라이트닝 네트워크 해석하기, 비트코인 결제 채널의 과거와 현재 탐구하기

BinaryDAO

2023-02-10 19:01:25

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라이트닝 네트워크가 비트코인에 대한 것은 마치 비자가 화폐에 대한 것과 같다.

편집자：Twitter@binary_dao, BinaryDAO

연구 개요：

사토시 나카모토는 2009년 비트코인을 창조할 때 결제 채널에 대한 아이디어를 가지고 있었으며, Bitcoin 1.0에 결제 채널의 코드 초안을 포함시켰습니다. 이후 몇 년 동안 결제 채널과 라이트닝 네트워크의 구현 방안은 비트코인 커뮤니티의 열정적인 개발자들에 의해 추진되어 왔으며, 이는 비트코인의 본래 목적을 실현하기 위한 노력으로, 즉 피어 투 피어 전자 현금 시스템을 구축하는 것입니다. 비록 이는 어렵고 먼 길이지만 말입니다.

트위터의 창립자 잭은 라이트닝 네트워크가 트위터나 블루스카이에 통합되는 것은 시간 문제라고 언급하며, 2021년에 트위터가 제3자 라이트닝 네트워크 팁 서비스를 지원할 수 있다고 발표했습니다. 최근 인기를 끌고 있는 탈중앙화 소셜 애플리케이션 다무스에 내장된 비트코인 라이트닝 네트워크 결제 기능은 다시 한번 라이트닝 네트워크에 대한 관심을 불러일으켰습니다.

라이트닝 네트워크는 거래 단계를 체인 외부에서 수행하며, 최종 거래 결과만 체인에서 확인되므로 비트코인 네트워크의 거래 효율성을 높이고 사용자가 더 낮은 비용과 더 빠른 속도로 결제를 완료할 수 있게 합니다.

라이트닝 네트워크의 사용 사례에는 소셜 플랫폼의 팁 결제, 해외 송금, 상점 결제, 송금 거래 등이 포함되어 있으며, 다양한 결제 시나리오의 요구를 충족할 수 있습니다.

2021년 엘살바도르가 비트코인을 법정 화폐로 채택한 이후, 라이트닝 네트워크의 결제 수량과 금액은 급격히 증가했습니다. 2023년 2월 8일 기준으로 라이트닝 네트워크에는 총 1.6만 개의 노드와 약 7.7만 개의 결제 채널이 있으며, 채널 자금은 약 5356 비트코인(약 1억 2400만 달러)에 달합니다.

2022년에는 라이트닝 네트워크 분야에서도 여러 건의 대규모 자금 조달이 발생했으며, a16z, Paradigm 등 최고의 기관들이 관련 프로젝트에 투자했습니다.

물론, 라이트닝 네트워크의 보급에는 여전히 많은 도전 과제가 존재합니다. 사용자가 심리적 및 행동적 측면에서 암호화폐 결제를 수용하도록 하는 방법과 사용자 기반으로 거대한 결제 네트워크를 구축하는 방법 등은 여전히 긴 여정이 필요합니다. 그러나 긍정적인 점은 라이트닝 네트워크가 이미 많은 실제 유효한 사용 사례를 가지고 있으며, Strike, Lightning Labs 등의 공동 구축을 통해 기술이 지속적으로 성숙해지고 사용 시나리오가 풍부해짐에 따라 언젠가는 라이트닝 네트워크가 비트코인에 대해 비자와 같은 존재가 될 수 있을 것입니다.

1. 라이트닝 네트워크란 무엇인가

라이트닝 네트워크(Lightning Network)는 비트코인의 Layer2 솔루션으로, 비트코인의 결제 시나리오에서 사용자에게 비용 절감과 효율성 향상을 도와줍니다.

