인프라 수준에서 오늘날의 뜨거운 연구 주제는 비잔틴 장애 내성을 훼손하지 않고 빠른 합의, 보안을 훼손하지 않는 샤딩, 효율성을 포기하지 않는 크로스 체인 통신을 중심으로 진행되고 있습니다. 최근에는 Cosmos와 Polkadot의 출시로 인해 크로스 체인 통신이 가장 많은 주목을 받고 있습니다 (가까워졌습니다!).

크로스 체인 통신 — 이런 간단한 원칙

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

• 시나리오 A: 만들고자 하는 기존 블록체인은 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 블록체인에서는 지원하지 않는 다른 거버넌스 모델이 필요합니다 — 스마트 계약 플랫폼에서 애플리케이션을 구축하게 되면 애플리케이션이 기본 프로토콜의 거버넌스 규칙을 채택해야 합니다.

그래서 미래 세계는 수백(아니면 수천)의 개별 공공 블록체인으로 구성될 것입니다. 이러한 블록체인들이 서로 어떻게 소통하는지를 알아내는 것이 우리의 다음 큰 도전입니다.

모든 크로스 체인 통신 아이디어는 Adam Back의 논문 “피그된 사이드체인으로 블록체인 혁신 촉진하기”에서 시작됩니다. 이 논문은 자산 X를 블록체인 A에서 블록체인 B로 전송하는 방법에 대한 간단하면서도 놀라운 사실을 설명합니다. "전송"은 사실 환상에 불과합니다. 자산 X는 "전송"되지 않고 일시적으로 블록체인 A에 잠겨 있으며, 같은 양의 대응되는 자산 X가 블록체인 B에서 발행됩니다. 이를 피깅이라고 하며 양방향으로 이를 수행하는 것을 양방향 피그(2WP)라고 합니다.

모든 2WP 시스템은 투표 기반으로, "증인" 그룹이 자산 X를 잠금 해제하고 어디로 보낼지를 투표합니다. 이것은 질문을 제기합니다 — 우리는 이 증인 그룹에 얼마나 많은 신뢰를 두어야 할까요? 가장 간단한 접근 방식은 신뢰할 수 있는 단일 증인이 이 일을 수행하는 것입니다 (예: 암호화폐 거래소). 그러나 더 나은 접근 방식은 자산을 잠금 해제하거나 이동하기 위해 증인 그룹의 승인을 받아야 하는 2WP을 구현하는 것입니다.

사이드체인의 경우, 이 증인 그룹은 블록체인 A와 B의 이해관계자(예: 채굴자, 대리인, BP)를 대표하며, 실질적으로 작동하지만 기술적 복잡성을 도입합니다. 블록체인 A에 대해, 시간이 지남에 따라 업그레이드될 수 있는 블록체인 B와 통신하기 위해 프로토콜 수준에서 논리를 구현하는 것은 부담이 됩니다. 블록체인 C, D, E 등을 추가할 때 문제는 더 복잡해집니다.

다른 접근 방식은 블록체인 네트워크 간의 통신을 촉진하는 공통 증인 그룹을 두는 것입니다. 이것이 Cosmos Hub, Polkadot Relay Chain 및 IoTeX Root Chain의 직관입니다. 각 프로젝트는 공통 증인 그룹을 신뢰할 수 있고 다양한 이질적 블록체인에 적응할 수 있도록 하기 위해 서로 다른 접근 방식과 암호경제학을 사용합니다. Cosmos는 각 블록체인이 고유한 검증자 집합, 보안 및 합의 수준을 갖고 있다고 가정하는 반면, IoTeX와 Polkadot는 공유된 합의 풀과 "보안 기본"을 활용하여 블록체인 온보딩 프로세스를 더 쉽게 만듭니다. 모든 블록체인을 연결하는 것이 목표인 Polkadot과 달리, IoTeX의 크로스 체인 통신의 목표는 IoTeX 네트워크 내에서 실행되는 모든 레이어 2 체인을 위한 상호 운용성을 제공하는 것입니다. 이 모든 레이어 2 체인은 스토리지, 신원, 신뢰할 수 있는 컴퓨팅, IoT 데이터 마켓플레이스 등과 같은 IoT 응용 프로그램의 다양한 측면에 사용될 것입니다. 전반적으로 크로스 체인 통신은 인류가 바벨탑의 비전을 실현하기 위해 다시 한번 노력하는 것입니다.

