라이트닝 네트워크

라이트닝 네트워크, 어렵지 않아요 비트코인 소액 결제를 빠르고 싸게 만드는 방법

1. 라이트닝 네트워크가 뭔가요?

라이트닝 네트워크(Lightning Network)는 비트코인 블록체인 위에서 돌아가는 레이어 2 결제 방식이에요. 레이어 2란 원래 블록체인(1층) 위에 얹은 '별도의 결제 층'을 말해요.

비트코인은 원래 거래를 할 때마다 그 내용을 블록체인이라는 공용 장부에 하나하나 기록해요. 그런데 라이트닝 네트워크는 이렇게 하지 않아요. 두 사람이 '결제 채널'을 하나 열어 놓고, 그 안에서 여러 번 돈을 주고받는 건 장부 밖(오프체인, 블록체인에 기록하지 않는 곳)에서 처리해요. 그리고 채널을 닫을 때 최종적으로 남은 잔액만 진짜 장부(메인체인)에 한 줄 남기는 식이에요.

이렇게 하면 비트코인 본체가 겪는 두 가지 문제, 즉 한 번에 처리할 수 있는 거래가 적다는 점과 수수료가 비싸다는 점을 덜 수 있어요. 목표는 커피 한 잔 값 정도의 아주 작은 결제(마이크로페이먼트)도 빠르고 저렴하게 처리하는 거예요.

이 방식은 2015년에 조셉 푼과 새디어스 드라이야가 백서(설계 아이디어를 정리한 문서)를 통해 제안했어요. 비슷한 발상을 이더리움 쪽에 적용한 것으로는 라이덴 네트워크가 있어요.

이렇게 보면 쉬워요 · 친구랑 만날 때마다 돈을 주고받는 대신, 공동 지갑을 하나 두고 나중에 헤어질 때 최종 정산만 한 번 하는 것과 비슷해요.

2. 왜 이런 게 필요했나요?

비트코인 블록체인은 1초에 약 7건의 거래만 처리할 수 있다고 알려져 있어요. 우리가 흔히 쓰는 카드 결제망은 1초에 약 2만 4천 건을 처리한다고 하니, 비교하면 아주 느린 편이에요. 그래서 이용자가 많아질수록 거래가 확정되기까지 걸리는 확인 시간이 길어지고, 수수료도 올라가는 문제가 생겨요.

게다가 블록체인에 직접 기록하는 거래(온체인 거래)는 새 블록에 담겨 확정될 때까지 기다려야 해요. 그러니 '지금 바로' 처리돼야 하는 소액 결제에는 잘 맞지 않죠.

라이트닝 네트워크는 이 한계를 풀려고 나왔어요. 그런데 비트코인의 규칙 자체를 바꾸는 대신, 그 위에 별도의 결제망을 하나 더 얹는 방식을 택했어요. 본체는 그대로 두고 위에서 해결하는 거예요.

이렇게 보면 쉬워요 · 고속도로가 막힌다고 도로를 다 뜯어고치는 게 아니라, 위에 전용 다리를 하나 새로 놓는 셈이에요.

3. 어떻게 발전해 왔나요?

2015년 2월, 조셉 푼과 새디어스 드라이야가 라이트닝 네트워크 백서 초안을 공개하면서 이 개념이 처음 세상에 나왔어요. 이후 여러 팀이 이 아이디어를 실제 프로그램으로 만들려고 개발을 이어 갔고, 2018년에는 라이트닝 랩스(Lightning Labs)가 거래 비용과 시간을 줄이는 구현체(실제로 돌아가는 프로그램)를 내놓으면서 네트워크가 본격적으로 돌아가기 시작했어요.

하지만 처음의 기대만큼 순탄하지는 않았어요. 거래가 실패하기도 하고, 보안이 약하다는 지적도 나오고, 너무 복잡하다는 이야기가 이어지면서 한때 관심이 식기도 했어요.

