제6장 – 라이트닝 네트워크
한글
책 The Blocksize War의 제6장이 아래에 실려 있습니다. 책 전체는 아마존에서 구할 수 있습니다. 참고로 종이책 판매로 발생하는 모든 수익의 50%는 분쟁, 전염병, 재난 또는 의료 서비스 배제로 영향을 받는 사람들에게 의료 지원을 제공하는 자선 단체인 국경 없는 의사회에 기부됩니다.
세그윗은 사용자들이 악의적인 제삼자에 의해 변경될 수 없는 거래를 만들 수 있는 선택지를 제공했습니다(제삼자 거래 가변성). 이는 라이트닝 네트워크라고 불리는 것, 즉 비트코인을 위한 레이어2 확장 기술에 핵심적인 요소로 여겨졌습니다. 이러한 수정이 없었다면 라이트닝을 구현하기에는 너무 복잡했을 것입니다.
라이트닝 네트워크는 2015년 2월 Joseph Poon과 Thaddeus Dryja의 논문에서 처음 발표되었습니다. 몇 달 뒤에는 이러한 레이어2 솔루션을 설명하는 비슷한 논문이 Christian Decker에 의해 발표되었습니다.42 이 논문들은 비트코인 위에서 동작하는 레이어2 결제 네트워크의 작동 방식을 설명했습니다. 비슷한 개념은 비트코인 분야에서 수년 동안 논의되어 왔습니다. 실제로 이 아이디어는 Satoshi에게서 비롯된 것으로 보입니다.43 라이트닝은 기본적으로 여러 결제를 더 적은 수의 비트코인 거래로 합치는 방식으로 동작합니다. 비트코인 거래는 결제 채널을 여는 데 사용되며, 일단 개설되면 여러 결제의 흐름을 원활하게 합니다. 참여자들은 서로 다른 많은 상대방과 채널을 가질 수 있어 채널들의 네트워크를 형성합니다. 그러면 결제는 이미 서로 직접 연결된 채널들을 따라 경로를 찾아 최종 수신자에게 도달합니다.
작은 블록 지지자들 중 일부에게 이 레이어2 구조는 높은 처리 용량과 저렴한 글로벌 결제 시스템을 위한 훨씬 더 합리적인 방식으로 여겨졌습니다. 온체인에서 전체장부 기반 결제 시스템은 일반적으로 “모두에게 전파” 방식으로 동작하는데, 결제를 할 때 거래를 네트워크의 모든 참가자에게 전파해야 한다는 뜻입니다. 그러면 모든 참가자는 그 거래가 자신에게 온 결제인지 확인하기 위해 그 거래를 처리해야 합니다. 이 시스템은 매우 비효율적이라고 여겨지며, 특히 소액 결제에서는 더욱 그렇습니다. 프랑스에서 누군가 비트코인으로 커피를 사면 왜 일본에서 콘서트 표를 파는 상인이 그 거래를 살펴봐야 합니까? 그것이 기본적으로 온체인 비트코인 결제가 동작하던 방식이며, 작은 블록 지지자들에게 그 구조는 소액 결제에 거의 맞지 않았습니다. 그것은 통화 시스템의 기반층으로서만 필요했습니다. 라이트닝 네트워크는 효율성에서의 개선을 나타내며 더 논리적인 결제 네트워크 구조를 사용합니다. 모든 사람에게 거래를 전파하는 대신 거래를 결제 수신자에게 더 직접적으로 보낼 수 있어 더욱 개인 대 개인 구조에 가깝습니다. 거래 당사자 중 한쪽이 부정직하게 행동하여 돈을 훔치려 하면 다른 쪽이 비트코인 전체장부에 거래를 전파하고 자금을 되찾을 수 있습니다. 따라서 전체장부와 비트코인의 작업 증명 합의 메커니즘은 분쟁 해결 서비스로 사용됩니다. 양쪽이 모두 정직할 때에는 작업 증명 과정의 세부 사항과 비효율성, 확장성 제약을 피할 수 있습니다.
