비트코인 네트워크 보안 예산 추세에 대한 탐구

작성자：Paul Sztorc
번역 및 교정：안재Clint & 아젠

본 문서는 비트코인이 51% 공격에 저항할 수 있는 능력(즉, 비트코인의 "안전 예산")을 탐구하는 것을 목표로 합니다. 채굴자 간의 치열한 경쟁으로 인해 시스템은 안전 예산을 유지하기에 충분한 거래 수수료를 한 네트워크에서 징수할 수 없으므로, 우리는 모든 결제 시장에서 거래 수수료를 확보해야 합니다.

이 문서는 "두 가지 블록 공간 수요" 및 "비트코인 위에 구축된" 강연의 연속적인 논의로, 이전 문서보다 경험주의적인 분석을 제공합니다.

1. "안전 예산"이란 무엇인가

비트코인의 "안전 예산"은 우리가 매년 채굴자에게 지급하는 자금을 의미합니다(다시 말해 매년 채굴에 지출되는 돈, 두 가지는 다르지 않습니다)(번역자 주: 회계적으로 두 가지는 같지 않지만 경제학적으로 두 가지는 의미가 같습니다). 안전 예산이 낮을 때는 매우 낮은 비용으로 51% 공격을 시작할 수 있습니다. 비트코인의 2018년 안전 예산은 약 하루에 700만 달러였습니다. 이를 통해 비트코인 시스템의 연간 유지 비용(끊임없는 51% 공격 군비 경쟁)은 26억 달러를 넘지 않을 것이라고 추정할 수 있습니다.

2017년 미국 군의 국방 예산은 약 5900억 달러였고, FED의 연간 운영 비용도 57억 달러에 달했습니다. 비교해보면, 26억 달러의 안전 예산은 여전히 너무 적습니다.

2. 블록 보상

다행히도, 우리는 블록 보상의 가치 상승이 더 높은 안전 보장을 가져다줄 것이라고 기대할 수 있습니다. 비트코인의 법정 통화 가격이 얼마나 높든 간에, 블록 보상은 항상 4년마다 반으로 줄어듭니다(즉, 매년 0.84의 비율로 감소합니다). 그러나 비트코인이 매년 19% 이상 상승한다면, 이는 생산량 반감으로 인한 블록 보상의 감소 영향을 상쇄할 수 있습니다. 역사적 관점에서 볼 때, 비트코인의 연평균 상승률은 19%를 훨씬 초과하며(최대 70%에 이를 수 있음), 따라서 비트코인의 안전 예산은 시간이 지남에 따라 지속적으로 증가할 것이라고 확신할 수 있습니다.

물론, 비트코인의 가격은 언젠가는 상승을 멈출 것입니다. 비트코인이 상당히 성공적으로 설계되었지만, 결국 1.077의 연간 가치 성장률에 정체될 가능성이 높습니다[1] 이 숫자는 현재 세계의 모든 통화의 명목 가치 성장률입니다.

아래 표는 안전 예산의 증가 추세와 결국 전환점에 도달한 후의 감소를 보여줍니다:

위 표는 비트코인 안전 예산의 변화 추세를 나타내며, 각 행은 다른 연도를 나타냅니다. 이론적 최대 환율 상한선은 Game and Watch의 논문에서 가져왔습니다. 표에 추정된 시장 환율은 역사적 데이터와 성장 인자를 기반으로 계산되었으며, 이론적 상한선에 더 빨리 도달하기 위해 일부 추가 처리가 이루어졌습니다. 미국 국방 예산 열은 위키백과 데이터를 통해 추정되었습니다. "안전 비율"은 국방 예산에서 비트코인을 성공적으로 파괴하기 위해 필요한 비율을 의미합니다. 위의 모든 데이터는 달러 명목으로 표시됩니다.