그러다 2019년 1월, '라이트닝 토치(Lightning Torch)'라는 홍보 캠페인이 화제가 됐어요. 익명의 이용자에게서 시작된 송금이 믿을 만한 다음 사람에게 계속 이어서 전달되는 릴레이 방식이었는데, 이걸 통해 네트워크의 송금 기능이 널리 알려졌어요.

4. 결제 채널은 어떻게 작동하나요?

라이트닝 네트워크의 가장 기본이 되는 것은 두 사람 사이에 만드는 '결제 채널'이에요. 두 사람이 다중서명 주소(한 사람 마음대로 못 쓰고 양쪽이 함께 동의해야 돈을 움직일 수 있는 특별한 주소)에 비트코인을 같이 넣어 두면 채널이 열려요.

채널이 열린 뒤부터는, 두 사람이 서로 서명(이게 진짜 내 뜻이라고 확인하는 전자 도장)한 '지금 잔액이 이렇게 됐다'는 갱신 내역만 주고받으면 돼요. 이렇게만 해도 사실상 거의 무제한에 가까운 거래를 장부 밖에서 처리할 수 있어요.

각 거래는 블록이 확정되기를 기다릴 필요가 없어서 거의 즉시 끝나요. 수수료도 사토시(비트코인의 아주 작은 단위) 정도로 매우 작고요.

채널을 닫을 때는 두 사람이 마지막으로 합의한 잔액만 온체인 거래로 장부에 기록돼요. 그러니 그동안 오간 수많은 거래는 블록체인 용량을 차지하지 않아요.

이렇게 보면 쉬워요 · 술자리에서 그때그때 계산하지 않고 '탭'을 열어 두었다가, 나갈 때 최종 금액만 한 번 결제하는 것과 같아요.

5. 직접 채널이 없는 사람에게는 어떻게 보내나요?

나와 직접 채널을 열지 않은 사람에게도 돈을 보낼 수 있어요. 이미 서로 연결돼 있는 중간 노드(네트워크에 참여한 컴퓨터)들을 거쳐서 전달하는 방식이에요.

이때 HTLC(해시 타임락 계약)라는 조건부 스마트 컨트랙트(정해진 조건이 맞아야만 자동으로 실행되는 약속)가 쓰여요. 규칙은 이래요. 정해진 해시 값(원본을 넣으면 나오는 고유한 암호 값)의 원본을 제시해야만 돈을 받을 수 있고, 정해진 시간이 지나면 송금이 자동으로 되돌아가도록 만들어져 있어요. 그래서 중간에 있는 모든 노드가 딴짓 못 하고 정직하게 자금을 전달할 수밖에 없어요.

이렇게 여러 채널이 P2P(중앙 관리자 없이 참여자끼리 직접 연결되는 방식)로 얽히면서 하나의 큰 결제망을 이뤄요. 노드는 사생활 보호를 위해 토르 네트워크(신원을 숨겨 주는 통신망) 위에서 운영되기도 해요.

만약 한쪽이 옛날의 자기한테 유리했던 잔액으로 채널을 몰래 닫으려고 하면, 상대는 페널티 트랜잭션(벌칙 거래)을 써서 채널에 들어 있는 돈 전부를 가져올 수 있어요. 그래서 부정행위를 하려는 마음을 먹기 어렵게 만들어 놨어요.

이렇게 보면 쉬워요 · 아는 사람이 아는 사람을 거쳐 소포를 전달하되, '정해진 열쇠를 보여줘야만 열 수 있는 상자'에 넣어 보내는 것과 비슷해요.

6. 누가 운영하고 누가 참여하나요?

라이트닝 네트워크는 특정 회사가 독차지하지 않는 개방형 프로토콜이에요. 프로토콜이란 '이렇게 하자'고 정해 둔 공통 약속인데, 이게 공개돼 있어서 여러 개발 조직이 서로 호환되는(같이 잘 맞물려 돌아가는) 프로그램을 각자 만들 수 있어요. 그중에서도 라이트닝 랩스는 초기부터 프로토콜 구현과 관련 도구를 앞장서 만들어 온 대표적인 회사예요.