큰 블록 지지자들의 주요 우려는 라이트닝이 블록 크기 제한을 올리지 않기 위한 구실이나 이유로 사용되는 것처럼 보인다는 점이었습니다. 그들에게 이는 매우 부적절했습니다. 블록 크기 문제는 지금 당장의 문제였지만 라이트닝 네트워크는 매우 복잡하고 검증되지 않았으며, 가장 잘 되더라도 사용 가능해지기까지는 수년이 걸리는 상황이었습니다. 큰 블록 지지자들에게 비트코인은 가맹점 채택이 전부였고 2015년은 큰 성공의 시기였습니다. 2015년에 Expedia, Overstock, TigerDirect, Newegg, Dell, Rakuten, Microsoft는 모두 한 가지 형태로나마 고객이 비트코인으로 결제할 수 있게 했습니다. 2016년 4월에는 비디오 게임 상점 Steam이 비트코인 결제를 받기 시작했습니다. 이들 가맹점은 라이트닝 네트워크를 사용한 것이 아니라 온체인 거래를 사용했습니다. 비트코인이 라이트닝 경로로 가면 이들 가맹점이 선택한 결제 솔루션은 높은 수수료와 긴 확인 시간 때문에 신뢰할 수 없게 될 것입니다. 이는 네트워크에 재앙이 될 것이고 가맹점들은 나쁜 경험 때문에 아마 비트코인 받기를 중단하고 다시 돌아오지 않을 것입니다. 라이트닝 네트워크가 기술적으로 우월한 구조를 가졌더라도 이는 중요하지 않을 것입니다. 결국 이들 가맹점 중 다수는 비트코인 받기를 중단했고 큰 블록 지지자들이 대체로 옳았음이 입증되었습니다. “완벽을 추구하다가 좋음을 놓치지 말라”는 말이 떠오릅니다. 블록 크기를 올리지 않은 것은 분명히 나쁜 사업 결정이었습니다. 이들 가맹점을 잃은 것은 큰 블록 지지자들에게 큰 좌절이었습니다.
그러나 작은 블록 지지자들에게 비트코인은 사업이 아니었고 VISA, Paypal, Mastercard에 맞서는 결제 시스템도 아니었습니다. 그것은 새로운 형태의 화폐였고, 훨씬 더 야심적이고 사회와 경제를 잠재적으로 훨씬 더 크게 바꿀 수 있는 것이었습니다. 그것은 중앙은행에 맞서는 것이었습니다. 일반적으로 작은 블록 지지자들은 비트코인이 빠르고 저렴한 결제 시스템이 되는 것에 반대하지 않았습니다. 다만 그것은 그들의 주요 우선순위, 즉 견고하고 새로운 형태의 화폐에 뒤이은 두 번째 자리였습니다.
이것은 단순한 의견 차이가 아니었습니다. 작은 블록 지지자들에게 그들의 우선순위는 현명한 전략적 움직임이었고 큰 블록 지지자의 우선순위는 순진한 것이었습니다. 비트코인 결제는 신용카드나 은행 송금 같은 일부 중앙화된 결제 수단에 비해 빠르고 저렴했습니다. 그러나 비트코인이 주목을 받으면 이들 결제 서비스는 단순히 수수료를 낮추고 거래 시간을 단축할 수 있습니다. 실제로 정보기술 구조의 관점에서 보면 이를 막을 것은 아무것도 없습니다. 중앙화된 결제 네트워크가 더 효율적입니다. 중앙화된 정보기술 시스템은 비트코인이나 어떤 탈중앙화된 시스템보다 더 많은 거래를 더 빠르고 더 낮은 비용으로 처리할 능력이 훨씬 뛰어납니다. 이들 중앙화된 결제 시스템이 그렇게 하지 않았던 이유는 경쟁 부족과 관리 관련 법률 문제 때문이었고, 이는 극복할 수 있는 것이었습니다. 중앙화된 데이터베이스 기술의 근본적인 결함 때문이 아니었습니다. 비트코인이 모두가 좋은 일이라고 인정하는 저비용 결제 네트워크가 되는 데 집중한다면 단기적으로는 시장 점유율을 얻을 수 있을 것입니다. 그러나 그 장점은 장기적으로 지속 불가능함이 드러날 것입니다. 대조적으로 차단할 수 없는 전자 거래가 가능한 새로운 형태의 화폐가 되는 것은 전통 금융 기득권이 경쟁할 수 없는 것이었습니다. 따라서 이것이 장기적으로 지속 가능한 가치의 동력이 될 수 있었습니다. 다시 말해 이 모든 것은 시간 선호에 대한 같은 의견 차이로 귀결되는 것으로 보였습니다.