"무관심기"는 비트코인이 취약하지만 소수의 공격자만이 공격을 시도할 의향이 있으며, 대다수의 힘은 비트코인이라는 신생 사물에 전혀 관심이 없음을 의미합니다. "건강기"는 성장한 비트코인이 대규모 재단의 악의적인 공격에 저항할 수 있는 능력을 갖추었음을 의미합니다. 마지막 "소멸기"는 어두운 결말을 의미하며, 비트코인은 결국 쉽게 시작될 수 있는 51% 공격에 의해 침몰할 것입니다.

3. 거래 수수료

I. 이상적인 "거래 수수료 압박"

모두가 알다시피, 거래 수수료의 설계는 이 문제를 해결하기 위해 존재합니다. Greg Maxwell이 강조한 바와 같이: 거래 수수료 압박은 시스템이 의도적으로 설계한 부분으로, 현재로서는 비트코인 시스템의 장기 생존에 필수적입니다.

그는 나중에 유명한 주장을 제기했습니다: 개인적으로, 나는 시장 활동이 인플레이션 없이도 안전성을 유지하기에 충분한 수수료를 스스로 제공할 수 있다고 믿습니다.

이러한 주장은(거래 수수료 압박의 필요성에 대한) 매우 일반적입니다. Roger Ver는 다른 비트코인 연구자들로부터 유사한 주장을 인용한 적이 있으며, 비록 그 목적이 반대 의견을 정치적으로 비난하는 것이었지만, 인용된 주장은 여전히 매우 정확합니다.

II. 이중성

비트코인이 등장한 이후, 그 이중성(통화 단위의 속성과 결제 수단의 속성)은 많은 사람들을 혼란스럽게 했습니다.

일반적으로, 화폐학자와 경제학자들은 비트코인의 결제 수단 속성을 무시하고(비트코인에 "내재 가치"가 없다고 비난합니다). 상인과 은행가는 비트코인의 통화 단위 속성을 간과하고(비트코인을 구매하는 것은 매우 순진한 투자라고 생각하며), "블록체인" 개념의 가치를 수확하려는 마음가짐으로 접근합니다.

비트코인의 이중성 문제는 현재의 "확장성 논쟁"에서도 나타나며, 사람들은 "거래 매개체"가 중요한지, 아니면 "가치 저장"의 사용 사례가 더 중요한지에 대해 논의하고 있습니다.

나는 또한 장기적인 안전 예산 분석에서 비트코인의 이중성 문제는 여전히 존재한다고 생각합니다. 아래 표를 고려해 보십시오:

| 수익원 | 블록 보상(12.5 BTC) | 거래 수수료 | |-------------------|---------------------|---------------------| | 자원 단위 | … BTC | …블록 공간 | | 가격 단위 | … 각 BTC의 달러 구매력 평등 | …바이트당 블록 공간의 달러 구매력 평등 | | 비트코인 가격이 급등하면… | …안전 예산이 상승 | …안전 예산 변하지 않음 | | 슬로건 | 가치 저장 | 거래 매개체 | | 구호 | "디지털 금" | "P2P 전자 현금" |

블록 보상과 거래 수수료는 모두 "안전 예산"에 속하지만, 두 가지는 전혀 다른 것이라고 할 수 있습니다. 블록 보상과 거래 수수료의 차이는 "2017년 VISA의 총 이익"과 "2017년 M2의 총 증가" 사이의 차이와 같습니다. VISA의 이익은 VISA와 그 경쟁자들(마스터카드, 자동 청산 센터, 웨스턴 유니온 등) 간의 비교에서 사용자에게 제공하는 더 나은 서비스의 가치를 반영하며, M2의 변화는 선거 결과, 여론, 경제 주기, 연방 정책 등 다른 요소를 반영합니다. M2와 엔화를 비교하는 것은 그리 이상하지 않을 수 있지만, 만약 그것을 마스터카드와 비교한다면 너무 과장된 것입니다.

