 이용하여 다른 무기명 자산 토큰인 JSON Web Tokens(JWTs)의 결제증명을 생성합니다. JWT는 전통적인 웹 스탠다드에서 수년 간 사용되어 왔습니다. 예를 들어, 유저가 논문과 같은 디지털 상품을 Lightning을 통해 구매했다고 가정해봅시다. 이러한 구매 후 노드는 암호학적으로 영수증 역할을 하는 서버에 의해 서명된 JWT를 받게 됩니다. 이러한 영수증을 받게 되면, 유저는 따로 저장하거나 또 돈을 지불하지 않고도 서버에 가면 언제든지 그 논문을 볼 수 있게 됩니다. 더 중요한 점은 만약 그 영수증을 기존 구매자가 아닌 다른 노드로 전송하게 될 경우 서버는 노드별 영속적인 신원 덕에 이를 알아챌 수 있습니다.
  2. Tierion은 마카룬과 스플릿 결제를 통해 새로운 시도를 하고 있습니다. 예를 들어, Alice는 Bob에게 30초동안 무료로 서버 접근을 허가하는 LSAT을 팔 수 있습니다. 하지만 이는 Alice가 서버에 판매 금액의 10%를 HODL invoice로 낼 경우에만 가능합니다. 여기서 말하는 HODL invoice란 외부적인 조건이 충족되었을 경우에만 체결이 되는 결제라고 할 수 있습니다. 결국 이는 스마트 컨트랙트나 마찬가지인데요. 서버가 자신의 몫을 받기 전까지는 Alice가 다른 판매를 통한 수익금을 가져갈 수 없으니까요.

임의 데이터 페이로드

라이트닝 네트워크의 재미있는 특이사항은 Tor(토르)와의 유사성, 즉 네트워크 익명성입니다.

  1. 라이트닝 네트워크와 토르 네트워크 모두 오니언 라우팅을 이용하여 발신자와 수신자를 감시하는 제3자로부터 보호합니다.
  2. 두 네트워크 모두 데이터와 결제가 어떻게 이동할지에 대한 서킷을 구성합니다.
  3. 형식-길이-값(TLV)를 통해 사용자가 임의적인 데이터 페이로드를 결제에 첨부할 수 있도록 합니다. 그리고 Keysend는 사용자가 결제 시 수신자에게 인보이스 없이도 내역을 보낼 수 있게 해줍니다.

TLV를 Keysend와 결합하여 사용함으로써 라이트닝 네트워크는 인센티브화된 오니언 라우팅 데이터 네트워크가 됩니다. 이는 어떤 라이트닝 네트워크 노드라도 임의 데이터를 결제에 첨부하여 네트워크 내에서 보낼 수 있음을 의미합니다. 또한, 프라이빗한 경로를 통해 목적지까지 도달하는 것을 보증합니다. 추가적으로, 라이트닝 네트워크의 디자인은 토르의 3가지 주요 취약점을 극복한 모습을 보입니다:

  1. 프라이버시 측면에서 라이트닝 네트워크는 토르보다 더 낫습니다. 토르는 믹싱을 패킷 단위에서까지 진행하지 않기 때문에, 상관관계 공격에 취약하기 마련입니다. 라이트닝 메세징은 Sphinx 포맷을 활용하여 릴레이 노드로부터 서킷 정보를 가리고, 이를 통해 네트워크를 상관관계 공격으로부터 보호합니다.
  2. 라이트닝 네트워크는 더 나은 탈중앙화를 제공합니다. 각 토르 노드는 9개의 중앙화된 디렉토리 권한 (DA) 서버에 의존합니다. 이는 라우팅을 위해 어떤 노드가 가용한지를 계속해서 업데이트 해주는 DA 서버의 역할 때문입니다. 반면, 라이트닝 노드는 탈중앙화된 네트워크 상의 피어 노드로부터 가십 브로드캐스팅을 통해 업데이트를 받습니다. 이는 베이스 레이어와 레이어-2 모두에 해당합니다.
  3. 라이트닝 네트워크는 인센티브 측면에서 토르보다 낫습니다. 토르 노드는 사용자가 데이터를 릴레이하는 것에 대해 사용료를 부과할 수 없을 뿐만 아니라, 제3자에게 사용자 데이터를 판매할 수도 없습니다. 왜냐하면 모든 트래픽이 익명처리 되기 때문입니다. 하지만, 라이트닝 노드의 경우, 데이터 릴레이에 대한 수수료를 기본적으로 부과합니다.

이 중 3번에 해당하는 이유로 인해 감시자가 토르 릴레이어의 50% 이상을 상대적으로 적은 비용으로 운영할 수 있습니다. 이는 사실 토르 네트워크의 아킬레스건 같은 치명적 약점이죠. 오늘날 온라인 상에서 6,000여 건의 토르 릴레이가 있는데, 이들 모두 어찌보면 토르 덕후들과 여러 후원 재단에 의해 운영되고 있습니다.

이미 라이트닝 노드는 토르 릴레이어의 숫자를 능가하였습니다. 그리고 이러한 라이트닝 노드 중 일부는 결제를 릴레이하는 것만으로도 수익을 내기 시작했죠. 트래픽과 네트워크 수수료가 커질수록 노드 숫자 역시 늘어날 것입니다. 그러므로 네트워크의 50% 이상을 점유하는 것의 비용 역시 계속해서 증가할 것이구요. 이는 굉장히 중요한 부분입니다.