발전 과정

라이트닝 네트워크의 초기 개념은 "결제 채널"이라고 불리며, 그 설계 아이디어는 거래 대체 방식을 사용하여 확인되지 않은 거래 상태를 업데이트하는 것입니다. 사토시 나카모토는 2009년 비트코인을 창조할 때 결제 채널에 대한 아이디어를 가지고 있었으며, Bitcoin 1.0에 결제 채널의 코드 초안을 포함시켰습니다. 이는 사용자가 거래가 네트워크에 의해 확인되기 전에 거래를 업데이트할 수 있도록 허용했습니다. 2013년, 마이크 헌은 비트코인 개발 메일링 리스트에서 사토시의 결제 채널에 대한 아이디어를 더 자세히 설명했습니다.

이후 몇 년 동안 관련 솔루션이 등장했지만 큰 영향을 미치지는 못했습니다. 2015년 2월, 조셉 푼과 타데우스 드리야가 작성한 백서인 "The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payment"가 발표되면서 라이트닝 네트워크가 세상에 등장하게 되었습니다.

라이트닝 네트워크의 결제 채널 망상 라우팅

2015년 12월, 그레고리 맥스웰은 비트코인 개발자 메일링 리스트에서 확장 계획 로드맵을 제안했으며, 그 중 라이트닝 네트워크가 두드러지게 포함되었습니다. 이 로드맵은 비트코인 기술 커뮤니티의 대다수의 지지를 받았으며, Bitcoin Core 프로젝트에 구현되었습니다. 이로 인해 라이트닝 네트워크에 대한 기대감이 높아졌습니다. 이어서 열정적인 개발자들이 라이트닝 네트워크의 프로토콜 스택인 BOLT를 구축했습니다. 이 표준을 기반으로 라이트닝 네트워크는 비트코인, 라이트코인(또는 기타 비트코인 유사 토큰)과 호환될 수 있습니다.

2018년 3월, Lightning Labs는 베타 버전의 라이트닝 네트워크 구현 솔루션을 발표하였으며, 이 기능은 초기 사용자가 사용할 수 있도록 지원했습니다. 이는 라이트닝 네트워크 발전의 이정표를 의미합니다. 동시에 Lightning Labs는 250만 달러의 시드 라운드 자금을 확보했다고 발표했으며, 투자자는 트위터의 창립자 잭 도르시가 포함되었습니다. 이후 라이트닝 네트워크와 관련된 프로토콜과 응용 프로그램이 점차 풍부해졌으며, 예를 들어 BOLT 프로토콜의 강화 버전인 OmniBOLT, 비트코인 라이트닝 네트워크를 지원하는 결제 플랫폼 Cash APP 및 Strike 등이 있습니다. 다무스가 출시된 이후 라이트닝 네트워크는 또 한 번 새로운 돌파구를 맞이했습니다…

구현 방식

라이트닝 네트워크의 핵심 아이디어는 복잡하지 않으며, 거래 단계를 체인 외부에서 수행하고 최종 거래 결과만 체인에서 확인하여 기존 비트코인 네트워크의 거래 효율성을 높이는 것입니다. 그 작동 방식은 다음과 같습니다:

거래의 양측은 첫 거래 시 체인 외부의 결제 채널을 설정합니다. 본질적으로 이는 거래 양측이 공동으로 소유하는 장부로, 거래 기록을 보관하는 데 사용됩니다. 거래 양측은 채널에 일정량의 자금을 잠금하고, 이후 개인 키를 통해 거래에 서명합니다.

라이트닝 네트워크의 운영 논리

출처：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

양측 간의 자금 이동은 체인에서 이루어지지 않고 서로의 장부에만 보관됩니다. 한쪽 또는 양측이 더 이상 해당 채널이 필요하지 않다고 결정할 경우, 정산된 잔액이 메인넷에 방송됩니다.