III. 정말 "비트코인으로" 거래 수수료를 지불하나요?

거래 수수료는 비트코인을 단위로 가격이 책정됩니다. 그러나 블록 보상과는 달리, 수수료의 양은 비트코인의 환율 변동에 따라 달라집니다. 비트코인 환율이 상승함에 따라, 현재의 센트/바이트 거래 가격은 지나치게 높아져 사용자는 이 가격으로 거래 수수료를 지불하고 싶어하지 않을 것입니다(그 결과 센트/바이트의 명목 가격이 하락하게 됩니다).

따라서 거래 수수료는 실제로 "비트코인으로 가격이 책정되는" 것이 아닙니다. 비트코인 프로토콜은 사용자가 이 논리에 따라 거래 수수료를 지불하도록 유도하려고 하지만, 시장 행동은 그렇게 발전하지 않았습니다. 거래 수수료는 사실상 구매력에 따라 가격이 책정되며, 현재(비트코인화가 도래하기 전의 번영기) 달러로 표현될 수 있습니다.

따라서 예를 들어 "2017년 12월, 비트코인의 거래 수수료는 28달러에 해당한다"는 주장은 문제가 없습니다. 반대로, 비트코인의 거래 수수료가 "0.0015,0000 BTC에 달한다"고 한다면, 이는 현재 거래 수수료의 진정한 가격 책정 규칙을 이해하지 못한 것입니다. 왜냐하면 비트코인의 가격이 10배 상승하면[2] 거래 수수료는 자연스럽게 0.0001,5000 BTC로 하락할 것이기 때문입니다.

IV. 인센티브 제품

언제나 상품의 가격이 상승하면, 기업가들은 생산을 늘리기 위해 방법을 찾습니다.(소유자는 항상 거래를 시도하지만, 이 부분은 본문에서 논의되지 않습니다)

비트코인의 수량 한도는 2100만 개로 정해져 있습니다. 현재 비트코인의 생산 속도(즉, 각 블록당 12.5 비트코인)는 다음 생산량 반감까지 지속됩니다.

비트코인 외에도 "비트코인 블록 내의 바이트"라는 또 다른 상품도 한도가 설정되어 있습니다. 처음에는 블록 크기가 나중에 널리 논의된 1MB로 제한되었고, 현재는 각 블록당 약 2.3MB로 설정되었습니다.

앞서 언급했듯이: 블록이 더 가치 있게 되면, 기업가들은 더 많은 블록을 생산하기 위해 방법을 찾을 것입니다.

한 가지 방법은 오래된, 한계 임대료가 더 낮은 구형 채굴기를 재가동하는 것입니다. 해시 파워가 추가됨에 따라 블록의 생산 속도가 일시적으로 빨라질 수 있습니다. 물론 새로운 난이도 주기 조정에 따라 블록의 생산 속도는 정상(10분마다 하나의 블록 생산)으로 돌아갑니다. 또 다른 방법으로, 기업가들은 알트코인을 채굴할 것입니다.

V. 대체품으로서의 알트코인

알트코인 "코인"은 비트코인 "코인"의 열악한 대체품입니다. 모든 형태의 화폐는 불가피하게 다른 화폐와의 경쟁에 직면하게 됩니다: 화폐는 강한 네트워크 효과를 가지고 있으며; 인식 가능한 속성은 화폐의 광범위한 사용에 초선형적인 촉진 효과를 미칩니다; 거래 과정에서 환율로 인한 토큰 변환은 매우 불편합니다. 따라서 사람들은 실제로 비트코인이 필요하며, 모두가 다른 화폐를 역사적 폐허에 던져버리기를 원합니다!

