인프라 수준에서 현재의 주요 연구 주제는 비잔틴 결함 내성을 저하시키지 않으면서 빠른 합의, 보안을 저하시키지 않으면서 샤딩, 효율성을 포기하지 않으면서 크로스 체인 통신을 중심으로 이루어지고 있습니다. 최근에는 코스모스와 폴카닷의 최근 출시로 인해 크로스 체인 통신이 가장 많은 주목을 받고 있습니다.

크로스 체인 통신 — 아주 간단한 원리

많은 전문가들은 공공 블록체인이 미래에는 몇 개로 통합될 것이라고 주장하지만, 새로운 공공 블록체인이 필요한 여러 시나리오가 존재합니다.

• 시나리오 A: 구축하고자 하는 기존 블록체인이 애플리케이션이 요구하는 속성(예: 개인 정보 보호 계산)과 사용자 정의 가능성(예: 데이터의 처리 및 저장)을 제공하지 않을 수 있습니다;
• 시나리오 B: 기존 블록체인이 지원하지 않는 다른 거버넌스 모델이 필요합니다 — 스마트 계약 플랫폼에서 애플리케이션을 구축하면 애플리케이션이 기본 프로토콜의 거버넌스 규칙을 따르도록 강제됩니다.

이것이 바로 미래의 세계가 수백(혹은 수천)의 서로 다른 공공 블록체인으로 구성될 것이라는 이유입니다. 이러한 블록체인들이 서로 어떻게 소통하는지를 파악하는 것이 우리의 다음 큰 도전입니다.

모든 크로스 체인 통신 관련 아이디어는 Adam Back의 논문 “페그드 사이드 체인을 통해 블록체인 혁신을 가능하게 하는 방법”에서 시작됩니다. 이는 자산 X를 블록체인 A에서 블록체인 B로 전송하는 방법에 대한 간단하지만 놀라운 사실을 설명합니다. "전송"은 사실상 환상이라는 것입니다. 자산 X는 "전송"되지 않고 블록체인 A에 일시적으로 잠겨 있으며, 동일한 양의 동등한 자산 X가 블록체인 B에서 발행됩니다. 이것은 페깅이라고 하며, 양방향으로 이것을 수행하는 것은 양방향 페그(2WP)라고 합니다.

모든 2WP 시스템은 투표 기반으로 구성되어 있으며, "목격자" 그룹이 자산 X의 잠금을 해제할 시기와 보낼 위치에 대해 투표합니다. 이 질문을 던집니다 — 우리는 이 목격자 그룹에 얼마나 많은 신뢰를 두어야 할까요? 가장 간단한 접근 방식은 단일 신뢰할 수 있는 목격자가 일을 수행하도록 하는 것입니다(예: 암호화폐 거래소). 그러나 더 나은 접근 방식은 자산을 잠금 해제/이동하는 것을 승인해야 하는 목격자 그룹이 있는 2WP를 구현하는 것입니다.

사이드 체인의 경우, 이 목격자 그룹은 블록체인 A와 B의 이해 관계자(예: 채굴자, 대리인, BP)를 대표하며, 이는 작동하지만 기술적 복잡성을 초래합니다. 블록체인 A에 대해 블록체인 B와 통신하기 위해 프로토콜 수준에서 로직을 구현하는 것은 부담입니다(시간이 지나면서 업그레이드될 수 있음). 블록체인 C, D, E 등 여러 블록체인을 그림에 포함시키면 그 문제는 더욱 복잡해집니다.

다른 접근 방식은 블록체인 네트워크 간의 통신을 촉진하는 공통의 목격자 그룹을 두는 것입니다. 이것이 코스모스 허브, 폴카닷 릴레이 체인 및 IoTeX 루트 체인의 직관 뒤에 있는 것입니다. 각 프로젝트는 공통의 목격자 그룹을 신뢰할 수 있고 다양한 이질적 블록체인에 적응할 수 있도록 만들기 위해 서로 다른 접근 방식과 암호 경제학을 사용합니다. 코스모스는 각 블록체인이 고유한 검증자 집합, 보안 및 합의를 가지고 있다고 가정하며, IoTeX와 폴카닷은 블록체인 온보딩 프로세스를 더 쉽게 만들기 위해 공유 합의 풀 및 "기본 보안"을 활용합니다. 모든 블록체인을 연결하는 것을 사명으로 삼고 있는 폴카닷과 비교할 때, IoTeX의 크로스 체인 통신의 목표는 다르고 더 구체적입니다: IoTeX 네트워크 내에서 실행되는 모든 레이어 2 체인에 대한 상호 운용성을 제공하는 것입니다. 이러한 모든 레이어 2 체인은 저장소, 신원, 신뢰할 수 있는 컴퓨팅, IoT 데이터 마켓플레이스 등 IoT 애플리케이션의 다양한 측면에 사용될 것입니다. 전반적으로 크로스 체인 통신은 인류가 바벨탑의 비전을 실현하기 위해 기울이는 또 다른 노력입니다.

