Hop, Connext, Nomad를 예로 들어, Trustless 브릿지가 자금 활용 효율성을 어떻게 최적화하는지 자세히 설명합니다

저자：Hakeen, Marina, Evelyn, W3.Hitchhiker
원문 제목：《Trustless 다리: 상호 운용성 위기를 해결하고 유동 자금의 활용 효율성을 최적화하다》

다중 체인 시대의 도래와 함께 블록체인 네트워크의 상호 운용성 요구가 점점 더 높아지고 있으며, 2021년부터 크로스 체인 브릿지가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 크로스 체인 브릿지는 "정보"를 전달할 수 있으며, 여기서 정보는 자산뿐만 아니라 스마트 계약 호출, 신원 증명 및 상태 상호 작용 등을 포함합니다. 2022년 4월 말까지 암호화 세계에는 65개 이상의 크로스 체인 브릿지가 등장했습니다.

크로스 체인 브릿지는 유동성 부족 문제를 잘 해결할 수 있습니다. 크로스 체인 브릿지는 자산 전송 외에도 기본 공공 체인의 성능 부족 문제를 해결할 수 있으며, 현재의 이더리움 Layer 2는 거래 처리량을 1층에서 체인 외 시스템으로 전이하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 과정 전체는 브릿지를 통해 자금을 보관하고 1층의 대량 거래 압력을 해소합니다. 그러나 이러한 브릿지에도 단점이 있으며, 주 체인과 독립적인 블록체인 네트워크로서 대부분은 자신의 보안 모델에만 집중하기 때문에 일정 수준의 보안 위험이 존재합니다.

이상적인 크로스 체인 브릿지는 크로스 체인 환경의 높은 투명성과 변조 방지를 보장하면서 자산 등 정보의 상호 작용을 충족하고, 매우 높은 보안 보장을 제공하여 각 공공 체인의 프로토콜, 애플리케이션, 거래 등의 카테고리 합의를 달성할 수 있어야 합니다. 이러한 모델로 발전할 경우, 크로스 체인 브릿지의 "미들웨어" 역할이 시장에서 인정받고 더 자주 사용될 수 있으며, 산업 발전도 차별 없는 크로스 체인 상호 작용 시대에 접어들 수 있습니다.

본 문서는 자산 크로스 체인 브릿지의 안전성을 중심으로 누가 검증 시스템을 운영하는지에 따라 분류하고, 최근 인기가 높은 Trustless 크로스 체인 브릿지 세 가지를 선정하여 각자의 운영 원리, 팀, 투자 및 자금 조달, 비용 등을 통해 장단점을 정리합니다.

1. 크로스 체인 브릿지의 분류

안전하고 빠른 것은 크로스 체인 브릿지의 최우선 과제입니다. 시중의 Layer 2 크로스 체인은 주로 이더리움 위에 구축되어 있기 때문에, 자금을 Layer 2에 두면 자금은 여전히 이더리움 검증자에 의해 보호됩니다. 만약 Arbitrum의 자산을 크로스 체인 브릿지를 통해 Optimism으로 전송하면, Arbitrum과 Optimism 자체도 이더리움에 의해 안전이 보장됩니다. 이더리움의 검증자는 강력한 합의 기반을 제공하여 매우 높은 보안을 제공하지만, 브릿지 프로토콜은 외부 검증자 집합을 사용하므로 자금은 더 이상 이더리움에 의해 보호되지 않고 브릿지의 검증자에 의해 보호됩니다. 나무통 원리에 따라, 안전성을 결정하는 것은 가장 약한 부분입니다.

따라서 누가 검증 시스템을 운영하는지에 따라 다음 세 가지로 분류할 수 있습니다:

1. 원주율 검증

목표 체인의 가상 머신에서 원주율 체인의 경량 클라이언트를 실행하여 검증을 완료합니다.

예: IBC, BTC Relay, Near Rainbow Bridge, Polkadot SnowBridge, LayerZero, Movr, Optics, Gravity Bridge 등.

2. 외부 검증

이 검증 방식은 하나 또는 여러 개의 검증자가 있으며, 검증자는 원주율 체인의 특정 주소를 모니터링해야 합니다. 사용자는 자산을 원주율 체인의 특정 주소로 보내 잠금 상태로 만들고, 제3자 검증자가 이 정보를 검증하며 합의에 도달해야 합니다. 합의가 이루어지면 목표 체인에서 해당 자산이 생성됩니다.

이러한 유형의 크로스 체인 브릿지에는 Synapse, Thorchain, Anyswap, PolyNetwork, WBTC, WormHole, Qredo, Ronin 등이 포함됩니다.