하지만 거래 수수료와 "비트코인 블록 내의 바이트"의 높은 가격을 고려하면, 미묘한 전환이 발생합니다: 알트코인의 블록 공간은 비트코인 블록 공간의 훌륭한 대체품으로 간주될 수 있습니다. 그러나 이러한 수요는 사람들이 비트코인을 계속 추구하는 데 영향을 미치지 않으며, 소수의 사용자만이 물건을 구매할 때 비트코인을 결제 수단으로 사용할 의향이 있습니다. 2013년 FINCEN 의회 질의에서 나온 이 이미지는 이를 설명할 수 있습니다:

블록체인 결제 수단으로 전송된 코인은 항상 조정 가능합니다. 사람들은 "20달러"의 LTC를 보낼 수도 있고; "1 BTC"의 도지코인을 보낼 수도 있으며; 또는 "한 샌드위치"의 EOS를 보낼 수도 있습니다. "거래소"(예: Coinbase, ShapeShift, SideShift, BitPay, LocalBitcoins, 다중 통화 지갑, CC ATM 등)의 도움으로 사람들은 다양한 형태의 화폐로 쉽게 결제할 수 있습니다.

더 나아가, 하드코어 비트코인 원리주의자조차도 가끔은 이(실제) 가정을 인정할 것입니다[3] 즉, 알트코인의 결제 수단은 비트코인 결제 수단의 대체품이라는 것입니다. 2017년 말 거래 수수료가 급등했을 때, 많은 사람들이 이 주제를 언급했습니다:

• Samson Mao

• Francis Pouliot

• "결제 수단으로서의 디지털 화폐"

VI. 경쟁적 결제 수단에 대한 수요

현재로서는 핵심 역할을 해야 할 "거래 수수료 압박"이 약해졌습니다.

아래 그림은 비트코인으로 가격이 책정된 거래 수수료입니다(이 그림은 이 웹페이지에서 가져왔습니다):

이 그림은 달러로 가격이 책정된 거래 수수료입니다(이 그림은 이 웹페이지에서 가져왔습니다):

거래 수수료 압박의 작용이 매우 약해졌음을 알 수 있습니다. 현재 전형적인 비트코인 거래는 약 30~40센트의 비용이 필요합니다------VISA 거래보다 훨씬 저렴합니다.

역사적 데이터를 비교해보면, 90일을 주기로 이동 평균을 구한 결과…

… 아래 두 그림을 비교해보면:

우리는 비트코인이 2017년 5월에 "1달러 거래 수수료의 붉은 선"을 넘었다는 것을 볼 수 있으며, 이 추세는 알트코인의 부상과 일치합니다. 또한 2017년 말 "거래 수수료 압박"의 급속한 소멸과 이후의 소폭의 재현을 볼 수 있습니다. 결국 이러한 압박의 해소는 비트코인 네트워크에서 거래량의 급감(전례 없는 감소폭)과 일치합니다.

내게 있어, 위의 데이터는 사용자가 기꺼이 높은 비트코인 거래 수수료를 지불할 것이라는 이론이 잘못되었음을 증명합니다. 사실, 그들은 단지 불행히도 높은 거래 수수료를 지불한 적이 있으며, 이는 단지 짧은 거품 기간에 국한됩니다(사람들이 공백을 두려워했기 때문입니다).

사람들이 높은 비트코인 거래 수수료를 지불할 것이라는 이론이 반증된다면, 달러로 가격을 책정할 경우, 미래의 거래 수수료도 오늘의 거래 수수료보다 높아지지 않을 것입니다.

blockchain.info의 데이터에 따르면, 지난 12개월의 거래 수수료 총액은 7000만 달러입니다.(12개월 전 이 데이터는 7억 7천만 달러였습니다)

위의 그래프를 다시 살펴보면, 거래 수수료의 총액은 미미합니다. 결국 총액 7000만 달러의 거래 수수료는 위 그래프의 단위(10억)로 표시하면 단지 0.07에 불과합니다.

사용자가 거래 수수료의 가격에 민감하고 가능한 한 낮은 거래 수수료만 지불하려 한다면, 우리는 총 거래 수수료를 어떻게 높일 수 있을까요?

