라이트닝 네트워크(비트코인)

라이트닝 네트워크란?

라이트닝 네트워크는 분산 원장(ledger) 기술과 함께 작동하는 가상화폐 프로토콜이다. 조셉 푼(Joseph Poon)과 타데우스 드리자(Thaddeus Dryjain)가 만든 이 프로토콜은 비트코인 블록체인을 위한 레이어 2(L2) 확장 솔루션이다.

라이트닝 네트워크의 주요 목표는 비트코인의 대중화(mass adoption)다. 현재 블록체인은 낮은 처리량과 변동성이 큰 거래 수수료로 인해 제한적으로 활용되고 있다. 라이트닝 네트워크는 오프체인(off-chain) 결제 구조를 통해 대량으로 즉각적이고 저렴한 BTC 거래를 가능하게 한다.

이는 비트코인 블록체인이 글로벌 P2P 온라인 결제 시스템이라는 목표를 달성하는 데 직면한 두 가지 기술적 걸림돌이다.

라이트닝 네트워크가 비트코인에 중요한 이유

비트코인의 거래 속도는 마스터카드(Mastercard)나 비자(Visa) 같은 글로벌 결제 네트워크에 비해 매우 느린 편이며, 거래 수수료도 경쟁력이 있을 만큼 저렴하지 않다.

블록체인 분석 회사인 Arcane Research에 따르면 비트코인의 실제 거래량은 초당 7 트랜잭션(TPS)에 불과하며, Visa의 TPS는 2021년 측정 기준 5,200에 달한다.

가상화폐 거래소에서 가상화폐 지갑으로 BTC를 이체해 본 적이 있다면, 거래를 확인하는 데만 10분 이상이 걸린다는 사실을 알 것이다. 우버(Uber)나 카페에서 결제 확인을 기다리며 10분을 더 보낸다고 상상해 보라. 비트코인 결제를 일상에서 사용하기 위해서는 즉각적으로 확인할 수 있는 시스템을 필수적으로 갖춰야 한다.

또한, 크고 작은 모든 구매에 사용하기에 비트코인 거래 수수료는 너무 비싸다. 2023년 7월 11일 블록체어(Blockchair)에서 집계한 온체인 데이터에 따르면, 비트코인 거래에는 평균 1.12달러의 수수료가 발생했다.

이것이 바로 조셉 푼과 타데우스 드리자가 2016년 1월 14일에 발표한 백서에서 라이트닝 네트워크를 제안한 이유다.

이 백서에서는 결제 시스템의 보안과 탈중앙화를 훼손하지 않으면서, 더 빠르고 저렴하게 거래할 수 있게 하기 위해 비트코인 블록체인 위에 구축된 양방향 결제 채널 네트워크를 제안했다.

라이트닝 네트워크의 작동 방식

라이트닝 네트워크 백서에 따르면, 확장 솔루션의 이론은 비트코인 블록체인에 “최소한의 정보”만을 게시하고 나중에 차액 결제를 블록체인에 추가 기록하는 것이다.

라이트닝 네트워크는 다중 서명 거래와 스마트 컨트랙트를 사용하여 두 당사자 간의 결제 채널을 생성한다. 송금을 처리하려면 양 당사자의 동의가 필요하다.

라이트닝 네트워크 채널을 생성하기 위해 양 당사자는 모두 다중 서명 비트코인 주소에 자금을 넣어 원장을 만든다. 채널에서 결제가 즉시 이루어지며, 가스비는 발생하지 않는다. 거래가 오프체인에서 이루어지고 비트코인 블록체인에 게시되지 않기 때문이다.

가스비는 비트코인 블록체인과 상호작용할 때만 지불되며, 이는 일반적으로 채널을 생성/폐쇄하고 채널에 자금을 추가할 때 발생한다.

채널의 상태를 기본 블록체인에 브로드캐스팅함으로써 어느 한 쪽이 언제든지 채널을 폐쇄할 수 있다.

이 시스템에서 비트코인 블록체인은 중재자 역할을 한다. 오프체인(라이트닝 네트워크) 트랜잭션은 온체인 집행 가능성에 대한 신뢰를 바탕으로 이루어진다.

테코피디아가 설명하는 라이트닝 네트워크: 사용 사례

라이트닝 네트워크를 시작하려면, 당사자 중 1명 또는 2명 모두가 채널에 비트코인을 추가하는 초기 채널 자금 거래가 생성되어야 한다.

예를 들어, 존(John)과 매리(Mary)는 라이트닝 네트워크 채널을 생성하고 각각 0.5 BTC를 기부하여 1 BTC로 채널에 자금을 조달하고자 한다. 각 당사자는 각각 0.5 BTC의 출력 잔액을 보유하게 된다. 존과 매리 모두 자금 지출에 대해 승인을 받아야 한다.