라이트닝 네트워크의 운영 논리

출처：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

그러나 라이트닝 네트워크는 단순히 양측의 직접 연결만이 아닙니다. 이는 많은 단일 채널을 연결하여 상호 연결된 광범위한 결제 네트워크를 형성할 수 있습니다(아래 그림 참조). 즉, C와 A가 채널을 가지고 있고, C와 B는 채널이 없지만 A와 B가 채널을 가지고 있다면, C는 A를 통해 간접적으로 B와 거래할 수 있으며, 중개인인 A는 라우팅 수수료를 받을 수 있습니다. 라이트닝 네트워크에서는 네트워크가 최소 노드와 최소 거래 수수료의 경로를 찾아 거래를 완료합니다.

라이트닝 네트워크 운영 논리

출처：https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

2. 왜 라이트닝 네트워크가 필요한가

거래 속도 향상

비트코인 네트워크는 현재 초당 최대 7건의 거래를 처리할 수 있으며, 네트워크 사용 증가로 인해 거래 확인이 지연될 수 있어 사용자 결제 경험에 매우 불리합니다. 반면 비자는 초당 수천 건의 거래를 처리할 수 있습니다. 라이트닝 네트워크 결제는 채널 내에서 이루어지며, 체인 외부에서 스마트 계약을 통해 실행되므로 전체 네트워크의 확인이 필요 없어 처리 효율성이 크게 향상됩니다. 이론적으로 라이트닝 네트워크는 초당 백만 건의 거래를 처리할 수 있습니다.

라이트닝 네트워크의 tps 장점 비교（출처：Blockstream）

거래 금액 문턱 낮추기

라이트닝 네트워크는 단일 비트코인을 나눌 수 있는 최소 단위인 "사토시"로 결제할 수 있습니다(1 비트코인 = 1억 사토시), 이는 일상적인 소액 결제의 요구를 충족합니다.

거래 수수료 절감

비트코인 블록 공간은 희소 자원으로, 사용자 간의 경쟁 입찰이 필요하여 자신의 거래가 적시에 블록 공간에 포함되도록 해야 합니다. 채굴자에게는 수수료가 더 높은 거래를 우선적으로 포함시키는 경향이 있습니다. 거래를 하는 사용자가 많지 않다면 수수료를 매우 낮게 설정할 수 있으며, 이 경우 거래는 다음 블록에 포함될 수 있지만, 동시에 거래하는 사람이 많으면 수수료가 급격히 상승하게 됩니다. 현재 비트코인 거래 수수료는 약 1.5달러이며, 2021년 시장 정점 시기에는 60달러를 초과했습니다(아래 그림 참조). 수천 달러의 거래에 대해서는 이 정도 수수료가 수용 가능하지만, 일상적인 소액 결제, 예를 들어 커피를 사는 경우에는 수수료를 포함하면 매우 비효율적입니다. 비자와 마스터카드는 거래당 2%~3%의 수수료를 부과하지만, 라이트닝 네트워크를 사용하면 100달러의 거래 수수료는 1센트도 넘지 않습니다. 거래 수수료를 크게 줄임으로써 라이트닝 네트워크는 비트코인을 일상 결제로 사용하는 것을 경제적으로 가능하게 합니다.

비트코인의 거래 수수료

데이터 출처：https://bitinfocharts.com/zh/comparison/bitcoin-transactionfees.html#3y

3. 라이트닝 네트워크 현황은 어떤가

데이터 성과

2021년 엘살바도르가 비트코인을 법정 화폐로 채택한 이후, 라이트닝 네트워크는 더 많은 응용을 얻었으며, 채널 내 BTC 수량도 빠르게 증가하고 있습니다(아래 그림 참조). 2023년 2월 8일 기준으로 라이트닝 네트워크에는 총 1.6만 개의 노드와 약 7.7만 개의 결제 채널이 있으며, 채널 자금은 약 5356 비트코인(약 1억 2400만 달러)에 달합니다.