이 유형의 검증자는 주로 두 가지가 있습니다:

하나는 신탁 주체가 있는 경우입니다. 이전 자산은 신탁자가 보관하며, 이는 신탁자에 대한 완전한 신뢰를 요구합니다. 이 모델은 브릿지 운영자의 신뢰도에 전적으로 의존합니다. 본질적으로 그들은 사용자의 원주율 자산을 가져가고 크로스 체인 자산의 가치를 잃게 만들 수 있습니다. 예를 들어, wBTC의 신탁자가 wBTC 가치를 지원하는 모든 BTC를 가져가면, wBTC는 가치가 없게 됩니다. 비록 이 확률은 매우 낮습니다.

다른 하나는 검증자 집합입니다. 검증자가 되기 위해서는 악의적인 행동을 방지하기 위해 자산을 묶어야 합니다. 묶인 자산은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 하나는 해당 크로스 체인 자산을 묶는 것입니다. 예를 들어 BTC 또는 ETH의 크로스를 실현하기 위해 검증자는 BTC 또는 ETH를 묶어야 합니다. 다른 하나는 토큰 자산을 자신의 프로토콜에 묶는 것입니다. 예를 들어 Thorchain은 RUNE을 묶고, Synapse는 미래에 자신의 토큰 SYN을 묶을 계획을 가지고 있습니다. 이러한 모델에서는 브릿지 참여자가 사용자의 자금을 훔칠 기회가 있지만, "게임" 메커니즘(즉, 자신의 자금을 스테이킹하고 자금을 훔칠 경우 처벌 메커니즘이 존재함) 덕분에 그렇게 하지 않을 것입니다.

아래에서 언급할 로컬 검증 프로토콜은 복잡한 다자 검증 문제를 더 간단한 양자 상호 작용으로 전환하며, 각 당사자는 상대방만 검증합니다. 양측이 경제적으로 대립하는 한 이 모델은 유효합니다------즉, 양측이 더 넓은 체인에서 자금을 얻기 위해 공모할 수 없습니다.

3. 로컬 검증

로컬 검증은 부분 검증 모델이며, P2P 유동성 네트워크입니다. 각 노드는 본질적으로 "라우터"이며, 라우터는 파생 자산이 아닌 목표 체인의 원래 자산을 제공합니다. 또한 잠금 및 분쟁 해결 메커니즘을 통해 라우터는 사용자 자금을 인출할 수 없습니다.

이러한 모델에는 Hop, Connext, Celer, Liquality 등이 포함되며, 이러한 P2P 모델은 보안성, 비용, 속도 및 다중 체인 연결 확장성 측면에서 상대적으로 좋은 성능을 보입니다.

각 검증 시스템의 장단점 비교

4. 요약

외부 검증 모델은 크로스 체인 브릿지를 구축하는 데 있어 더 빠른 속도, 낮은 비용, 데이터 전송의 범용성, 다중 체인 연결의 용이성, 사용자 경험의 향상 등의 장점이 있지만, 이 모델의 잠재적 단점은 보안성입니다. 외부 참여자의 역할이 도입됨에 따라 사용자의 안전은 원주율 체인이나 목표 체인의 안전뿐만 아니라 브릿지의 안전성에도 의존하게 됩니다. 크로스 체인 자산 전송 과정에서 브릿지가 안전하지 않으면 자산은 위험에 처할 수 있습니다.

원주율 검증 모델은 신뢰가 필요 없는 크로스 체인 브릿지로, 제3자 검증자의 잠재적 보안 균형이 없으며 다양한 범용 데이터를 전송할 수 있습니다. 크로스 체인 브릿지의 안전성은 블록체인 자체의 안전성과 관련이 있습니다. 사용자의 재정 안전성은 브릿지 자체의 영향을 받지 않습니다. 안전 문제가 발생하면 체인 자체의 문제입니다. 또한 자산을 스테이킹할 필요가 없으므로(자금 효율성이 더 높습니다). 그러나 이 모델은 충분한 활동이 부족하고 다중 체인 연결이 부족합니다. 임의의 두 체인 간에 개발자는 원주율 체인과 목표 체인에서 새로운 경량 클라이언트 스마트 계약을 개발하고 배포해야 합니다. 또한, 속도가 느리고 비용이 높다는 단점이 있습니다.

로컬 검증 모델은 유동 네트워크 모델을 사용합니다. 로컬 검증을 사용하므로 전역 검증이 필요 없어 속도가 더 빠르고 비용이 더 낮습니다. 상대적으로 자금 효율성은 외부 검증 모델보다 높고 원주율 검증 모델보다 낮습니다. 동시에 P2P 유동성 네트워크의 처리량도 더 큽니다. 물론 단점도 있습니다. 정보 전송 측면에서 한계가 있어 보편적인 정보 전송을 실현할 수 없습니다.

