비트코인 BitVM: 정확히 무엇인가요?

비트코인 기술 혁신은 자주 일어나지 않습니다. 하지만 혁신이 일어날 때면, 처음에는 복잡하고 이해하기 어려운 경우가 많습니다. BitVM도 예외는 아닙니다.

2023년 10월에 등장한 이 새로운 개발은 네트워크를 전혀 수정하지 않고도 비트코인이 복잡한 계산을 검증할 수 있는 능력을 열어줍니다. 

더 구체적으로, BitVM은 비트코인의 기존 Script 프로그래밍 언어 구성 요소를 사용하여 비트코인을 튜링 완전하게 만듭니다.

튜링 완전해짐으로써, 비트코인 블록체인은 이론적으로 비트코인 백서에서 처음 제시된 “개인 간 전자 현금 시스템” 비전을 훨씬 뛰어넘는 비트코인의 기능을 확장하는 데 사용될 수 있습니다.

튜링 완전성(Turing completeness)이 이키가이(Ikigai) 핸드북에 나오는 말처럼 들릴 수도 있지만, 이는 임의의 함수를 계산하거나 어떤 문제든 해결할 수 있는 프로그래밍 언어를 설명하는 데 사용됩니다.

미국 수학자 알론조 처치(Alonzo Church)는 1930년대에 그의 학생이자 유명한 영국 컴퓨터 과학자인 앨런 튜링(Alan Turing)의 작업을 언급하며 이 용어를 처음 만들었습니다.

BitVM 이전에는 비트코인의 Script 프로그래밍 언어가 튜링 완전하다고 여겨지지 않았습니다. 여러 노력에도 불구하고, 아무도 비트코인이 현대 컴퓨터가 할 수 있는 모든 것을 수행하도록 하는 방법을 찾지 못했습니다.

하지만 많은 사람들이 비트코인의 단순성을 단점이나 버그가 아닌 핵심적인 특징으로 본다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

비트코인의 가상의 창시자 사토시 나카모토는 프로토콜 출시 1년 후 비트코인의 프로그래밍 기능을 제한했습니다.

왜 그랬을까요? 모든 것은 보안으로 귀결됩니다. 시스템이 단순할수록 문제가 발생할 가능성이 적습니다.

예를 들어, 최고급 기능이 모두 탑재된 고급 자동차와 일반 자전거를 비교해 봅시다.

물론 고급 자동차는 자전거에서는 찾을 수 없는 많은 기능을 제공하지만, 기술적인 문제에 부딪힐 가능성이 훨씬 더 높습니다. 반면에 전통적인 자전거는 움직이는 부품이 거의 없으므로 잠재적으로 고장 날 수 있는 부분이 훨씬 적습니다. 자전거에서는 대시보드 경고등 문제, 에어 서스펜션 고장 또는 자동 차선 변경 문제에 부딪힐 가능성이 거의 없습니다. 애초에 그런 기능이 없기 때문입니다.

이 예시에서 비트코인은 자전거와 같습니다. 비트코인의 단순성은 궁극적으로 악의적인 행위자가 네트워크를 방해할 수 있는 방법을 줄여줍니다. 예를 들어, 분산 서비스 거부(DDoS) 공격은 현재 비트코인 네트워크에는 영향을 미치지 않지만, 더 복잡한 기능을 제공하는 다른 프로젝트에는 큰 문제입니다.

BitVM은 비트코인 블록체인에서 어떤 계산이든 보안에 영향을 주거나 네트워크를 변경하지 않는 방식으로 검증할 수 있는 시스템을 도입합니다. 이 개발은 튜링 완전한 스마트 컨트랙트와 같은 복잡한 계산의 가능성을 열어주며, 이 모든 것은 비트코인 블록체인의 혼잡을 줄이기 위해 오프체인에서 처리됩니다.

간단히 말해, 주머니 계산기가 기존 구성 요소를 사용하여 성능에 부정적인 영향을 주지 않으면서 MMORPG 비디오 게임을 지원할 수 있다는 것을 알게 되는 것과 같습니다.

BitVM이 이 모든 것을 어떻게 달성하는지 이해하려면 처음부터 시작해 봅시다. 

컴퓨터는 프로그램을 실행하기 위해 논리 게이트(logic gates)라는 것을 사용합니다.

복잡하게 들리지만, 논리 게이트는 단순히 하나 이상의 이진 입력(0과 1)을 받아들이고, 해당 논리 게이트의 유형에 따라 작은 계산을 실행한 다음 단일 출력을 내보냅니다.

스마트폰, 태블릿 또는 노트북에는 수십만 개, 심지어 수백만 개의 다양한 유형의 논리 게이트가 포함되어 있을 것입니다.

이제 “NAND” 게이트라고 불리는 특별한 유형의 논리 게이트가 있습니다. NAND 게이트는 다른 어떤 유형의 논리 게이트 기능도 만들 수 있기 때문에 범용 논리 게이트로 알려져 있습니다. 논리 게이트 세계의 메타몽 포켓몬과 비슷합니다.

이제 이 모든 것이 BitVM과 어떻게 연결되는지 설명하겠습니다. BitVM 개발자들은 비트코인의 기존 Script 언어를 사용하여 비트코인에서 NAND 논리 게이트를 표현하는 방법을 발견했습니다.