VII. 기타 거래 수수료 출처

a. 라이트닝 네트워크

라이트닝 네트워크(성공적으로 구현된다면)는 많은 "실제 상황의 거래"를 두 개의 온체인 거래로 압축할 수 있습니다.

이 성과의 직접적인 영향은 온체인 거래 수수료를 낮추는 것이지만, 장기적으로는 거래 수수료 총액을 증가시킬 수 있습니다. 라이트닝 네트워크는 각 온체인 거래의 효용을 증가시켜(하나의 온체인 거래가 여러 거래의 작업을 완료함), 모든 사용자가 온체인 결제에 대해 더 많은 거래 수수료를 지불할 의향을 갖게 만듭니다.

그렇다면 라이트닝 네트워크는 거래 수수료 총액을 얼마나 높일 수 있을까요?

현재 어떤 견해도 단지 추측일 뿐입니다. 나는 라이트닝 네트워크가 거래 수수료 총액을 두 자릿수 이상으로 높일 수 없다고 생각합니다.

첫째, 여전히 온체인 거래를 생성하고 주기적으로 라이트닝 네트워크를 유지해야 합니다. 따라서 여전히 온체인 거래 수수료를 지불해야 하는 라이트닝 네트워크 사용자는 이 지출을 줄이기 위해 방법을 찾을 것입니다. 동시에 알트코인도 자신의 라이트닝 네트워크를 구축할 수 있습니다(어차피 라이트닝 네트워크를 복사하는 것과 다른 코드를 복사하는 것은 다르지 않습니다). 이러한 라이트닝 네트워크 간의 경쟁은 다른 블록체인 간의 경쟁과 본질적으로 동일합니다.

여기서 주목할 점은, 정의에 따라 라이트닝 네트워크 중계 노드[4]에 지급되는 거래 수수료는 채굴자에게 지급되지 않는다는 것입니다. 따라서 여러 라이트닝 네트워크 거래 수수료가 "하나의 큰 온체인 거래 수수료로 집계"되는 상황은 발생하지 않습니다(경제적 효율성이 맞지 않기 때문입니다).

둘째, 라이트닝 네트워크의 사용자 경험은 항상 온체인 사용자 경험보다 떨어질 것입니다. 라이트닝 네트워크는 상호작용이 필요하며, 각 사용자는 온라인 상태여야 하고 서명 거래와 같은 작업을 수행해야 수신할 수 있습니다. 이는 동시에 라이트닝 네트워크의 파트너가 불편을 초래할 수 있음을 의미합니다(예를 들어, 그들이 다운되거나 응답하지 않거나 컴퓨터가 실제로 불타버리는 경우) 심지어 사용자의 정상적인 사용을 방해할 수 있습니다. 비록 라이트닝 네트워크의 정교한 설계가 도입된 위험을 최소화하지만, 결국 사용자 경험에 영향을 미칠 것입니다. 자연스럽게, 번거로움을 피하고자 하는 사용자는 주체 체인에서 라이트닝 네트워크 거래를 알트코인에서의 온체인 거래로 전환하기 쉽습니다.

b. 병합 사이드체인 채굴

병합 채굴 사이드체인은 알트코인의 모든 기능을 수행할 수 있지만, 새로운 토큰을 구매할 필요가 없습니다. 따라서 이 솔루션의 환율 위험은 매우 낮으며, 좋은 사용자 경험을 제공합니다.

게다가 병합 사이드체인 채굴은 모든 수신된 거래 수수료를 비트코인 채굴자에게 지급합니다. 병합 블라인드 채굴 기술을 활용하면, 이 과정에서 사용자나 채굴자가 추가로 사이드체인 노드 소프트웨어를 실행할 필요가 없습니다.