2. 발전 추세

다양한 모델의 크로스 체인 브릿지는 서로 다른 선택과 초점을 가지고 있습니다. 따라서 다양한 단계에서 사용자들이 속도, 비용, 범용성, 안전성 등에 대한 다양한 요구에 따라 서로 다른 모델의 크로스 체인 브릿지가 서로 다른 효과를 얻을 수 있습니다. 초기에는 외부 검증 모델과 로컬 검증 모델이 비용과 속도 측면에서 경험적 우위로 인해 더 빠른 개발 속도를 얻을 수 있습니다. 사람들이 안전성을 중시하게 되면서 기술 발전에 따라 원주율 검증 모델도 후에 점차 발전할 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 일부 크로스 체인 브릿지가 점차 우위를 점하고 크로스 체인 브릿지 시장의 주요 참여자가 될 것입니다. Layer 2의 지속적인 발전과 함께 크로스 체인 브릿지는 미래 다중 체인 시대의 중요한 구성 요소가 될 것입니다.

3. 몇 가지 크로스 체인 브릿지 나열

1. Hop 프로토콜

• 운영 원리

롤업과 롤업 전송

Arbitrum 공식 발행 ETH는 AMM을 통해 hETH로 전환되고, 이후 브릿지 계약을 통해 Arbitrum 체인에서 hETH를 잠금 상태로 만들고, 다른 브릿지에서 hETH를 발행한 후 Op에서 배포된 AMM을 통해 Op 공식 발행 ETH로 변환됩니다.

이 과정에서는 Layer 1과의 상호 작용이 필요하지 않습니다.

사용자는 Hop 프로토콜을 통해 Op 체인에서 ETH 환급 요청을 보내고, Hop 프로토콜은 Bounder에게 알리며, Bounder는 자금을 보증하고 Layer 1에서 사용자에게 ETH를 전송합니다. 사용자는 즉시 수신하고, 도전 기간이 끝나면 Bounder는 Layer 1에서 인출한 ETH를 받습니다.

이때 Layer 1과의 상호 작용이 필요하며, Bounder는 경쟁이 생기므로 가스 비용을 스스로 부담해야 하며, 비용을 줄이기 위해 여러 거래를 하나로 묶어야 하므로 상호 작용 완료 시간은 불확실합니다.

Hop 프로토콜에는 세 가지 중요한 역할이 있습니다:

1. AMM: 자동화된 시장 조성자로서 다양한 크로스 체인에 유동성을 제공합니다.
2. 브릿지 계약: 네트워크 전송을 담당하며 유동성을 제공합니다.
3. Bounder: 도전 기간이 있는 체인에 대해 자금을 보증합니다.

• 비용

주: 이 표의 데이터는 이더리움 $2650일 때의 계산이며, 비용은 이더리움 가스 비용의 변화에 따라 달라집니다. 계산 시간과 네트워크 혼잡 상황에 따라 결과가 크게 변동할 수 있으니 참고용으로만 사용하시기 바랍니다.

• 팀 상황

Shane Fontaine: 이더리움 개발자, Authereum 공동 창립자이며, 로스앤젤레스 지역 이더리움 모임의 조직자입니다. 그는 CoinCircle의 수석 암호 개발자였으며, Level K 개발에 참여했으며, UNIKOIN, Synapse Capital의 기술 고문으로도 활동했습니다. 그는 Solidity 언어로 많은 스마트 계약 코드를 작성했습니다.

Lito Coen: Crypto Testers의 창립자이며, Hop Protocol에서 비즈니스 성장을 담당하고 있습니다. 그는 Web3 분야에서 10개 이상의 프로젝트에 투자했습니다. 이전에는 SatoshiPay의 비즈니스 개발 매니저로 근무했습니다.

Christopher Whinfrey: Authereum 공동 창립자이며, 분산형 애플리케이션 개발자입니다. 이전에는 Level K의 창립자였습니다.

• 투자 및 자금 조달

투자 정보는 불명확하며, 현재 공개된 투자자는 1confirmation, 6th man ventures, infinite capital 등이 있습니다.

2. Connext

• 운영 원리

경매: 사용자와 유동성 제공자가 매칭되어 유동성 제공자가 송금에 유동성을 제공합니다. Op에서 DAI를 잠금 상태로 만들고, Arbitrum에서 DAI를 제공합니다.