현 단계에서 라이트닝 네트워크는 토르 네트워크보다 데이터 층위는 품질이 떨어집니다. 하지만 시간이 지나 더 성숙해진다면 라이트닝 네트워크는 더욱 프라이빗하고 탈중앙화된 지속가능한 데이터 층위를 제공할 수 있게 될 잠재력을 지니고 있습니다. 마치 영속적인 자기 주권 신원처럼 프라이빗 데이터 층위는 웹 3.0 개발자들이 데이터 소유권과 어플리케이션 로직을 분리시킴에 있어서 요긴하게 쓸 툴이 될 것입니다.

종합해보자면

웹 3.0 커뮤니티는 엔드 사용자 어플리케이션이 어떤 형태를 띠게 될지에 대한 장기적인 비전은 갖고 있지만, 이러한 미래로 향하는데 필요한 도구는 손에 쥐어본 적이 없습니다. 이러한 문제점을 떠안고 살아가는 웹 3.0 개발자들을 위해 라이트닝 네트워크는 3가지 신규 핵심 툴을 제공합니다:

  1. 즉각적이며 비허가성 소액 결제
  2. 자기 주권적이며 프로그램 가능한 무기명 자산과 영속적인 신원
  3. 인센티브화된 프라이빗 데이터 층위

이러한 신규 요소들을 통해 마침내 개발자들은 현재 그들을 옭아매는 인증 및 결제 로직을 어플리케이션 로직으로부터 디커플링시킬 수 있는 앱을 만들 수 있게 됩니다. 가장 쉬운 형태로는 로그인이나 구독 없이 유료화 벽을 넘을 수 있는 소액 결제를 생각할 수 있는데, 이는 사용자에게 완전히 새로운 온라인 상에서의 경험을 가져와 줄 것입니다.

Brian Armstrong Tweet Storm 그림 3 : 비용을 줄이는 것이 오히려 수요를 높인다는 제번스의 역설.

페이팔을 통해 온라인 상에서 실물을 파는 것이 엄청나게 수월해졌고, 이를 통해 이베이(eBay)는 세계인 모두가 거래하는 장터가 될 수 있었죠. 또한, 스트라이프(Stripe)는 어느 소프트웨어 서비스에서건 결제를 용이하게 만들어주며 지난 십년간 온라인 커머스의 폭발적인 성장을 견인하였습니다. 라이트닝 네트워크는 익명의 개인이나 웹 서비스 간 소액 결제와 임의의 데이터 전송의 장벽을 허물 것입니다. 그리고 이는 위 트윗을 통해 코인베이스 CEO Brian Armstrong이 밝힌 것처럼 “지금까지 한 번도 가능하지 않았던 새로운 행동과 혁신”을 가능케 해줄 것입니다.

라이트닝 네트워크를 활용하는 메세징 앱인 Whatsat, Sphinx.Chat, Shockwallet, 그리고 [Juggernaut]은 신선한 시도입니다. 사실 이미 텔레그램, Signal, Kik, 라인, 클레이튼, 왓츠앱이 자체 암호화폐 결제체계를 탑재하기 위해 수십억 달러를 펀드레이징한 것은 메세징 앱을 이용한 소액 결제 시장이 존재함을 증명합니다. 그러나, 기존의 플레이어들은 기보유한 앱 유저베이스를 기반으로 네트워크 효과를 누리기 위해 탑다운 전략을 사용합니다. 라이트닝 네트워크를 이용하는 메세징 앱들은 바텀업 접근을 통해 비트코인의 글로벌 유동성과 암호화폐 결제체계를 별도의 비용 없이 사용할 수 있을 것입니다.

기존 메시징 앱과 라이트닝 네트워크를 활용하는 앱 중 어떤 접근법이 최종 승자가 될지는 매우 흥미진진한 대결이 될 것입니다. Chris Dixon은 그의 유명한 글인 ‘왜 탈중앙화가 중요한가’ 를 통해 중앙화된 플랫폼은 필연적으로 생태계에 가치를 제공하던 자에서 가치를 추출해 가는 자로 변한다고 주장하였습니다. 사실 텔레그램을 필두로 중앙화된 메세징 앱은 제3자 개발자들에게 상당히 친화적이었으나, 언제 이러한 모습이 바뀔지는 알 수 없습니다. 중앙화된 플랫폼이 메세징 앱이라 하여 이번에는 다를까요? 웹 3.0 개발자들은 이러한 중앙화된 플랫폼을 위해서 개발하는 것이 아닌 누구에게나 공개되고 비허가성이면서 상호운용적인 기준을 만드는데에 초점을 맞춰야할 것입니다.

만약 이 글을 읽고 계신 독자께서 웹3.0 개발자로서 이러한 신규 툴들을 활용하는 것에 관심이 있으시면 이메일 혹은 트위터를 통해 연락주십시오.

고지사항: 멀티코인 캐피털은 BTC 매수 의견을 견지하고 있습니다.

Kyle Samani, Ben Sparango, John Robert Reed, Elizabeth Stark, Jim Patterson, Paul Itoi, Joost Jager, Buck Perley에게 이 글이 나올 때까지 함께 검토해준 것에 감사를 표합니다.

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