Chapter 5 – SegWit

The Blocksize War – Chapter 5 – SegWit | BitMEX BlogBitMEX Blog

스케일링 비트코인 홍콩의 두 번째 날 첫 번째 세션에서, 주요 시간대 중 하나에서 비트코인 개발자 Pieter Wuille는 Segregated Witness (SegWit)라는 것에 대한 발표를 했습니다. SegWit는 비트코인 블록 크기를 증가시키는 방법이며, 새로운 클라이언트가 호환되지 않아도 됩니다 (즉, 하드포크가 아닌 소프트포크였습니다). 비트코인 거래는 여러 구성 요소로 이루어져 있으며, 그 중 하나는 지출을 승인하는 서명입니다. 이 서명은 일반적으로 데이터 양에 따라 거래의 가장 큰 부분입니다. SegWit은 새로운 거래 형식이었으며, 이 서명은 1 MB 제한이 있는 기존 블록에 포함될 필요가 없었습니다. SegWit로 업그레이드 된 클라이언트는 이러한 서명이 포함된 새 블록을 볼 수 있습니다; 이러한 더 새로운 클라이언트의 경우 기존 1 MB 블록 크기 제한은 제거되고 4백만 단위의 "무게 제한"으로 대체되었습니다. 무게 제한은 서명이 없는 데이터의 양의 네 배 더하기 분리된 서명 데이터의 양으로 정의되었습니다. 이는 서명 데이터가 계산에서 할인을 받았지만 전체 제한은 대략 2 MB 정도가 될 것이라는 것을 의미하며, 이는 물론 많은 사람들이 원하는 것입니다: 블록 크기 제한을 대략 2 MB로 증가시킵니다.

플로리다에 기반을 둔 비트코인 개발자인 Luke Dashjr는 호환 가능한 (소프트포크) 비트코인 업그레이드로서 SegWit를 가능하게 하는 해킹 방법을 찾아냈습니다. Luke는 가장 극단적인 작은 블록 지지자 중 한명으로 여겨졌으며, Gregory Maxwell과 함께 큰 블록 커뮤니티에서 미움받는 인물이었습니다. Luke는 자신의 비합의적인 의견으로 대중에서 돋보이는 것을 전혀 두려워하지 않았습니다. 어느 정도로, 헌신적인 카톨릭 신자이자 7명의 자식을 둔 아버지였던 그는 기술 커뮤니티의 Cassandra였습니다; 특히 떠들썩했습니다. 그러나, Luke는 분명히 비트코인에 대한 매우 강력한 기술적 이해를 가지고 있었으며, 다른 사람들과 다르게 무언가를 보게 하는 그의 명백한 비선형적 사고 방식은 다른 개발자들이 정확히 이해할 수 없는 이 해킹을 그에게 상상하게 했을 수 있습니다.

이해하는 사람들에게는 SegWit이 환상적인 윈-윈 제안처럼 보였습니다. 네트워크는 2 MB 블록까지 확장될 수 있지만, 업그레이드가 호환되지 않는 문제를 피할 수 있었습니다. 더불어, 오래된 지갑과 새로운 지갑은 서로 원활하게 상호 작용할 수 있었으며, 업그레이드는 완전히 선택 사항이었습니다: 사용자는 SegWit로 업그레이드 할 수도 있고, 이전처럼 네트워크를 계속 사용할 수도 있습니다. 오래된 지갑의 관점에서 새로운 스타일의 거래는 서명이 누락되어 보일 것입니다. 그러나 지갑은 그 거래를 여전히 볼 수 있고, 그것이 블록체인에 포함되면 유효하다고 인식할 것입니다. SegWit는 또한 모두가 업그레이드를 기다릴 필요가 없기 때문에 단순한 블록 크기 제한 증가 하드포크보다 거래 용량이 더 빠르게 증가할 수 있음을 의미했습니다. 따라서 우리는 새로운 블록 공간을 상당히 빠르게 사용하기 시작할 수 있습니다.

SegWit는 비트코인에 대한 확고한 승리처럼 보였을 뿐만 아니라, 블록 크기 전쟁에서 작은 블록 지지자들에게 뛰어난 전략적 움직임처럼 보였습니다, 의도적이든 아니든. 제안은 단순히 너무 좋아서 그것에 반대하는 타당한 논리가 없었습니다. Gavin은 SegWit 제안을 지원해야 했으며 대부분 그렇게 했습니다. 스케일링 컨퍼런스가 이 아이디어를 공개하고 시간을 벌기 위한 뒷담화의 음모였다면 잘한 선택이었습니다! 여기서 그런 주장을 하는 것은 아니라는 것을 밝힙니다. 큰 블록 지지자들은 하드포크를 위한 그들의 캠페인에서 중단되었을 것이며, 중요한 시간이 확보되었을 것입니다. 당시 오랜 기간동안 큰 블록을 지지하던 몇몇 사람들과 이야기를 나누었습니다. 그들은 그들이 천재적인 제안으로 속여졌다고 생각한다고 저에게 알렸습니다.