준비: 이 단계에서 양측은 송금을 위해 자금을 잠금 상태로 만듭니다------송금 체인의 사용자와 수신 체인의 라우터입니다.

이행: 이 단계에서 양측은 송금을 위해 자금을 해제합니다. 사용자는 수신 체인에서 자금을 해제하기 위해 서명을 제공하고, 유동성 제공자는 동일한 서명을 사용하여 송금 체인에서 자금을 해제합니다.

• 구체적인 프로세스

1. sender는 NATS 메시지 네트워크에 거래 요청을 방송합니다.
2. router는 네트워크를 모니터링하고 견적을 제시하며, 네트워크는 자동으로 낮은 비용의 router를 선택합니다.
3. sender와 router가 매칭됩니다.
4. sender는 자산과 견적 정보를 nxtp 계약에 보내고, 계약은 거래 준비 완료 신호를 방송합니다.
5. router는 nxtp에 송금 준비를 보냅니다.
6. sender는 송금에 필요한 정보와 서명을 relayer에게 보내고, relayer는 송금 거래를 수신 체인의 nxtp 계약으로 전송하는 데 도움을 줍니다.
7. router는 nxtp 계약에서 로컬 서명을 얻고, router는 주소에 송금을 합니다.
8. user는 다른 체인에서 자산을 얻고 서명합니다.
9. router는 서명 메시지를 얻고, sender 체인의 nxtp 계약에서 보증 자산을 얻습니다.

• 운영 비용

주: 이 표의 데이터는 이더리움 $2650일 때의 계산이며, 비용은 이더리움 가스 비용의 변화에 따라 달라집니다. 계산 시간과 네트워크 혼잡 상황에 따라 결과가 크게 변동할 수 있으니 참고용으로만 사용하시기 바랍니다.

• 팀

Arjun Bhuptani: 창립자, 미국 콜게이트 대학교(귀족 문리 대학), Moloch dao의 공동 창립자입니다.

Layne Haber: 최고 운영 책임자, 미국 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 캠퍼스, 두 개의 스타트업 CEO입니다.

Rahul Sethuram: 최고 기술 책임자, 캘리포니아 대학교 산타크루즈 캠퍼스, NASA 연구 보조원, TESLA 테스트 엔지니어, 이더리움 개발자입니다.

• 투자 및 자금 조달

총 자금 조달 1570만 달러이며, 현재 A 라운드 자금 조달을 완료했습니다.

투자 기관에는 #Hashed, Ethereum foundation, Consensys, 1kx, OK ventures, huobi ventures, coinbase ventures, polychain, jinglan wang(optimism), Sandeep Nailwal(polygon) 등이 포함됩니다.

3. Nomad

• 운영 원리

Optimism 팀의 영감과 경험을 바탕으로 Nomad는 Optimistic Interchain Communication의 구현 및 확장입니다. 시스템의 보안 보장은 모든 참여자가 모든 사기 증거를 게시할 수 있으며, 모든 참여자는 사기 행위에 대응할 수 있는 창을 가지고 있습니다.

Nomad는 크로스 체인 통신 네트워크의 기본 계층을 형성하며, 범용 메시지를 전송할 수 있어 더 높은 범용성을 가지지만 지연 시간은 30분입니다.

송신 체인(home chain)은 일련의 메시지(document)를 생성하고, 계약 공증인(updater)이 서명합니다. 공증인이 위조된 복사본을 제시하면 처벌을 받고 방송되며, 모든 고객은 그가 악의적이라는 것을 알 수 있어 그의 계정 접근을 차단할 수 있습니다.

Nomad는 낙관적인 증명을 모델로 하여 일부 데이터 증명을 전송하고, 타이머가 지나면 유효한 것으로 수용되며, 도전자가 사기 증명을 제출하도록 합니다.

Nomad는 여러 체인을 가로지릅니다. 송신 체인은 메시지의 출처이며, 메시지는 머클 트리("메시지 트리")에 제출됩니다. 이 트리의 루트는 업데이트하는 공증인에 의해 서명되며, "업데이트"를 통해 relayer에 의해 수신 체인으로 중계됩니다. 업데이트는 업데이트하는 사람이 서명합니다. 그들은 이전 루트와 새 루트를 약속합니다. 어떤 체인도 업데이트하는 사람과 현재 루트에 대한 지식을 포함하는 "복사본" 계약을 유지할 수 있습니다. 서명된 업데이트는 복사본이 보유하며, 타임아웃 후 수용됩니다.

