담마시크 Web3 펀드 Superscrypt: 블록체인 상호운용성의 현황, 해결책의 차이점 및 트렌드 상세 분석

블록체인의 확산

첫 번째 공공 블록체인 비트코인은 2009년에 등장했습니다. 지난 14년 동안 공공 블록체인은 폭발적인 성장을 보여주었으며, DeFiLlama의 데이터에 따르면 현재 그 수는 201개에 달합니다. 이더리움이 체인 상 활동에서 지배적인 위치를 차지하고 있으며, 2021년 총 잠금 가치(TVL)의 약 96%를 차지하고 있지만, 지난 2년 동안 바이낸스 스마트 체인(BSC)과 솔라나(Solana)와 같은 대체 1계층 블록체인의 출현, 그리고 옵티미즘(Optimism), 아비트럼(Arbitrum), zkSync Era, 스타크넷(Starknet) 및 폴리곤 zkEVM과 같은 2계층 확장 솔루션의 출현으로 이 비율은 59%로 감소했습니다.

DeFiLlama의 데이터에 따르면 현재 115개 이상의 EVM 기반 체인과 12개의 이더리움 롤업/L2가 있으며, 다양한 이유로 멀티 체인 활동의 추세는 계속 존재할 것입니다:

주요 2계층 솔루션인 폴리곤, 옵티미즘 및 아비트럼은 초기에는 이더리움의 확장 솔루션으로 자리 잡고 대규모 자금을 모금했으며, 저비용 애플리케이션 배포지로서의 입지를 확립했습니다(지난 1년 동안 아비트럼의 개발 팀은 2779% 성장, 옵티미즘은 1499%, 폴리곤은 116% 성장했습니다 ------ 비록 기초가 작지만 약 200-400명의 개발자가 있습니다)；
특정 요구를 최적화하는 다양한 대체 L1이 지속적으로 출시되고 있습니다. 일부 체인은 처리량, 속도 및 결제 시간을 최적화했으며(예: 솔라나, BSC), 다른 체인은 게임(ImmutableX), DeFi(Sei) 및 전통 금융(예: 아발란체 서브넷)과 같은 특정 사용 사례를 목표로 하고 있습니다；
충분한 규모와 사용자를 보유한 애플리케이션이 더 많은 가치를 포착하고 네트워크 비용을 관리하기 위해 자체 롤업 또는 애플리케이션 체인을 출시하고 있습니다(dydx)；
시장에는 여러 프레임워크, 소프트웨어 개발 키트 및 "롤업 서비스" 제공업체가 등장하여 모든 프로젝트가 쉽게 자신의 롤업을 생성할 수 있도록 하여 기술적 난이도를 줄이고 있습니다(예: Caldera, Eclipse, Dymension, Sovereign, Stackr, AltLayer, Rollkit).

우리는 멀티 체인, 멀티 레이어의 세계에 살고 있습니다.

상호 운용성의 중요성이 증가하고 있습니다

이러한 1계층, 2계층 및 애플리케이션 체인의 확산은 블록체인 간 자산, 유동성, 메시지 및 데이터 전송의 능력과 방식을 의미하는 상호 운용성의 중요성을 강조합니다.

Connext가 제안한 바와 같이, 블록체인 상호 운용성은 세 가지 부분으로 나눌 수 있습니다:

전송：메시지 데이터를 한 체인에서 다른 체인으로 전달합니다；
검증：데이터의 정확성을 증명합니다(일반적으로 원본 체인의 합의/상태를 증명하는 것을 포함합니다)；
실행：목표 체인이 데이터를 처리하는 과정입니다.

체인 간 자산과 유동성을 전송할 수 있는 이점은 분명합니다 ------ 이는 사용자가 새로운 블록체인과 생태계에서 탐색하고 거래할 수 있게 해줍니다. 그들은 새로운 블록체인의 장점을 활용할 수 있으며(예: 낮은 수수료의 2계층에서 거래하거나 거래) 더 높은 수익을 제공하는 DeFi 프로토콜에 접근하는 새로운 유리한 기회를 발견할 수 있습니다.