따라서 작은 블록 지지자들에게 쟁점은 결제 네트워크와 견고한 통화 시스템 사이의 선택이 아니었고, 큰 블록 지지자들이 전자를 선호하고 작은 블록 지지자들이 후자를 선호한다는 구도도 아니었습니다. 빠르고 저렴한 결제 네트워크라는 아이디어는 지속 가능한 경쟁 우위를 가진 모형으로 이어지지 않을 것이라는 점이었습니다. 전체장부 기술은 이를 위해 적합하게 만드는 특성을 갖고 있지 않았고, 확장되지 않았습니다. 둘 다를 효과적으로 가지는 유일한 방법은 라이트닝과 같은 레이어2 솔루션이라는 것이 그들의 주장이었습니다.
라이트닝 네트워크가 매우 복잡했기 때문에 물론 세그윗에서처럼 혼란이 생겼습니다. 라이트닝 채널 안에 묶인 비트코인이 신용 위험에 노출된다는 잘못된 주장과 라이트닝이 어떻게든 비트코인 위의 신용 팽창을 더 큰 문제로 만들 것이라는 주장이 있었습니다. 라이트닝의 높은 복잡성은 확실히 문제였고 타당한 쟁점과 우려도 있었습니다. 결제를 원활하게 할 충분한 유동성을 채널이 갖도록 어떻게 보장할 것인가 하는 질문이 있었습니다. 라이트닝에는 거래 수수료가 있어 사용자는 유동성 제공을 유도하기 위해 수수료를 내야 하며, 이것이 저렴하고 신뢰할 수 있는 결제 네트워크로 효과적으로 확장될 수 있는 역학이 존재하는지는 불분명합니다. 라이트닝 네트워크는 온체인 비트코인 결제에 비해 몇 가지 다른 문제도 있었는데, 예를 들어 거래 수신자가 온라인 상태여야 하고 송신자와 상호작용해야 했으며, 이는 온체인 비트코인이 요구하지 않는 것이었습니다. 라이트닝은 또한 사용자가 충분한 유동성을 확보하고 채널에서의 도난을 막기 위해 채널을 감시하고 관리해야 합니다. 작은 블록 지지자들에게 이들은 실제 문제였습니다. 그러나 장기적으로는 이들 쟁점이 결국 사용자에게서 가려질 것이고 제삼자 서비스나 똑똑한 서명 장치가 자동화된 메커니즘을 이용한 해결책을 제공할 것이었습니다. 다시 말해 시기의 문제입니다. 이들 시스템은 개발되고 성숙하는 데 수년이 걸릴 수 있었습니다.
큰 블록 지지자들은 어느 정도 정당하게도 작은 블록 지지자들이 복잡하고 기술적으로 우아하지만 실용적이지 않은 해결책에 치우친 매우 지능적인 컴퓨터 괴짜들이라고 주장할 수 있었습니다. 작은 블록 지지자들은 사업 감각이 부족하고 이들 쟁점에 더 단순한 해결책이 필요하다는 것을 보지 못한다고 말해졌습니다. 라이트닝에 관한 한 이는 지금까지 큰 블록 지지자들이 대체로 옳았음이 드러난 분야 중 하나입니다. 집필 시점에는 라이트닝 네트워크가 주목을 받고 기술이 빠르게 개선되고 있지만 라이트닝 네트워크의 가맹점 채택은 제한적입니다. 2015년 말의 비트코인 가맹점 채택은 오늘날의 라이트닝 채택보다 더 컸던 것으로 보입니다. 그러나 저는 라이트닝 네트워크에 대해 여전히 낙관적이며, 수십 년 앞을 생각하면 성공은 여전히 가능합니다.