물론, 이 모든 것은 이론적인 것이었습니다. 모든 사람들이 SegWit을 이해하고 모든 행위자들이 합리적인 가상의 세계에서는 이것은 뛰어난 움직임이었습니다. 사람들이 블록 크기 제한에 대해 논쟁하면서, 이 제안은 그 제한을 제거하고 다른 것으로 대체함으로써 논쟁을 무효화했습니다. 그러나 현실에서는 그렇지 않았습니다. SegWit는 대단히 복잡했고 거의 아무도 이해하지 못했습니다. 이것은 작은 블록 지지자들이 그들의 적의 지능을 과대평가하는 첫 번째 주요 예였거나, 적어도 그들의 적이 컴퓨터 과학의 어떤 측면을 이해하는 능력을 과대평가한 것입니다. 예를 들어, 회고적으로 이 제안은 단순히 "2 MB 블록으로 증가"와 같은 것으로 불려야 했습니다. 대신에, 그것은 깊게 암호화되고 혼란스러운 이름을 가지고 있었고, 큰 블록 지지자들에게 매우 의심스럽게 들렸습니다. 그들은 명확하고 간단하게 이해할 수 있는 것을 원했습니다. 큰 블록 지지자들은 이 움직임이 그들의 적으로부터 나왔다고 감지했고 그들만의 방식을 원했습니다. 이 전쟁은 통제에 관한 것이었고, 그들은 통제권을 원했습니다. 그들은 SegWit을 더 큰 블록을 막기 위한 추가적인 지연 메커니즘으로 보았습니다. 따라서, SegWit을 제대로 이해하지 못한 상태에서 그들은 그것을 반대했습니다.

SegWit이 기술 커뮤니티에서 주목을 받기 시작하면서, 큰 블록 지지자들 사이에 오해와 잘못된 이해가 늘기 시작했습니다. 이러한 오해와 소문에는 다음과 같은 것들이 포함되었지만, 이에 한정되지 않았습니다:

• SegWit은 "진정한" 블록 크기 제한 증가가 아니며, 거래만 압축한다. (SegWit를 사용하면, 업그레이드되지 않은 클라이언트는 여전히 1 MB 블록만 보게 되지만, 하드포크에서도 이는 마찬가지다. 오래된 노드는 1 MB 제한을 강제하기 때문이다. SegWit를 사용하면 업그레이드된 노드는 1 MB보다 큰 블록을 볼 수 있으며, 이는 큰 블록 지지자들이 원했던 것으로 추정된다.)

• 비트코인은 디지털 서명의 연쇄에 기반하며, SegWit는 이를 제거하여 연쇄를 끊고 보안 위험을 초래한다.

• 채굴자가 SegWit를 위해 업그레이드하지 않고 블록을 생성하면, 이 블록은 업그레이드된 클라이언트에 의해 거부될 것이다. 이는 체인 분할의 위험을 증가시킨다. (이것은 채굴자가 체인을 분할하기 위해 특별히 설계된 사용자 정의 소프트웨어를 사용하는 경우에만 발생해야 한다.)

• 사용자가 SegWit로 업그레이드하면, 업그레이드하지 않은 사용자에게 자금을 보낼 수 없게 된다.

• SegWit 업그레이드는 취소될 수 있고, 그러면 SegWit 출력 내의 코인들은 누구든지 훔칠 수 있다. (SegWit를 되돌리는 것은 하드포크가 될 것이다.)

많은 오해들은 비논리적이었기 때문에 반박하기가 쉽지 않았습니다. 대부분의 사람들이 원래 비트코인 거래의 기본을 제대로 이해하지 못한 것에서 비롯된 것 같았습니다. 예를 들면, "SegWit 형식 주소"라는 구문이 자주 언급되었지만, SegWit에는 새로운 또는 다른 주소 형식이 없었습니다. 사람들이 어차피 비트코인 거래의 메커니즘을 이해하지 못한다면, SegWit의 메커니즘을 설명하는 것은 단순히 불가능했습니다.