또 누구나 자기 노드를 세우고 다른 노드와 채널을 열어 이 네트워크에 참여할 수 있어요. 노드가 많아지고 채널로 촘촘하게 이어질수록, 나와 직접 채널이 없는 상대에게도 여러 경로를 거쳐 돈을 보낼 수 있게 돼요.

7. 실제로 어디에 쓰이나요?

라이트닝 네트워크가 가장 빛을 발하는 곳은 바로 소액 결제예요. 빠르게 끝나야 하고 수수료가 싸야 하는 작은 결제에 잘 맞기 때문이에요. 나라 차원의 사례로는, 비트코인을 법정통화(공식 화폐)로 채택한 엘살바도르가 라이트닝 네트워크를 결제 수단으로 활용한 것이 널리 알려져 있어요.

2019년 1월에 시작된 '라이트닝 토치'는 이 네트워크를 대중에게 알린 상징적인 캠페인이에요. hodlonaut라는 익명 이용자가 10만 사토시(0.001비트코인)를 믿을 만한 사람에게 보내면, 받은 사람이 여기에 1만 사토시(당시 약 0.34달러)를 더 얹어서 다음 믿을 만한 사람에게 넘기는 릴레이 방식으로 진행됐어요.

이 '횃불'은 트위터 창업자 잭 도시, 라이트코인 창시자 찰리 리, 라이트닝 랩스 CEO 엘리자베스 스타크, 바이낸스 CEO 자오창펑(CZ) 같은 유명 인사들에게 차례로 전달되며 큰 화제를 모았어요.

8. 아직 불편한 점은 없나요?

라이트닝 네트워크는 비트코인의 규칙을 바꾸지 않고도 확장성 문제(더 많은 거래를 감당하는 능력의 문제)를 풀려는 대표적인 시도예요. 하지만 몇 가지 제약도 있어요.

첫째, 온체인 비용이에요. 채널을 열고 닫을 때는 여전히 블록체인에 직접 기록하는 온체인 거래가 필요해서, 그만큼의 수수료가 들어요.

둘째, 유동성 부담이에요. 송금을 하려면 채널에 미리 돈을 넣어 묶어 둬야 해요. 그래서 이 유동성(바로 쓸 수 있게 준비된 돈)을 어떻게 마련하고 나눠 둘지가 숙제가 돼요.

셋째, 상시 접속 요구예요. 넣어 둔 돈을 상대의 부정한 채널 종료로부터 지키려면, 내 노드가 계속 온라인 상태로 켜져 있으면서 상대를 감시해야 해요.

넷째, 사용 난이도예요. 처음부터 지적돼 온 복잡함과 쓰기 어려움도 대중화를 막는 걸림돌로 꼽혀요.

이런 한계를 줄이기 위한 개발은 지금도 계속되고 있어요.

9. 비슷한 프로젝트에는 뭐가 있나요?

라이트닝 네트워크는 블록체인 본체 밖에서 거래를 처리하는 레이어 2 확장 방식의 대표 사례예요. 앞에서 말한 것처럼 본체는 그대로 두고 그 위에서 거래를 처리하는 방법이에요.

같은 발상을 이더리움에 적용한 것이 라이덴 네트워크예요. 결제 채널을 이용해 장부 밖에서 송금을 처리한다는 점에서 라이트닝 네트워크와 구조가 닮았어요.

또 아토믹 스왑도 관련이 있어요. 이건 서로 다른 블록체인의 자산을 중개자 없이 직접 맞바꾸는 기술인데, 라이트닝 네트워크에서 쓰는 HTLC 같은 조건부 계약 기술을 똑같이 쓴다는 점에서 기술적 뿌리가 맞닿아 있어요.