라이트닝 네트워크 내 BTC 수량

데이터 출처：https://river.com/learn/files/river-lightning-report.pdf

라이트닝 네트워크 채널의 집중지는 주로 미국, 캐나다, 독일입니다. 미국의 채널 수는 30.15%를 차지하며, 아시아에서는 싱가포르의 채널 수가 상대적으로 높습니다(1.644%). 아시아에서 라이트닝 네트워크의 사용이 극히 적기 때문에 동서양 간의 인식 차이가 존재합니다.

라이트닝 네트워크의 글로벌 노드 및 채널 상황

이미지 출처；https://explorer.acinq.co/

사용 시나리오

기술이 점차 성숙해짐에 따라 결제 및 소셜 거대 기업들이 라이트닝 네트워크의 보급을 추진하고 있습니다. 현재 라이트닝 네트워크의 사용 시나리오에는 다음이 포함됩니다:

소셜 플랫폼 결제 팁: 최근 인기를 끌고 있는 다무스는 라이트닝 네트워크 결제 및 팁 기능을 지원하며, 사용자는 Strike, Cash App, Blue Wallet 등 수십 개의 지갑을 선택할 수 있습니다.

해외 송금: 디지털 결제 플랫폼 Strike는 2023년 1월 Send Globally와 협력하여 미국과 필리핀 사용자 간에 라이트닝 네트워크를 통해 빠르고 안전하며 저렴한 송금을 가능하게 했습니다. Send Globally를 통해 달러는 비트코인으로 변환되어 라이트닝 네트워크를 통해 수취인이 있는 국가의 제3자 파트너에게 전송되고, 다시 현지 통화로 변환되어 수취인의 계좌로 직접 송금됩니다.

상점 결제: Strike는 Shopify, Blackhawk Network, NCR과 협력하여 비트코인 결제 시스템을 구축하였으며, 이 시스템은 상점이 고객이 암호화폐로 결제한 후 신속하게 달러를 받을 수 있도록 허용합니다. 현재 이 결제 시스템을 지원하는 상점에는 맥도날드, CVS, 월그린, 홀푸드 및 월마트 등이 포함됩니다.

송금 거래: 잭 도르시가 이끄는 결제 회사 Block의 결제 플랫폼 Cash APP은 라이트닝 네트워크를 통해 비트코인을 송금하고 수신할 수 있도록 지원합니다.

사용 편리성

일반 사용자에게는 라이트닝 네트워크를 지원하는 지갑을 통해 간편하게 충전 및 결제를 완료할 수 있습니다. 비교적 일반적으로 사용되는 비관리형 지갑인 Phoenix의 경우, 사용자를 위해 자동으로 결제 채널을 생성합니다. 채널을 생성할 때 Phoenix는 1% 및 약 3000 사토시의 수수료를 부과하지만, 기존 채널을 통해 결제할 경우에는 무료입니다. 또한, 입출금 기능이 있어 사용자가 체인 상 거래를 원활하게 송금하고 수신할 수 있습니다. Phoenix 외에도 현재 라이트닝 네트워크 결제를 지원하는 애플리케이션으로는 Blue Wallet, Muun, Strike, Cash App 등이 있으며, 이들 애플리케이션은 최근 몇 년 동안 지속적으로 최적화 및 업데이트되어 사용자가 라이트닝 네트워크를 사용하는 문턱을 크게 낮추었습니다.

라이트닝 네트워크를 지원하는 결제 방식

이미지 출처：file:///Users/xiayiwei/Downloads/the-state-of-lightning-volume-2.pdf

투자 및 자금 조달

2022년, 라이트닝 네트워크 분야에서도 여러 건의 대규모 자금 조달이 발생했으며, a16z, Paradigm 등 최고의 기관들이 관련 프로젝트에 투자했습니다:

2022년 4월, 비트코인 사업에 집중하는 회사 Lightning Labs는 7000만 달러의 B 라운드 자금을 조달하였으며, Valor Equity Partners가 주도했습니다.

2022년 5월, 메타 암호화폐 책임자 데이비드 마커스가 설립한 비트코인 라이트닝 네트워크 회사 Lightspark는 자금을 조달하였으며, 이번 라운드는 a16z와 Paradigm이 주도했습니다.