SegWit은 너무 복잡해서 심지어 Jeff Garzik조차도 이해하지 못하는 것처럼 보였습니다. 그는 수수료 입찰을 위한 "두 개의 버킷"이 있을 것이라고 생각했습니다: 하나는 이전의 1 MB 제한과 관련되어 있고, 다른 하나는 새로운 4백만 단위 무게 제한과 관련되어 있습니다. 실제로는, 두 제한, 블록 크기와 블록 무게,는 서로 일관성이 있게 구축되었기 때문에 동등하게 간주되어 하나의 수수료 시장 버킷만 있을 것이었습니다. 이것은 Jeff를 비판하는 것이 아닙니다; SegWit는 완전히 이해하고 평가하기가 매우 어려운 제안이었고, 이것은 그 아이디어의 근본적인 약점이었습니다. 이것은, 기술적으로, SegWit이 탄탄한 방법으로 나아갈 수 있었던 것처럼 보이지만, 그 복잡성 때문에 이것을 비트코인 커뮤니티에게 전달하는 것이 단순히 불가능했음을 보여줍니다.

SegWit를 반대하는 몇 가지 타당한 이유가 있었으며, 그 중 하나는 그것의 높은 복잡성이었습니다. SegWit의 혜택과 증가된 블록 공간을 얻기 위해서는 사용자 지갑이 새로운 거래 형식을 지원하도록 업그레이드해야 했습니다. 이것은 거래 형식의 변경을 필요로 하지 않는 더 간단한 하드포크 증가보다 더 많은 시간이 걸릴 수 있습니다. 그러나, 일부 사용자가 SegWit로 업그레이드하자마자 업그레이드하는 데 더 느린 지체자들을 위한 블록 공간을 확보할 것이라는 점을 지적해야 합니다.

많은 소규모 블록 지지자들에게는 사용자가 새로운 거래 형식으로 업그레이드하는 것이 SegWit의 목적의 일부였습니다. 블록 크기 제한을 증가시키는 것 외에도, 새로운 SegWit 거래 형식은 여러 버그, 즉 제3자 거래 변형성과 sighash 작업의 비선형적 확장을 수정했습니다. 여기에서 너무 자세히 설명하지 않겠습니다. 간략히 말하면, 제3자 거래 변형성은 본질적으로 누군가가 블록체인에 확인되기 전에 비트코인 거래의 거래 ID를 변경할 수 있고, 거래가 유효하게 유지되는 문제입니다. 이것은 과거에 몇몇 지갑과 상인들에게 문제를 일으킨 적이 있으며, 자금 추적에 어려움을 겪었습니다. 이것은 본질적으로 버그입니다. 이것을 수정하는 것은 또한 lightning이라는 레이어-투 거래 네트워크에도 다소 필요했습니다.

sighash 작업의 비선형적 확장은 거래의 입력 수가 증가함에 따라 거래를 유효하게 확인하는 데 필요한 해싱 작업 수가 선형적으로 아닌 제곱적으로 증가한다는 것을 의미합니다. 이 확장 문제는 공격자가 네트워크가 멈추게 될 정도로 검증하는 데 오랜 시간이 걸리는 거래를 생성할 수 있기 때문에 큰 블록의 장애물이었습니다. 이 문제는 실제로 작은 블록 지지자들이 블록 크기 제한 증가를 반대하는 주요 이유 중 하나였습니다, 왜냐하면 공격자들이 이 약점을 악용할 수 있기 때문입니다. 공격자는 여러 이러한 큰 거래를 포함하는 블록을 구성할 수 있으므로, 일반 컴퓨터가 유효하게 만드는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 따라서 많은 작은 블록 지지자들에게 이 문제를 해결하는 것은 블록 크기 제한 증가의 선결 조건이었습니다. 그들은 이 약점을 간과하고 적대적인 마음가짐을 갖지 않는 큰 블록 지지자들을 비웃었습니다. 반면 큰 블록 지지자들은 비트코인이 거의 파괴 불능 또는 antifragile로 보였습니다. 작은 블록 지지자들은 개발 팀의 열심히 일하는 것과 주의로 인해 시스템의 견고함을 부여했지만, 그것은 커뮤니티에 그만큼 인정받지 못했습니다. 대부분의 큰 블록 지지자들은 이런 버그를 수정하는 것이 우선사항이어야 한다고 생각했습니다; 핵심은 블록 크기 제한이었습니다.

그럼에도 불구하고 SegWit를 사용하면 이러한 버그들이 수정됩니다. 작은 블록 지지자들의 관점에서 볼 때 이것은 완벽한 의미였습니다. SegWit를 사용하면, 잘 확장되지 않는 오래된 버그가 있는 거래에 대한 오래된 1MB 제한을 유지하면서 동시에 버그 없는 새로운 거래를 위한 더 많은 공간을 가질 수 있었습니다. 엔지니어링의 관점에서, SegWit는 환상적으로 보였습니다. 문제는 다시금 복잡성이었습니다; 대부분의 비트코인 사용자들은 이 문제들에 대해 모르고 그들에 대해 관심을 갖지 않았습니다. 그리고 비트코인은 단순한 엔지니어링과 컴퓨터 과학뿐만 아니라, 사회 시스템, 실시간 결제 시스템, 경제 시스템, 그리고 금융 시스템입니다. 이러한 관점에서 SegWit가 의미가 있는지는 덜 명확했습니다.