이로 인해 업데이트하는 사람이 사기 업데이트에 서명할 가능성이 남아 있습니다. 낙관적인 집합과는 달리, Nomad는 사기를 허용하며, 이는 보안 모델의 가장 중요한 변화입니다. 중요한 것은 항상 송신 체인上的 Home 계약에 사기 행위를 증명할 수 있다는 것입니다. 따라서 업데이트하는 사람은 송신 체인에 담보를 제출해야 합니다. 사기는 항상 송신 체인에서 증명될 수 있으며, 담보를 삭감하여 처벌할 수 있습니다.

• 비용

주: 이 표의 데이터는 이더리움 $2540일 때의 계산이며, 비용은 이더리움 가스 비용의 변화에 따라 달라집니다. 계산 시간과 네트워크 혼잡 상황에 따라 결과가 크게 변동할 수 있으니 참고용으로만 사용하시기 바랍니다.

• 팀

Nomad 팀의 구체적인 인물은 불명확하며, 창립 팀은 4년 이상의 상호 운용성 경험을 가지고 있습니다.

• 투자 및 자금 조달

시드 라운드 자금 조달 2240만 달러로, polychain capital이 주도하며, 나머지 투자자는 the graph, celestia, amber group, mina, circle, avalanche, 1kx, polkadot, A&T capital, coinbase 등 27개입니다.

Nomad과 Connext 통합

Connext의 장점은 크로스 체인과 L2 Trustless 가치를 전송하고 계약 호출을 실현했지만, 단점은 완전 범용 통신을 허용하지 않는다는 것입니다. 그러나 지연 시간은 확실히 훨씬 낮습니다. Nomad의 높은 보안성에 의존하여 Nomad의 신뢰/위험을 흡수합니다.

Connext의 낮은 지연 유동성 풀을 활용하여 최종 사용자는 몇 분 내에 송금을 완료할 수 있으며, 30분 이상 지연되지 않습니다. Connext의 공식 보고서에 따르면, 고래와 기관은 Nomad의 브릿지 시간 완료에 35분이 더 걸릴 것입니다.

Connext와 Nomad는 낮은 지연의 유동성과 보안성을 결합한 것입니다. Connext의 유동성이 증가함에 따라 Nomad의 채택도 점차 기관 자본이나 대규모 자금으로 기울어질 수 있습니다.

4. 요약

장외 열도를 보면, Hop 브릿지는 현재 여전히 독주하고 있으며, Connext와 Nomad의 통합으로 인해 대중의 관심이 점차 증가하고 있습니다.

종합적으로 볼 때, Nomad는 보안성이 더 높고, 그 위에서의 사기 비용이 상당히 높기 때문에 Nomad는 더 범용적인 크로스 체인 작업의 이상적인 프로토콜입니다. 이러한 작업은 일반적으로 DAO나 다른 조직에 의해 수행되며, 최종 사용자가 아닌 경우가 많기 때문에 상대적으로 사용 및 크로스 체인 시간이 그렇게 편리하고 빠르지 않습니다. 그러나 Connext와의 통합은 일부 문제를 보완할 수 있습니다.

최근 몇 달 동안 발생한 해킹 사건을 되돌아보면:

현재 블록체인에서 발생하는 가장 큰 해킹 사건은 거의 모두 크로스 체인 브릿지에서 발생합니다. 예를 들어 Ronin Network 6.24억 달러, Poly Network 6.11억 달러, Wormhole 3.26억 달러 등… 이러한 공격은 사용자들이 어떻게 생각하든, 대규모 애플리케이션에 대한 분산형의 실제 보안 필요성을 상기시킵니다.
우리는 크로스 체인 브릿지 공격의 높은 유혹력과 높은 비용 수익률을 볼 수 있습니다. 크로스 체인 브릿지가 성공하려면 가장 중요한 전제는 보안성입니다. 미래 수십억 달러, 수백억 달러의 자산은 어떤 기관도 보상할 수 없습니다. 크로스 체인 브릿지의 이상적인 상태는 안전하고, 상호 연결되며, 빠르고, 자본 효율성이 높고, 비용이 낮으며, 검열 저항성이 있어야 하며, 미래 기술의 발전에 따라 원주율 검증이 우위를 점할 것입니다. 그러나 현재 경제적 측면과 보안 균형을 고려할 때, 로컬 검증이 현재 종합적으로 볼 때 더 나은 해결책입니다.

물론 크로스 체인 브릿지는 자산의 크로스 체인에 국한되지 않아야 하며, 메시지 및 계약 호출, 데이터 상호 작용, 상태 상호 작용 등도 크로스 체인의 응용 방향입니다. 다변화된 크로스 체인의 필요는 전체 트랙의 미래 무한한 잠재력을 창출합니다.