크로스 체인 통신이 중요한 이유

블록체인은 탈중앙화와 보안에 관한 것으로, 이는 크로스 체인 통신을 통해 더욱 향상될 수 있습니다. 더 구체적으로, 크로스 체인 통신은 자산이 서로 다른 블록체인 간에 흐를 수 있도록 하여 다음과 같은 것을 추구합니다:

• 다양한 보안 수준 (예: 더 빠른 거래 대 더 강력한 검열 방지)
• 특별한 속성 (예: 일반 거래 대 기밀 거래)
• 다양한 응용 프로그램 (예: DeFi 대 게임)

크로스 체인 통신은 암호 자산과 그들이 구현되고 있는 기본 블록체인의 분리를 가능하게 합니다. 이는 사소해 보일 수 있지만, 이러한 분리는 현재 블록체인을 여러 의미 있는 방식으로 향상시킵니다.

우선, 이는 다양한 팀/프로젝트/체인이 블록체인 기술의 서로 다른 측면에 집중하게 하여 집합적으로 유용하고 영향력 있게 만듭니다. 예를 들어, 두 개의 블록체인 “블록체인 1”은 사용자 경험에 중점을 두고 (예: 최상급 지갑, 애플리케이션 인터페이스) “블록체인 2”는 검열 방지에 집중하여 일반 사용자가 사용하기 어렵고 느리게 됩니다. 자연스럽게 일어나는 일은 사용자가 접근성을 위해 블록체인 2에서 블록체인 1로 자산을 옮기고, 장기 저장을 위해 다시 옮기는 것입니다.

둘째, 이는 블록체인 프로토콜의 빠른 발전을 가능하게 합니다. 비교적 성숙한 프로토콜은 더 나은 보안과 더 빠른 진화 사이의 딜레마에 직면해 있습니다 — 빠른 발전은 일반적으로 무언가를 깨뜨리는 것을 의미하고, 뛰어난 보안은 일종의 정체를 암시합니다. 크로스 체인 통신을 통해 자산 이동에는 거의 비용이 들지 않습니다. 따라서 이론적으로 이더리움의 복사본을 카나리아 지대(care ground)로 만들고, 이를 빠르게 개선한 후 모든 자산을 이 새로운 카나리아 지대로 옮길 수 있습니다. 새로운 카나리아 지대가 이상적이지 않은 경우, 모든 자산은 다시 원래의 블록체인으로 돌아갈 수 있으며, 이는 포크가 제공할 수 없는 환상적인 특성입니다. 장기적으로 자산을 가장 많이 끌어들이는 체인이 가장 번영할 것입니다. 자산을 유치할 수 없는 체인은 침체기에 빠지고 결국 사라질 것입니다.

마지막으로, 이는 블록체인 공간의 거버넌스 구조에 깊은 영향을 미칠 수 있는 “증권 대여”를 가능하게 합니다. 증권 대여의 한 가지 구현은 크로스 체인 거버넌스라는 새로운 개념으로, 이는 다음 섹션에서 설명하겠습니다.

새로운 패러다임 — 크로스 체인 거버넌스

우리가 2019년 4월 IoTeX 루트 체인을 처음 출시했을 때, 우리는 안전하게 새로운 블록체인을 시작해야 하는 어려운 문제에 직면했으며, 이는 우리가 자기 중심 위임자라고 부르는 것으로 귀결되었습니다. 초기에는 제한된 투표자가 있었기 때문에 초기 이해관계자들은 많은 위임자 자리를 쉽게 차지하고 그들의 이익에 반하는 거버넌스 거래를 중단할 수 있었습니다. 예를 들어, 블록 생산에서 투표 거래를 중단하면 새로운 위임자가 합류하는 것을 방지할 수 있습니다.

IoTeX 메인넷을 안전하게 시작하기 위해 우리는 크로스 체인 거버넌스를 발명했습니다. 이는 거버넌스 활동이 더 성숙한 블록체인에서 이루어지지만 거버넌스 결과는 덜 성숙한 블록체인에 적용된다는 의미입니다. IoTeX 네트워크는 현재 두 개의 공개 블록체인에 자산을 보유하고 있습니다 — 이더리움(IOTX-E는 거버넌스에 사용)과 IoTeX 루트체인(IOTX는 유틸리티에 사용). IOTX와 IOTX-E는 총 100억 토큰의 공급량을 구성하며, 이는 이더리움과 IoTeX 간의 탈중앙화된 브리지인 IoTube를 사용하여 교환 가능합니다.