2015년 12월 홍콩에서 열린 회의에 SegWit 아이디어가 제시되었지만, 이것을 구현하고, 분석하고, 테스트하고, 논의해야 했습니다. 10개월이 넘는 긴 기간 동안 기다린 끝에, 2016년 11월에 비트코인 코어에 SegWit가 드디어 릴리스되었습니다. 비록 비트코인 코어에 릴리스되었지만, 이것은 사람들이 SegWit를 사용하기 시작할 수 있게 되었다는 의미는 아니었습니다. 이것은 프로토콜 규칙에 대한 변경이었거나, 더 정확하게 말하면 프로토콜 규칙의 강화 또는 소프트포크였습니다. 이것은 활성화 방법이 있어야 한다는 것을 의미했습니다. 선택된 활성화 메커니즘은 광부들이 지지를 표시해야 한다는 것이었습니다. 2,016 블록의 난이도 조정 창에서 95%의 블록이 지지를 표시하면, 또 다른 2주의 유예 기간 후에 소프트포크가 활성화됩니다. 12개월 후에 활성화가 이루어지지 않았다면, 업그레이드는 중단될 것입니다.

대규모 블록 지지자들에게는 이 활성화 방법론이 부적절했습니다. 그들은 아무 것에도 95퍼센트의 합의를 얻을 수 없다고 주장했습니다. 이것은 해시율의 단지 5퍼센트만 가진 소규모 광부 연합이 변화를 막을 수 있게 했습니다. 일부 대규모 블록 지지자들은 이 95퍼센트 활성화 임계값을 머뭇거리는 전략으로 보았고, Bitcoin XT의 75퍼센트 임계값을 선호했습니다. 대규모 블록 지지자들은 광부들의 플래그를 투표로, 결정 과정으로 보았습니다. 이 맥락에서 95퍼센트는 크게 의미가 없어 보였습니다. 반면에 소규모 블록 지지자들은 플래그를 신호 메커니즘 또는 안전 기능으로 보았습니다. 그들의 관점에서, 사용자들이 프로토콜 규칙을 결정하고 광부 신호가 새로운 규칙으로의 안전한 전환을 보장하는 데 필요했습니다. 이것은 정치적 투표 과정으로 간주되지 않았습니다.

또한, 95퍼센트는 막연히 선택된 것이 아닙니다. 지난 세 번의 비트코인 소프트포크는 모두 이 95퍼센트 임계값을 사용하여 활성화되었습니다: 2015년 7월의 BIP 66 (서명을 DER 인코딩으로 제한), 2015년 12월의 BIP 65 (Check Lock Time Verify), 그리고 2016년 7월에 동시에 활성화된 BIP 68, BIP 112, BIP 113의 세 가지 다른 소프트포크입니다. SegWit은 같은 (또는 약간 수정된) 활성화 방법론을 계속 선택했습니다. 이전의 소프트포크들이 완벽하게 진행되지 않았다는 것을 언급해야 합니다. 2015년 7월의 BIP 66 활성화는 몇 블록 동안 체인 분리를 초래했습니다. 광부들이 소프트포크를 위해 업그레이드하지 않았음에도 불구하고 업그레이드했다고 신호를 보냈기 때문입니다. 2016년 7월의 업그레이드는 예상보다 오래 걸렸으며, 커뮤니티는 광업 풀에게 지원을 신호로 보내도록 요청해야 했습니다. 대규모 블록 쪽의 논쟁에서 광업 풀은 이와 관련이 없는 소프트포크를 위해 업그레이드하는 데 더 느렸습니다. 이는 비트코인 코어에 대한 환멸도에 기인할 수 있습니다.

위의 역사와 커뮤니티 내의 새로운 긴장을 감안할 때 SegWit이 출시되었을 때 광부들이 SegWit을 활성화할지 여부에 대한 상당한 불확실성이 있었습니다. 실제로 광업 풀 중 하나인 ViaBTC는 클라이언트가 출시되기 전에 이미 업그레이드를 지원하지 않겠다고 밝혔습니다. SegWit는 공학적 마법처럼 보였지만, 충돌에 대한 긴장을 가라앉히기 위해 크게 기여하지는 않았습니다.