42
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-21741-3_1
43
https://lists.linuxfoundation.org/pipermail/bitcoin-dev/2013-April/002417.html
영문 — Chapter 6 – Lightning Network
Chapter 6 of the book The Blocksize War is published below. The full book is available on Amazon. As a reminder, 50% of any profits from physical book sales will be donated to Médecins Sans Frontières, a charity that provides medical assistance to people affected by conflict, epidemics, disasters, or exclusion from healthcare.
SegWit provided the option for users to create transactions that couldn’t be altered by malicious third parties (third party transaction malleability). This was considered a critical component for something called the lightning network, a layer-two scaling technology for Bitcoin. Without this fix, lightning would have been too complicated to implement.
The lightning network was first published in a paper from Joseph Poon and Thaddeus Dryja in February 2015. A few months later, a similar paper describing these layer-two solutions was published by Christian Decker.42 The papers described the mechanics of a layer-two payment network on top of Bitcoin. Similar concepts had been discussed in the Bitcoin space for years. Indeed, the idea appears to have originated from Satoshi.43 Lightning essentially works by aggregating multiple payments into a smaller number of Bitcoin transactions. Bitcoin transactions are used to open payment channels which, once set up, facilitate a flow of multiple payments. Entities can have channels with many different counterparties, forming a network of channels. Payments can then find a path along the channels, which are already directly connected to each other, until they reach the final recipient.
To some of the small blockers, this layer-two architecture made much more sense for a high capacity and cheap global payments system. On-chain, blockchain-based payment systems typically work in a “broadcast to everyone” mode, in that when one makes a payment, one needs to broadcast the transaction to all participants in the network. All participants are then required to process this transaction to see if it’s a payment to them. This system is considered highly inefficient, especially for small payments. If someone buys a coffee in France using Bitcoin, why should a merchant selling concert tickets in Japan need to examine that transaction? That is essentially how on-chain Bitcoin payments worked and, to the small blockers, the architecture made little sense for small payments; it was only needed as a base layer of a monetary system. The lightning network represents an improvement in efficiency and uses a more logical payment-network structure. Instead of broadcasting a transaction to everyone, the transaction can be sent more directly to the payment recipient, more of a peer-to-peer architecture. If one of the parties to the transaction is dishonest and tries to steal money, then the other party can broadcast a transaction to the Bitcoin blockchain and reclaim the funds. The blockchain, and Bitcoin’s proof-of-work consensus mechanism, is therefore used as a dispute resolution service. When both parties are honest, the nuances, inefficiencies and scalability constraints of the proof-of-work process can be avoided.
The main concern of the larger blockers was that lightning appeared to them to be used as an excuse or reason not to increase the blocksize limit. To them, this was highly inappropriate. The blocksize issue was a problem now, while the lightning network was highly complex, unproven and, in the best-case scenario, many years away from becoming usable. To the large blockers, Bitcoin was all about merchant adoption and 2015 had been a period of huge success. In 2015, Expedia, Overstock, TigerDirect, Newegg, Dell, Rakuten and Microsoft had all started allowing customers to pay with Bitcoin in one form or another. In April 2016, the video game store Steam had started accepting Bitcoin payments. These merchants were not using the lightning network, they were using on-chain transactions. If Bitcoin went down the lightning path, the payment solution these merchants had chosen would become unreliable due to high fees and long confirmation times. This would be a disaster for the network and the merchants would probably stop accepting Bitcoin and never return due to the bad experience. Although the lightning network had a technically superior architecture, this wouldn’t matter. Eventually, many of these merchants did stop accepting Bitcoin and the large blockers were proven largely correct. The phrase “don’t let the perfect be the enemy of the good” comes to mind. Not increasing the blocksize was clearly a bad business decision. Losing these merchants was a huge frustration to the larger blockers.