교환이 가능하지만, IOTX-E와 IOTX는 서로 다른 특성을 가지므로 서로 다른 목적으로 사용됩니다. IOTX-E는 저유동성을 가져(이상적으로 낮은 거래량, 느리게 이동) IoTeX 네트워크의 거버넌스를 위한 보안성을 높이도록 설계되었습니다(자세한 내용은 http://member.iotex.io를 참조하세요). IOTX는 IoTeX 네트워크 내의 운영 및 애플리케이션을 위한 높은 유동성을 가지도록(이상적으로 높은 거래량, 빠른 이동) 설계되었습니다. 이 말은 IOTX와 IOTX-E가 그 가치에 있어 동등하다는 것입니다. 이는 구글 주식이 클래스 A 및 C 주식을 가진 것과 비슷합니다 — 클래스 C 주식은 투표권이 없고 클래스 A 주식은 각각 한 표의 투표권이 있습니다. 이 구조 덕분에 자기 중심 위임자가 그들의 이익에 반하는 거버넌스 거래를 중단하는 것은 불가능하며, 이는 위임자의 재선 및 페널티 처리를 효과적으로 만듭니다.

우리는 또한 이 크로스 체인 거버넌스가 모든 PoS 블록체인에 대한 일반적인 우려인 롱 레인지 공격을 효과적으로 완화할 수 있음을 발견했습니다. 요약하자면, 롱 레인지 공격은 대규모의 초기 이해관계자가 그들의 토큰을 사용하여 블록체인에서 매우 초기 블록부터 시작하는 가지를 만들고 메인 체인을 앞설 때 발생합니다. 스테이킹/투표 기록이 이더리움에 있기 때문에, 이는 약한 주관성에 저항할 수 있는 충분한 저항력을 제공합니다(이것이 PoW 체인이고 51% 공격은 매우 비쌉니다).

더 미친 아이디어들

이는 크로스 체인 통신 및 거버넌스가 제공할 수 있는 것의 시작에 불과합니다. IoTeX가 연구하고 탐구 중인 많은 미친 아이디어들이 있습니다. 여기 몇 가지 예시가 있습니다!

어떻게 젊은 블록체인이 X의 가치 있는 자산을 Y의 총 토큰을 가진 블록체인에서 운용할 수 있을까요? (여기서 X > Y)?

예산이 큰 공격자가 ~⅔ (혹은 모든) 블록 생산자 슬롯을 통제할 수 있도록 매수함으로써 자산을 훔칠 의도를 가지고 있습니다. 이 질문에 대한 현재의 해결책은 이 체인을 "기다려서 성장시키는 것"인데, 이는 시간이 많이 소모될 수 있습니다. 우리가 내부적으로 진행 중인 한 실험은 다중 자산 크로스 체인 거버넌스라고 하며, 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 보상(즉, IOTX)을 분배하는 데 사용될 수 있습니다. 다중 자산 스테이킹은 스테이킹된 자산의 총액을 증가시키고 체인을 안전하게 만들 가능성이 높습니다. 이는 성숙한 블록체인에서 많은 다른 자산들이 존재할 가능성이 있기 때문에 크로스 체인 거버넌스와 함께만 가능합니다.

프로토콜 수준에서 너무 많은 복잡성을 도입하지 않고 "아무것도 위험하지 않다" 공격을 어떻게 억제할 수 있을까요?

"아무것도 위험하지 않다" 공격은 모든 PoS 블록체인에 대한 또 다른 일반적인 걱정입니다. 이는 포크가 발생할 경우 모든 Delegate가 거의 비용이 들지 않고 블록을 생산할 수 있으므로 모든 포크에서 최대한의 재정적 자기 이익을 추구하게 된다는 것을 의미합니다 (PoW 체인과는 달리). PoW 체인에서 일어나는 일을 모방하기 위해 각 Delegate는 블록을 생산하기 위해 X 토큰을 사용하고 제안이 성공하면 Y 토큰을 보상받습니다. 여기서 X < Y입니다. 이는 부분적으로 또는 모든 스테이크/예치금을 압수함으로써 위증하는 Delegate를 처벌하는 것과 같습니다. 같은 체인 내에서 이 처벌은 이기적인 Delegate의 가정 하에서는 비트리비얼하며, Delegate와 그와 공모하는 Delegate가 처벌 거래를 선택적으로 드롭할 수 있습니다. 크로스 체인 거버넌스는 피해자가 이더리움에 증거를 보내고 위증하는 Delegate가 처벌받도록 할 수 있게 합니다.

결론

결론적으로, 크로스 체인 통신은 많은 흥미로운 디자인과 응용 프로그램의 문을 열어줍니다. 블록체인 산업에서 처음으로, 우리는 곧 체인이 다른 체인으로부터 자산, 보안, 속성을 "빌릴 수" 있도록 허용할 것입니다. 우리는 이것이 블록체인 시스템 설계의 새로운 패러다임이라고 생각합니다.