5분 안에 알아보는 타로: 비트코인과 라이트닝 네트워크의 다중 자산 프로토콜

저자: 사탈희, DeFi의 길

비트코인은 작년 11월 Taproot 업그레이드가 활성화된 이후로 새로운 기술 솔루션에 대한 소식이 거의 없는 것 같습니다. 그리고 전체 DeFi 분야를 살펴보면, 라이트닝 네트워크의 TVL 규모(인센티브 부족 등으로 인해)는 여러 프로토콜 중에서도 눈에 띄지 않게 보입니다. 이러한 상황이 바뀔 가능성이 있을까요?

（그림: 라이트닝 네트워크의 TVL 변화, 데이터 출처: https://defillama.com/chain/Bitcoin）

오늘, 라이트닝 네트워크 개발사인 Lightning Labs는 7천만 달러 규모의 B 라운드 자금을 조달했다고 발표했습니다. 또한, 그들은 비트코인 블록체인에서 자산(예: 스테이블코인)을 발행하기 위한 Taro 프로토콜을 발표했습니다. 이 프로토콜을 사용하면 사용자는 라이트닝 네트워크를 통해 즉시, 대량, 저비용으로 거래할 수 있습니다.

개념적으로 Taro는 초기의 컬러코인(colored coins)과 유사합니다. 우리는 USDT가 처음에 omni 컬러코인 프로토콜을 통해 발행된 스테이블코인 자산이라는 것을 알고 있습니다. 그러나 비트코인 네트워크의 느린 정산과 높은 수수료 특성으로 인해 비트코인에서의 USDT 점유율은 점점 줄어들고 있습니다(참고: 구체적인 데이터는 https://tether.to/en/transparency를 참조할 수 있습니다).

다른 점은 Taro가 비트코인의 최신 업그레이드인 Taproot를 활용하여 새로운 트리 구조를 구축한다는 것입니다. 이는 개발자가 기존 출력에 임의의 자산 메타데이터를 삽입할 수 있도록 하며, Schnorr 서명을 사용하여 단순성과 확장성을 높이고, 중요한 것은 라이트닝 네트워크의 다중 홉(multi-hop) 거래와 함께 사용할 수 있다는 점입니다. 이를 위해 Lightning Labs는 Taro 프로토콜에 대한 비트코인 개선 제안(BIP)을 발표하여 개발자 커뮤니티의 피드백과 의견을 구하고 있습니다. 더 많은 정보와 Taro 사양의 전체 내용을 보려면 GitHub‌를 방문하세요.

Taro 프로토콜의 구성 요소

Taro 프로토콜을 이해하기 위해서는 비트코인의 몇 가지 개념, 예를 들어 공개 키 암호학, 암호학적 해시, 머클 트리(Merkle trees), 비트코인 UTXO, Taproot 등을 먼저 익혀야 합니다.

Taro는 Taproot, taptweak, 희소 머클 트리(약칭 SMT) 및 머클 합 트리(Merkle sum trees) 개념의 조합을 활용하여 비트코인 원주율 자산을 발행합니다. 이 중 희소 머클 트리(SMT)와 머클 합 트리는 희소 머클 합 트리(약칭 MS-SMT)를 구성합니다.

(참고: taptweak 등 새로운 개념에 대한 설명은 관심 있는 독자가 lightning labs의 문서‌를 읽어볼 수 있습니다.)

이 MS-SMT 트리의 루트는 taproot 스크립트에 추가되어 taproot 주소를 생성합니다.

Taro 발행자는 자신의 블록체인을 사용하지 않고 MS-SMT 트리를 체인 외부에 저장하며, 자산 소유자에게 증명을 발급합니다. 이 자산의 소유자는 자신의 계정이 해당 트리에 포함되어 있는지, 적절한 금액이 기재되어 있는지, 해당하는 taproot 거래가 존재하는지, 그리고 비트코인 블록체인에서 확인되었는지를 독립적으로 검증할 수 있습니다.