대규모 블록으로 구성된 사이드체인은 많은 거래를 처리할 수 있습니다. 다음 섹션에서는 특정 사이드체인 네트워크가 VISA를 완전히 대체했다고 가정하고, 그로 인해 VISA의 모든 거래 수수료 이익을 얻었다고 가정하겠습니다. VISA는 전체 결제 시장(수표, 웨스턴 유니온, 애플 페이 등)의 일부에 불과하지만, 문제를 설명하는 데 충분합니다.

VIII. VISA 거래 수수료 수익

나는 VISA가 주로 사용자들이 자금을 지불할 때 발생하는 이자를 주요 수익원으로 삼고 있다고 생각했지만, 관련 자료를 조사해보니 사실은 전혀 그렇지 않았습니다.

그들의 최근 연례 보고서 40페이지에는 다음과 같이 나와 있습니다:

우리의 운영 이익은 주로 사용자가 VISA로 제품이나 서비스를 구매할 때 사용하는 VISA 결제 수단에서 발생하며, 즉 VISA 네트워크에서 처리되는 거래에서 발생합니다. 우리는 사용자들이 VISA 제품에 배치한 자금으로부터 이자나 수익을 얻기 위해 자신의 신용을 희생하지 않을 것입니다.

따라서 VISA의 주요 이익은 거래 수수료에서 발생합니다. 이렇게 되면 아래의 비교는 자연스럽습니다.

VISA의 총 이익은 2013년 117억 7800만 달러에서 2017년 185억 3800만 달러로 증가했습니다. 증가율은 연평균 약 12%입니다.

이러한 추세가 계속된다면, 아래 그림을 얻을 수 있습니다:

Excel 표를 보려면 링크를 클릭하세요.

위 표는 앞서 언급한 "안전 예산 표"에 새로운 열을 추가한 것입니다: VISA 거래 수수료. 이 거래 수수료와 기본 블록 보상을 합산하여 최종 새로운 안전 예산을 계산했습니다.

이러한 안전 예산은 장기적으로 더 안전합니다.

결론

51% 공격에 저항하기 위해서는 비트코인이 높은 "안전 예산"을 가져야 합니다. 현재의 거래 수수료 수익은 매우 부족하며, 우리는 미래의 거래 수수료 총액이 "안전 예산"을 지급할 수 있을 만큼 증가하도록 보장해야 합니다.

물론 가격을 인상하는 것(예: 센트/바이트 거래 수수료율을 높이는 것)은 어느 정도 수익을 증가시킬 수 있지만, 불행히도 여러 체인 간의 경쟁으로 인해 무작정 거래 수수료율을 높이는 것은 시장의 반발을 초래하여 역효과를 낳을 것입니다.

더 나은 방법은 전체 결제 시장을 흡수하여 모든 거래 수수료 수익을 확보하는 것입니다. 병합 사이드체인 채굴을 활용하면, 탈중앙화를 해치지 않으면서도 이 목표를 달성할 수 있습니다.

각주

[1]. 이 데이터는 1.077 = (25.94/5.85)\^(1/20)로 계산되었습니다. 1.077이 필요한 1.19의 "정체 속도"보다 낮다는 것을 알 수 있습니다.
[2]. 나는 2017년 말의 "거품"에서 USD/BTC의 가격이 직접적으로 10배 이상 폭등했다고 말하는 것입니다. 다시 말해, 만약 비트코인이 2017년 1월에 단지 9000달러였다가, 곧바로 190,000달러로 상승했다면.
[3]. 나는 많은 예를 분명히 기억하지만, (내가 포기하기 전까지) 다음과 같은 예만 찾았습니다. 다른 예를 찾거나 기억하신다면 꼭 나에게 메시지를 보내주세요. 더 이상 예가 없다면, 결국 이 단락을 삭제할 것입니다.
[4]. "라이트닝 네트워크 중계 노드에 지급되는 거래 수수료"는 사용자가(오프체인에서) 라이트닝 네트워크 결제 경로를 유지하는 라이트닝 네트워크 노드에 지급하는 비용을 의미합니다.