However, to the smaller blockers, Bitcoin was not a business, nor a payment system taking on VISA, Paypal and Mastercard. It was a new form of money, something far more ambitious and potentially far more transformational to society and the economy. It was taking on central banks. In general, small blockers had nothing against Bitcoin becoming a fast and cheap payment system; it just came second behind their main priority, which was a robust and new form of money.
This was not just a difference of opinion: to the small blockers, their priority was a smart strategic move, while the large blocker priority was naive. Bitcoin payments were fast and cheap compared to some other centralised forms of payments like credit cards and bank wires. However, if Bitcoin gains traction, these payment services can simply lower fees and speed up transaction times. Indeed, from an IT architecture point of view, there is nothing stopping this; the centralised payment networks are more efficient. Centralised IT systems are far more capable of processing more transactions, faster and at lower costs, than Bitcoin or any decentralised system. The reason these centralised payment systems had not done this was a lack of competition and some admin-related legal issues, which could be overcome. It was not because of some fundamental flaw in centralised database technology. If Bitcoin focused on being a low-cost payment network, which everyone recognised was a good thing, then sure it could gain market share in the short term; however, its advantage would prove to be unsustainable in the long run. In contrast, becoming a new form of money, capable of unblockable electronic transactions, was something the traditional financial establishment would be unable to compete with. This could therefore be the driver of long-term sustainable value. Again, this all appeared to come down to the same disagreement about time preferences.
To small blockers, the issue was not therefore a choice between a payment network and robust monetary system, with large blockers preferring the former and small blockers preferring the latter. It was that the fast and cheap payments network idea would not result in a model with a sustainable competitive advantage. Blockchain technology simply did not have the characteristics that made it suitable for this, it didn’t scale. The only way to effectively have both, they argued, was with a layer-two solution such as lightning.
With the lightning network being highly complex, this of course led to confusion, just as with SegWit. There were false claims that coins locked inside of lightning channels were subject to credit risk and claims that lightning would somehow make credit expansion on Bitcoin more of a problem. The high degree of complexity in lightning was certainly a problem, and there were valid issues and concerns. There was the question of how to ensure channels have sufficient liquidity to facilitate payments. There are transaction fees on lightning, which users need to pay in order to incentivise the provision of liquidity, and it is unclear if the dynamics exist such that this can scale effectively into a cheap, reliable payment network. The lightning network also had several other problems compared to on-chain Bitcoin payments, for instance it required the receiver of the transaction to be online and interact with the sender, something on-chain Bitcoin did not require. Lightning also requires users to monitor and manage their channels, to ensure they have sufficient liquidity and prevent theft from their channels. To the small blockers, these were real problems. However, in the long term these issues would eventually be hidden away from the user and third-party services or clever wallets would provide a solution using automated mechanisms. Again, it is about timing; these systems could take many years to develop and mature.
Large blockers could claim, with some legitimacy, that the small blockers were highly intelligent computer geeks biased towards complex, technically elegant, but impractical solutions. Small blockers were said to lack business acumen and could not see that a simpler solution to these issues was required. When it comes to lightning, this is one of the areas where, to date, large blockers have been shown to be mostly correct. At the time of writing, although the lightning network is gaining traction and the technology is rapidly improving, merchant adoption of the lightning network is limited. Merchant adoption of Bitcoin at the end of 2015 appears to have been more significant than lightning adoption today. However, I am still optimistic about the lightning network and, if one thinks decades ahead, success is still a possibility.
42
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-21741-3_1
43
https://lists.linuxfoundation.org/pipermail/bitcoin-dev/2013-April/002417.html