메시지를 전송하는 이점은 원래 자산을 이동하지 않고도 전체 크로스 체인 사용 사례를 잠금 해제할 수 있다는 것입니다. 체인 A(소스)에서 전송된 메시지는 체인 B(목표 체인)에서 코드 실행을 촉발합니다. 예를 들어, 체인 A의 dapp은 사용자 자산 또는 거래 기록에 대한 메시지를 체인 B로 전달할 수 있으며, 그들은 자산을 이동하지 않고도 체인 B에서 활동에 참여할 수 있습니다. 예를 들어:

체인 B에서 대출을 받고 체인 A의 자산을 담보로 사용합니다；
저비용 롤업에서 커뮤니티 혜택에 참여(예: 새로운 NFT 컬렉션 민팅, 이벤트 티켓 및 상품 수령)하며, 체인 A에서 NFT를 이동할 필요가 없습니다；
한 체인에서 구축한 탈중앙화 신원과 체인 상 이력을 활용하여 다른 체인에서 DeFi에 참여하고 더 나은 이율을 얻습니다.

상호 운용성이 직면한 도전 과제

상호 운용성이 많은 이점을 제공하지만, 여러 기술적 도전 과제에 직면해 있습니다:

첫째, 블록체인은 일반적으로 서로 잘 통신하지 못합니다: 서로 다른 합의 메커니즘, 암호화 방식 및 아키텍처를 사용합니다. 만약 귀하의 토큰이 체인 A에 있다면, 이를 체인 B에서 사용하여 토큰을 구매하는 것은 간단한 과정이 아닙니다.
둘째, 검증 측면에서 상호 운용성 프로토콜의 신뢰성은 전달된 메시지가 실제로 합법적이고 유효한지를 검증하기 위해 선택된 검증 메커니즘에 달려 있습니다.
셋째, 여러 장소에서 개발이 이루어지면 애플리케이션이 조합성을 잃게 되며, 조합성은 Web3의 핵심 구성 요소입니다. 이는 개발자가 다른 체인에서 구성 요소를 쉽게 조합하여 새로운 애플리케이션을 설계하고 사용자에게 더 큰 가능성을 열어주는 것을 어렵게 만듭니다.
마지막으로, 많은 체인이 존재하면 유동성이 분할되어 참여자의 자금 효율성이 저하됩니다. 예를 들어, 만약 귀하가 체인 A에서 유동성을 제공하여 수익을 얻고 있다면, 해당 거래의 LP 토큰을 다른 프로토콜에서 담보로 사용하여 더 많은 수익을 얻는 것이 어려워집니다. 유동성은 DeFi와 프로토콜 활동의 생명선이며, 체인의 수가 많을수록 이들이 번영하고 발전하기가 더 어려워집니다.

현재 이러한 문제를 해결하기 위한 상호 운용성 솔루션이 존재하는데, 현재 상황은 어떨까요?

상호 운용성의 현황

현재 크로스 체인 브리지는 크로스 체인 거래의 주요 촉진제입니다. 현재 110개 이상의 크로스 체인 브리지가 있으며, 다양한 기능과 보안성, 속도 및 지원하는 블록체인 수에 대한 균형을 가지고 있습니다.

LI.FI가 그들의 글에서 개요한 바와 같이, 여러 가지 유형의 크로스 체인 브리지가 있습니다:

포장 및 민팅 크로스 체인 브리지 ------ 체인 A에서 다중 서명 방식으로 토큰을 보호하고 체인 B에서 해당 토큰을 민팅합니다. 이론적으로 포장된 토큰은 원래 토큰의 가치와 동일해야 하지만, 그 가치는 크로스 체인 브리지의 보안성에 따라 달라집니다 ------ 즉, 크로스 체인 브리지가 해킹당할 경우, 사용자가 체인 B에서 체인 A로 브리지를 시도할 때 포장된 토큰은 원래 토큰으로 교환할 수 없습니다(Portal, Multichain)
유동성 네트워크 ------ 양측에서 토큰 유동성을 제공하여 크로스 체인 교환을 촉진합니다(예: Hop, Connext Amarok, Across)
임의 메시지 크로스 체인 브리지 ------ 모든 데이터를 전송할 수 있습니다(토큰, 계약 호출, 체인의 상태), 예를 들어 LayerZero, Axelar, Wormhole
특정 사용 사례 크로스 체인 브리지(예: 스테이블코인 및 NFT 크로스 체인 브리지)는 스테이블코인/NFT를 체인 A에서 소각한 후 체인 B에서 이를 방출합니다.

이러한 크로스 체인 브리지는 서로 다른 신뢰 메커니즘을 채택하고 있으며, 서로 다른 신뢰할 수 있는 주체와 인센티브에 의해 지원됩니다. 이러한 선택은 중요합니다:

Team Human은 거래의 유효성을 증명하기 위해 일련의 주체에 의존합니다；
Team Economics는 자산이 삭감될 위험에 처한 담보가 있는 검증자 집단에 의존합니다. 이는 불법 행위의 경제적 이익이 삭감 처벌보다 낮을 때만 작동합니다.
Team Game Theory는 크로스 체인 과정에서 다양한 작업(예: 거래의 유효성 검사; 중계)을 서로 다른 참여자에게 할당합니다.
Team Math는 체인 상 경량 클라이언트를 통해 검증하여, 자산이 다른 체인으로 방출되기 전에 제로 지식 기술과 간결한 증명을 활용하여 한 체인의 상태를 검증합니다. 이 방법은 인위적 개입을 최소화하며, 기술적으로 복잡한 설정을 요구합니다.