Taro 자산을 발행하기 위해서는 먼저 자산 식별자를 생성해야 합니다. 이는 32바이트의 자산 ID로, 세 가지 요소의 해시 연산을 통해 생성됩니다: (1) 자산을 발행하기 위한 아웃포인트, (2) 발행자가 선택한 자산 태그(예: 브랜드 이름의 해시), (3) 자산과 관련된 메타 정보(예: 링크, 이미지 또는 문서).

발행자가 거래를 발표하고 비트코인 블록체인에서 확인을 받으면, 그는 자산을 되돌릴 수 없이 생성하게 됩니다. 관찰자에게 이 거래는 다른 표준 taproot 거래와 동일하게 보입니다.

발행된 Taro 자산은 비트코인 메인 체인에서 이동할 수 있으며, 라이트닝 네트워크를 통해 송금할 수도 있습니다.

주: Taro 주소는 자산 ID, 자산 스크립트 해시, MS-SMT 트리의 내부 키 및 수량의 bech32 인코딩 식별자로, 접두사는 Taro 또는 Tarot(테스트넷)입니다.

다중 홉 Taro 송금

Taro 프로토콜에 있어 라이트닝 네트워크의 다중 홉 결제는 매우 중요한 기능입니다.

역사적으로 결제 네트워크는 자가 부팅 문제에 직면하게 됩니다(새로운 자산을 생성할 때마다 특정 자산의 결제 요구를 충족하기 위해 완전히 새로운 결제 네트워크를 생성해야 함). Taro는 이러한 자가 부팅 문제를 극복할 수 있는 결제 라우팅 모델을 채택하고 있습니다.

아래 예제를 통해 그 원리를 이해해 보겠습니다:

Alice와 Bob이 100달러 용량의 라이트닝 네트워크 USD(L-USD) 채널을 가지고 있다고 상상해 보세요. 균형이 맞춰지면, 그들은 각각 50달러의 유입 유동성을 가지고 있습니다. Carol과 Dave는 100달러 용량의 L-USD 채널을 가지고 있으며, 균형이 맞춰지면 그들도 각각 50달러의 유입 유동성을 가지고 있습니다.

그림: 다중 홉 Taro 송금의 예시

Bob과 Carol이 BTC 채널만 가지고 있다면, Alice는 여전히 Bob에게 10달러의 L-USD를 보낼 수 있습니다. Bob은 BTC로 소액의 라우팅 수수료를 받고, 10달러의 BTC를 Carol에게 전달합니다. Carol은 L-USD로 소액의 라우팅 수수료를 받고, 10달러의 L-USD를 최종 목적지인 Dave에게 전달합니다.

이 구조는 현재 라이트닝 네트워크의 네트워크 효과와 유동성을 활용하여 임의의 자산 수량을 라우팅하고, 새로운 자산을 위해 완전히 새로운 네트워크를 시작할 필요를 피하며, 비트코인이 네트워크상의 모든 거래를 지원하도록 보장합니다. 또한, 더 넓은 다중 자산 라이트닝 네트워크를 지원하기 위해 라이트닝 네트워크 내 BTC 유동성의 성장을 유도합니다.

요약

Taro 프로토콜에 대한 더 깊은 기술적 세부 사항은 BIP를 통해 알아볼 수 있습니다. 간단히 말해, 이 Taproot 원주율 설계의 주요 이점은 다음과 같습니다:

1. 확장성: 단일 Taproot 출력은 기본적으로 무한한 수의 Taro 자산을 포함할 수 있습니다.
2. 프로그래머블성: Taro 자산은 일반 비트코인 UTXO와 유사한 잠금 해제 스크립트를 가지고 있어 개발자가 해당 자산에 전송 조건을 프로그래밍할 수 있습니다.
3. 감사 가능성: Taro는 특별한 트리 구조를 사용하여 발행된 자산에 대한 유효한 공급 감사를 허용합니다.
4. 사용 가능성: 자산 특정 주소는 지갑이 사용자가 잘못된 자산을 잘못 보내는 것을 방지할 만큼 충분히 스마트하게 만듭니다.

하지만 토큰 인센티브 부족으로 인해 Taro 프로토콜은 여전히 대규모 확장에 어려움을 겪을 수 있습니다. 당신은 Lightning Labs가 토큰을 발행할 것이라고 생각하나요?