존이 매리의 상점에 가서 0.1 BTC 상당의 상품을 구매하면 0.1 BTC를 매리에게 송금하는 트랜잭션을 시작할 수 있다. 채널 잔액이 0.6 BTC로 업데이트된 매리는 차량 수리 서비스를 받기 위해 존에게 0.3 BTC를 전송할 수 있다. 위에서 언급한 두 거래는 비트코인 블록체인이 아닌 라이트닝 네트워크 채널에서 결제가 이루어지므로 당사자들은 비트코인 거래 수수료를 지불할 필요가 없다.

존과 매리는 채널을 열고 닫을 때 비트코인 가스비만 지불하면 된다. 하지만 라이트닝 네트워크 노드에 대한 최소한의 라우팅(routing) 수수료는 지불해야 한다.

매리가 존과 라이트닝 네트워크 채널을 닫고 비트코인을 인출하길 원한다면, 존의 동의 없이도 할 수 있다. 양 당사자가 합의한 최신 채널 잔액은 유효하게 유지된다.

일반적인 가상화폐 참여자는 어떻게 라이트닝 네트워크를 사용할 수 있나?

최근 가상화폐 거래소, 디지털 지갑, 기타 가상화폐 친화적인 회사들에서 라이트닝 네트워크 통합을 발표하면서 일반 사용자들도 라이트닝 네트워크를 통해 비트코인을 손쉽게 전송할 수 있게 되었다.

트위터에서는 사용자가 스트라이크(Strike)라는 라이트닝 네트워크 통합 비트코인 지갑을 통해, 비트코인으로 팁을 주고받을 수 있다. 라이트닝 네트워크 기술을 사용하는 플랫폼에는 마이크로 블로깅(micro-blogging)뿐 아니라, 뉴스레터 플랫폼 서브스택(Substack) 등도 있다. 서브스택은 라이트닝 네트워크에서 비트코인 결제를 허용한 최초의 플랫폼 중 하나다.

중앙아메리카 국가인 엘살바도르는 카페, 레스토랑, 호텔 및 기타 비즈니스에서 라이트닝 기반 결제를 도입하여 가상화폐 결제를 원활하게 하는 주요 비트코인 및 라이트닝 네트워크 허브다.

결과적으로, 상거래 결제와 개인 송금이 증가하면서 라이트닝 네트워크 결제 건수는 2022년 4월에 전년 대비 약 2배 증가했다.

라이트닝 네트워크의 단점

이 확장 솔루션은 수 년 간 사용되어 왔으며, 이에 대한 사용자들의 의견은 분분한 편이다.

다음은 비트코인의 라이트닝 네트워크에 대한 몇 가지 비판점이다.

• 유동성 제한: 사용자가 먼저 채널에 잔액을 입금해야 하므로 시스템에 유동성이 제한된다.
• 라우팅 수수료: 라이트닝 네트워크가 사용자의 거래 수수료를 완전히 없애지는 못한다. 사용자는 결제 채널을 열고 닫을 때 가스비를 지불해야 한다. 또한 결제를 처리하기 위해 라이트닝 네트워크 노드에 라우팅 수수료를 지불해야 한다.
• 채널의 불균형: 단방향 결제는 채널 자금의 불균형을 초래하여 비트코인이 채널의 한쪽에 고착되는 결과를 초래할 수 있다. 
• 인바운드 유동성 부족: 모든 자금이 채널의 한쪽에 있는 경우 사용자는 비트코인을 보낼 수만 있고 받을 수 없게 될 수도 있다. 이러한 현상을 인바운드 유동성 부족이라고 한다.
• 유동성 병목 현상: 채널에 유동성이 충분하지 않으면 라이트닝 네트워크에서 대규모 비트코인 결제가 처리되지 않을 수 있다.
• 노드 운영: 자체 노드를 운영하는 사용자는 트랜잭션을 승인하기 위해 시스템을 연중무휴 24시간 가동해야 한다. 자체 노드를 운영하지 않고도 라이트닝 네트워크를 사용할 수는 있지만, 자체적으로 운영하는 것이 가장 안전하고 보안이 높은 사용 방법으로 여겨진다.

결론

비트코인의 낮은 확장성으로 인해 가상화폐는 글로벌 결제 시스템이라기보다는 ‘가치의 저장 수단(store of value)’으로 인식되고 있다. 라이트닝 네트워크와 같은 혁신은 이러한 인식을 바꾸기 위해 노력하고 있다.

라이트닝 네트워크는 스테이블코인과 크로스체인 기능을 활성화함으로써 비트코인 네트워크를 지속적으로 혁신하고 강화하고 있다.