이것이 가지는 의미는 두 가지 이유로 매우 중요합니다.

• 비트코인 튜링 완전 스마트 컨트랙트를 가능하게 합니다.
• 비트코인 네트워크를 방해할 수 있는 소프트웨어 변경을 구현할 필요가 없습니다. 사람들은 BitVM 모델을 즉시 사용할 수 있습니다.

또한, 비트코인 블록체인은 이러한 유형의 복잡한 계산을 온체인에서만 검증합니다. 실행은 오프체인에서 이루어집니다. 

즉, 대부분의 작업은 비트코인 블록체인 자체에서가 아니라 다른 곳에서 수행됩니다. 이는 높은 수수료나 느린 처리 시간으로 이어질 수 있는 비트코인 네트워크에 불필요한 부담을 주는 것을 방지합니다.

BitVM은 현재 “증명자(prover)”와 “검증자(verifier)”라는 두 당사자로만 제한됩니다.

두 당사자가 비트코인 블록체인을 사용하여 스마트 컨트랙트를 통해 함께 거래하고 싶다고 가정해 봅시다.

한 당사자(증명자)는 스마트 컨트랙트가 비트코인 블록체인에서 직접 실행될 필요 없이 광고된 대로 작동한다고 주장합니다.

두 번째 당사자(검증자)는 스마트 컨트랙트가 주장된 대로 작동한다는 특정 보증을 받아야 합니다. 양측은 검증자에게 스마트 컨트랙트의 일부에 이의를 제기할 권리를 부여하고 증명자에게 응답할 권리를 부여하는 여러 트랜잭션에 공동 서명합니다.

어느 한쪽이 다른 쪽을 속이려 하거나 협력하지 않으면, 정직한 당사자는 스마트 컨트랙트가 활성화되면 예치된 모든 자금을 받을 수 있습니다.

분쟁 발생 시, 스마트 컨트랙트 프로그램의 특정 조건이 온체인에서 실행되어 사기 행위가 발생했는지 여부를 증명할 수 있습니다.

ZeroSync의 핵심 기여자 로빈 리누스(Robin Linus)는 2023년 10월 9일에 BitVM 백서를 발표했습니다.

ZeroSync는 스위스 추크(Zug)에 본사를 둔 비영리 단체입니다. 주로 영지식 증명(ZKP) 솔루션을 개발하여 비트코인의 확장성과 프라이버시를 개선하는 데 중점을 둡니다.

BitVM은 복잡한 계산을 오프체인에서 실행하는 시스템을 도입하고, 관련된 양 당사자에 대한 강력한 책임 시스템을 제공하며, 소프트웨어 업그레이드 없이 구현할 수 있습니다.

이 개발은 또한 비트코인에서 옵티미스틱(Optimistic) 롤업의 기반을 마련합니다. 이 과정은 BTC 트랜잭션을 오프체인에서 묶고 처리한 다음 온체인에 증명을 제출하는 것을 포함합니다. 모든 오프체인 트랜잭션은 낙관적인 접근 방식의 일부로 유효하다고 간주됩니다. 분쟁이 발생할 때만 트랜잭션이 온체인에서 실행되어 유효성을 확인합니다.

이러한 롤업은 Optimism (OP)과 같은 프로토콜에서 사용되는 옵티미스틱 롤업이 이더리움의 처리 능력을 향상시키는 것과 같은 방식으로 비트코인의 트랜잭션 처리량을 상당히 개선할 수 있습니다.

BitVM은 여러 가지 이유로 비트코인에 중요한 돌파구를 제시합니다.

기술적인 관점에서 볼 때, BitVM은 현재 제한된 두 당사자 설정이긴 하지만, 어떤 유형의 복잡한 계산이든 검증할 수 있는 네트워크의 잠재력을 열어줍니다.

이러한 발전은 장기적으로 비트코인에 새로운 애플리케이션과 확장성 이점을 가져올 수도 있습니다.

하지만 아마도 가장 중요한 점은 BitVM이 비트코인의 기능이 프로토콜에 의해 제한된 것이 아니라 사용자들의 상상력에 의해 제한되었다는 것을 보여준다는 것입니다.

BitVM이 많은 유망한 이점을 제공하지만, 단점이 없는 것은 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

리누스와 다른 기여자들은 이 모델이 초기 단계에 있으며, 아직 완성된 솔루션과는 거리가 멀다는 점을 인정했습니다. 

다음은 팀이 아직 극복하기 위해 노력하고 있는 BitVM의 몇 가지 한계입니다.

• 현재 상태에서 BitVM은 두 당사자 모델에 불과합니다. 이러한 한계는 여러 거래 당사자가 참여하는 대규모 탈중앙화 애플리케이션을 지원할 수 없다는 것을 의미합니다.
• 온체인 검증은 여전히 비트코인 블록체인을 혼잡하게 만들 수 있습니다.
• 오프체인 계산은 막대한 양의 데이터를 수반할 가능성이 높습니다.

BitVM이 비트코인 프로토콜의 미래를 바꿀 것이라고 생각하시나요?

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