크로스 체인 통신이 중요한 이유

블록체인은 탈중앙화와 보안에 관한 것으로, 이는 크로스체인 커뮤니케이션을 통해 더욱 강화될 수 있습니다. 보다 구체적으로, 크로스체인 커뮤니케이션은 자산이 서로 다른 블록체인 간에 흐를 수 있게 하며, 이를 통해:

• 다양한 보안 수준 (예: 더 빠른 거래 대 더 강한 검열 저항)
• 독특한 속성 (예: 일반 거래 대 비밀 거래)
• 다양한 응용 프로그램 (예: 디파이 대 게임)

크로스체인 커뮤니케이션은 또한 암호화 자산과 그 구현의 기반이 되는 블록체인을 별개로 분리할 수 있게 해줍니다. 이는 사소해 보일 수 있지만, 이러한 분리는 현재의 블록체인을 여러 의미 있는 방법으로 향상시킵니다.

우선, 이는 다양한 팀/프로젝트/체인이 블록체인 기술의 다양한 측면에 집중할 수 있게 하여, 동시에 유용하고 영향력을 미치게 합니다. 예를 들어 두 개의 블록체인을 상상해 보십시오: “블록체인 1”은 사용자 경험(예: 최고의 지갑, 애플리케이션 인터페이스)에 중점을 두고, “블록체인 2”는 검열 저항에 중점을 두어 일반 사용자가 운영하기 어렵고 느리게 만듭니다. 자연스러운 결과는 사용자가 사용의 용이성을 위해 블록체인 2에서 블록체인 1으로 자산을 이전하고, 장기 보관을 위해 다시 이전한다는 것입니다.

둘째, 이는 블록체인 프로토콜의 빠른 발전을 가능하게 합니다. 상대적으로 성숙한 프로토콜은 더 나은 보안과 더 빠른 진화라는 딜레마에 직면해 있습니다 — 빠른 발전은 보통 무언가를 깨는 것을 의미하고, 뛰어난 보안은 어떤 형태의 침체를 의미합니다. 크로스체인 커뮤니케이션을 통해 자산을 이동하는 데 거의 비용이 들지 않습니다. 따라서 이론적으로 이더리움의 복사본을 카나리아 땅으로 만들고, 이를 신속하게 반복하고, 결국 모든 자산을 이더리움에서 이 새로운 카나리아 땅으로 이동할 수 있습니다. 만약 새로운 카나리아 땅이 이상적이지 않다면 모든 자산을 다시 이동할 수 있으며, 이는 포크가 제공할 수 없는 환상적인 속성입니다. 장기적으로 자산을 가장 많이 끌어들이는 체인이 가장 번창할 것입니다. 자산을 끌어들이지 못하는 체인은 침체되고 결국 사라질 것입니다.

마지막으로, 이는 블록체인 공간의 거버넌스 구조에 깊은 영향을 미칠 수 있는 “증권의 대여”를 가능하게 합니다. 증권 대여의 하나의 구현은 크로스체인 거버넌스라고 불리는 새로운 개념이며, 이는 다음 섹션에서 설명합니다.

새로운 패러다임 — 크로스체인 거버넌스

우리가 2019년 4월 IoTeX 루트 체인을 처음 출시했을 때, 우리는 어떻게 안전하게 새로운 블록체인을 부트스트랩할 것인가에 대한 도전적인 문제에 직면했습니다. 이는 우리가 이기적인 대표자라고 부르는 문제로 요약됩니다. 초기에는 제한된 투표자가 있었기 때문에 초기 이해관계자들은 쉽게 많은 대표자 의석을 통제하고 그들의 이익에 반하는 거버넌스 거래를 차단할 수 있었습니다. 예를 들어, 블록 생성에서 투표 거래를 차단하면 새로운 대표자가 합류할 수 없게 됩니다.

IoTeX 메인넷을 안전하게 부트스트랩하기 위해, 우리는 크로스체인 거버넌스를 발명했습니다. 이는 거버넌스 활동이 더 성숙한 블록체인에서 발생하고, 거버넌스 결과가 덜 성숙한 블록체인에 적용됨을 의미합니다. IoTeX 네트워크는 현재 두 개의 공공 블록체인에 자산을 보유하고 있습니다 — 이더리움(IOTX-E가 거버넌스에 사용됨)과 IoTeX 루트체인(IOTX가 유틸리티에 사용됨). IOTX와 IOTX-E는 총 100억 개의 토큰 공급을 포함하며, 이는 이더리움과 IoTeX 사이의 분산형 브릿지인 IoTube를 사용하여 교환할 수 있습니다.