2022년 9월, 비트코인 라이트닝 네트워크를 기반으로 한 암호화 결제 애플리케이션 Strike는 8000만 달러의 B 라운드 자금을 조달했다고 발표했습니다.

4. 라이트닝 네트워크 발전의 문제점

라이트닝 네트워크의 결함에 대해 네트워크에서는 노드 운영이 중앙화될 가능성, 채널 용량이 높을 때 라우팅에서 유동성 문제를 겪을 수 있다는 의견이 있지만, 라이트닝 네트워크는 아직 매우 초기 단계에 있으며, 일부 문제와 부족함이 발생하는 것은 매우 정상적입니다. 관련 인프라와 생태계가 계속해서 개선되고 있으며, 라이트닝 네트워크가 가치 있고 의미가 있으며 실제 사용자 수요가 있는 한, 우리는 좀 더 인내심을 가질 필요가 있습니다. 물론 라이트닝 네트워크의 보급 측면에서 사용자 교육은 확실히 큰 도전 과제가 됩니다. 사용자가 심리적 및 행동적 측면에서 암호화폐 결제를 수용하도록 하는 방법과 사용자 기반으로 거대한 결제 네트워크를 구축하는 방법 등은 여전히 긴 여정이 필요합니다.

5. 라이트닝 네트워크 발전은 어떻게 될 것인가

전반적으로 라이트닝 네트워크는 비트코인의 일상 결제에 새로운 경로를 열어주었으며, 비트코인이 "피어 투 피어 전자 현금 시스템"을 실현하는 본래 목적을 위해 노력하고 있습니다. 라이트닝 네트워크는 아이디어 제안부터 2018년 공식 출시까지 어려운 길을 걸어왔으며, 현재도 초기 단계에 있습니다. 그러나 긍정적인 점은 라이트닝 네트워크가 2021년부터 빠르게 발전하고 있으며, 사용자 집단 간에 합의가 형성되고 실제 유효한 사용 사례가 확장되고 있다는 것입니다.

다무스는 탈중앙화 소셜 애플리케이션으로 라이트닝 네트워크를 지원하며, 사용자는 애플리케이션 내에서 결제 및 팁을 할 수 있습니다. 이러한 방식은 사용자가 비트코인을 사용하여 소액 결제를 하는 습관을 효과적으로 기를 수 있게 할 것입니다. 또한 Strike, Lightning Labs 등도 라이트닝 네트워크의 발전을 지속적으로 추진하고 있습니다. 언젠가는 라이트닝 네트워크가 비트코인에 대해 비자와 같은 존재가 될 수 있을 것입니다.

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참고 자료：

The State of Lightning

file:///Users/xiayiwei/Downloads/the-state-of-lightning-volume-2%20(1).pdf

Insights From the 4th Largest Lightning Network Node

https://river.com/learn/files/river-lightning-report.pdf

Nostr 지원의 비트코인 라이트닝 네트워크 팁이란 무엇이며, 이를 통해 소액 결제를 어떻게 할 수 있는가?

https://www.theblockbeats.info/news/34244

라이트닝 네트워크 - 역사와 현실

https://mirror.xyz/bitcrab.eth/T3gIfKepjfs3YUiRWTgCTqS6gc8LaC5z7lYKQY-HLEE

라이트닝 네트워크의 역사: 브레인스토밍에서 테스트 버전까지

https://www.btcstudy.org/2020/09/03/history-lightning-brainstorm-beta/#%E9%97%AA%E7%94%B5%E7%BD%91%E7%BB%9C

비트코인이 5000개를 돌파하며 라이트닝 네트워크가 심각하게 저평가될 가능성

https://news.marsbit.co/20221014134404738571.html

비트코인 라이트닝 네트워크란 무엇인가?

https://www.youtube.com/watch?v=FOT6NqaEtfc

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