결국, 신뢰 메커니즘의 범위는 인간에서 경제적 인센티브가 있는 인간, 수학 기반 검증으로 확장됩니다. 이러한 방법들은 상호 배타적이지 않으며 ------ 특정 경우에는 보안을 강화하기 위해 여러 방법이 결합되는 것을 볼 수 있습니다 ------ 예를 들어 LayerZero의 게임 이론 기반 크로스 체인 브리지는 Polyhedra(zk 증명을 통한 검증)에 의존하여 네트워크의 오라클로 작동합니다.

현재까지 크로스 체인의 성과는 어떠한가요? 지금까지 크로스 체인은 대규모 자본 이동을 촉진했습니다 ------ 2022년 1월, 크로스 체인의 총 잠금 가치(TVL)는 600억 달러에 달했습니다. 이렇게 막대한 자본이 관련되어 있기 때문에, 크로스 체인은 공격과 해킹의 주요 목표가 되었습니다. 2022년에는 25억 달러의 자금 손실이 발생했으며, 이는 다중 서명 키 유출과 스마트 계약 취약점의 조합을 포함합니다. 금융 시스템에 있어 매년 4%의 자본 손실률은 지속 가능하지 않으며, 이는 번영하고 더 많은 사용자를 유치할 수 없습니다.

2023년에도 공격이 계속되었으며, 다중 체인 주소에서 1.26억 달러가 유출되었습니다(팬텀 크로스 체인 브리지 자산의 50% 및 문리버 크로스 체인 브리지 자산의 80%)，동시에 그들의 CEO가 모든 "다중 서명" 키를 장악하고 있었음이 드러났습니다. 이 해킹 공격 이후 몇 주 동안 팬텀의 총 잠금 가치(TVL)는 67% 감소했습니다(팬텀에는 다수의 자산이 다중 체인 크로스 체인을 통해 브리징되었습니다).

결국, 일부 가장 큰 크로스 체인 공격과 그에 따른 결과는 다중 서명 취약성으로 귀결됩니다(로닌 6.24억 달러, 멀티체인 1.26억 달러, 하모니 1억 달러), 이는 채택된 크로스 체인 브리지의 신뢰 메커니즘의 중요성을 강조합니다.

소규모(하모니) 또는 그룹화된(로닌) 또는 단일(멀티체인) 검증자 집합은 이러한 공격의 주요 원인 중 하나이지만, 공격은 여러 경로에서 발생할 수 있습니다. 2022년 4월, 미국 연방 수사국(FBI), 사이버 보안 및 인프라 보안국(CISA) 및 미국 재무부는 북한 정부 지원의 라자루스 그룹이 사용하는 몇 가지 전략을 강조한 공동 사이버 보안 자문 공지를 발표했습니다. 이러한 전략에는 소셜 엔지니어링, 이메일, 텔레그램 및 중앙화 거래소 계정 피싱 등이 포함됩니다.

그럼 우리는 다음에 무엇을 해야 할까요?

명백히, 인간에 의존하는 검증 메커니즘은 공격의 주요 목표가 되기 쉽지만, 안전하고 효율적인 상호 운용성에 대한 수요는 여전히 존재합니다. 그렇다면 우리는 다음에 어떤 방향으로 나아가야 할까요?

현재 우리는 신뢰 최소화 검증 방법의 출현을 목격하고 있으며, 이는 우리에게 흥미롭습니다:

두 번째 부분에서는 소스 체인의 최신 합의를 증명하는 데 사용되는 합의 증명을 소개할 것입니다(즉, 최근 몇 개의 블록에서의 상태/"진정성")，이를 통해 브리징을 촉진합니다；
세 번째 부분에서는 다양한 크로스 체인 애플리케이션 시나리오를 촉진하기 위해 과거 블록의 거래 및 데이터를 증명하는 데 사용되는 저장 증명을 소개할 것입니다.

이 두 가지 방법은 신뢰 최소화 검증을 핵심으로 하여 인간에 대한 의존성과 결함을 회피하고, 상호 운용성의 미래를 위한 기초를 마련합니다.