비교 가능하지만, IOTX-E와 IOTX는 다른 속성을 가지고 있어 서로 다른 목적에 사용됩니다. IOTX-E는 IoTeX 네트워크를 관리하는 데 더 보안적이고, 유동성이 낮도록 설계되었습니다(이상적으로 낮은 거래량, 느리게 이동). IOTX는 IoTeX 네트워크 내에서의 운영과 응용을 위해 높은 유동성을 갖도록 설계되었습니다(이상적으로 높은 거래량, 빠르게 이동). 그렇지만 IOTX와 IOTX-E는 그 가치가 동일합니다. 이는 구글 주식의 클래스 A 및 C 주식에 비유할 수 있습니다 — 클래스 C 주식은 투표권이 없고, 클래스 A 주식은 각 1표를 가집니다. 이 구조로 인해 이기적인 대표자는 그들의 이익에 반하는 거버넌스 거래를 차단할 수 없으며, 이는 재선 및 대표자 축출에 효과적입니다.

우리는 또한 이 크로스체인 거버넌스가 모든 PoS 블록체인에 대한 일반적인 우려인 롱 레인지 공격을 효과적으로 완화할 수 있음을 발견했습니다. 요약하자면, 롱 레인지 공격은 대규모 초기 이해관계자가 그들의 토큰을 사용하여 블록체인에서 매우 초기 블록부터 시작하는 가지를 만들고, 메인 체인을탈취하는 경우를 말합니다. 스테이킹/투표 이력이 이더리움에 있기 때문에, 이는 약한 주관성에 대한 저항을 충분히 제공합니다(이는 PoW 체인이며 51% 공격이 매우 비쌉니다).

더 미친 아이디어들

이것은 크로스체인 통신 및 거버넌스가 무엇을 가져올 수 있는지의 시작일 뿐입니다. IoTeX가 연구하고 탐색하고 있는 많은 미친 아이디어들이 있습니다. 여기에 몇 가지 예가 있습니다!

어떻게 젊은 블록체인이 총 가치 Y인 블록체인에서 가치 X의 자산을 운반하고 운영할 수 있을까요? (여기서 X > Y)

대규모 예산을 가진 공격자가 블록 제작자 슬롯의 약 ⅔(또는 그 이상)를 통제하여 자산을 훔칠 의도로 들어오는 경우입니다. 이 질문에 대한 현재의 해결책은 이 체인을 "기다리고 성장시키기"인데, 이는 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. 우리가 내부에서 작업하고 있는 실험 중 하나는 다중 자산 크로스체인 거버넌스라는 것입니다. 대표자는 IOTX-E를 스테이킹하는 것 외에도 NUSD, WETH, WBTC와 같은 다른 자산을 스테이킹하여 암호화폐 바구니를 구성할 수 있습니다. 이 바구니의 가치는 Chainlink 오라클을 사용하여 쉽게 계산할 수 있으며, 후보자를 평가하고 보상을 공유하는 데(즉, IOTX) 사용할 수 있습니다. 다중 자산 스테이킹은 스테이킹된 총 자산의 양을 증가시키고 체인을 안전하게 만들 가능성이 높습니다. 이는 다른 많은 자산이 성숙한 블록체인에 있을 가능성이 있기 때문에 크로스체인 거버넌스와 함께만 가능합니다.

프로토콜 수준에서 너무 많은 복잡성을 도입하지 않고 “무위험 공격”을 어떻게 방지할까요?

“무위험 공격”은 모든 PoS 블록체인에 대한 일반적인 우려 사항입니다. 이는 모든 대표자가 포크가 발생할 경우(또는 발생할 경우) 거의 비용이 들지 않고 블록을 생성할 수 있기 때문에 모든 포크에서 구축하게 된다는 것을 의미하며, 재정적 자기 이익을 극대화하려는 것입니다. PoW 체인에서 발생하는 사건을 모방하기 위해 각 대표자는 블록을 생성하기 위해 X 토큰을 소비하고 제안이 성공하면 Y 토큰을 보상으로 받습니다. 여기서 X < Y입니다. 이는 많은 예치금의 일부 또는 전부를 몰수하여 모순되는 대표자를 처벌하는 것과 다소 동등합니다. 동일한 체인 내에서 이러한 처벌은 자기적 대표자(Egoistic Delegates)의 가정 하에서 비단순적입니다. 여기서 대표자와 그와 공모하는 대표자는 선택적으로 처벌 거래를 삭제할 수 있습니다. 크로스체인 거버넌스를 통해 피해자는 이더리움에 증거를 전송하여 모순되는 대표자가 처벌받도록 할 수 있습니다.

결론

결국, 크로스체인 통신은 많은 흥미로운 디자인과 응용프로그램의 문을 엽니다. 블록체인 산업에서 처음으로 우리는 곧 체인이 다른 체인에서 자산, 보안 및 속성을 "빌려"주는 것을 허용할 것입니다. 우리는 블록체인 시스템의 설계에서 새로운 패러다임으로 이것을 보고 있습니다.