UTXO 바인딩: BTC 스마트 계약 솔루션 RGB, RGB++ 및 Arch Network 상세 설명

介绍

비트코인은 현재 유동성이 가장 좋고 가장 안전한 블록체인입니다. 각인 폭발 이후, BTC 생태계는 많은 개발자들이 몰려들었고, 그들은 곧 BTC의 프로그래머블성 문제와 확장성 문제에 주목하게 되었습니다. ZK, DA, 사이드체인, 롤업, 리스테이킹 등 다양한 접근 방식을 도입함으로써 BTC 생태계의 번영은 새로운 정점에 도달하고 있으며, 이는 이번 상승장에서 주요한 줄거리가 되었습니다.
그러나 이러한 설계 중 많은 부분이 ETH와 같은 스마트 계약의 확장 경험을 계승하고 있으며, 중앙화된 크로스체인 브리지에 의존해야 하므로 시스템의 약점이 됩니다. BTC 자체의 특성을 기반으로 설계된 솔루션은 드물며, 이는 BTC 자체의 개발자 경험이 친숙하지 않기 때문입니다. 몇 가지 이유로 인해 비트코인은 이더리움처럼 스마트 계약을 실행할 수 없습니다:

1. 비트코인의 스크립트 언어는 안전성을 위해 튜링 완전성을 제한하여 이더리움처럼 스마트 계약을 실행할 수 없습니다.
2. 동시에 비트코인 블록체인의 저장소는 단순 거래를 위해 설계되었으며, 복잡한 스마트 계약에 대한 최적화가 이루어지지 않았습니다.
3. 가장 중요한 것은 비트코인에는 스마트 계약을 실행할 가상 머신이 없다는 것입니다.

2017년 분리 증인(SegWit)의 도입은 비트코인의 블록 크기 제한을 증가시켰고; 2021년의 Taproot 업그레이드는 배치 서명 검증을 가능하게 하여 거래를 더 쉽고 빠르게 처리할 수 있게 했습니다(원자 교환, 다중 서명 지갑 및 조건부 지급 해제). 이는 비트코인에서 프로그래머블성을 가능하게 했습니다.
2022년, 개발자 케이시 로다모어는 그의 "서수 이론"을 제안하여 이미지와 같은 임의의 데이터를 비트코인 거래에 삽입할 수 있는 방법을 개요했습니다. 이는 비트코인 체인에 상태 정보와 메타데이터를 직접 삽입할 수 있는 새로운 가능성을 열어주었으며, 이는 접근 가능하고 검증 가능한 상태 데이터가 필요한 스마트 계약과 같은 애플리케이션에 새로운 접근 방식을 제공합니다.
현재 대부분의 비트코인 프로그래밍 확장 프로젝트는 비트코인의 2층 네트워크(L2)에 의존하고 있으며, 이는 사용자가 크로스체인 브리지를 신뢰해야 하므로 L2가 사용자와 유동성을 확보하는 데 큰 도전이 됩니다. 또한 비트코인은 현재 원주율 가상 머신이나 프로그래머블성이 부족하여 추가적인 신뢰 가정 없이 L2와 L1 간의 통신을 구현할 수 없습니다.
RGB, RGB++ 및 Arch Network는 BTC의 원주율 속성을 기반으로 비트코인의 프로그래머블성을 강화하려고 시도하며, 다양한 방법으로 스마트 계약과 복잡한 거래의 능력을 제공합니다:

1. RGB는 체인 외 클라이언트 검증을 통해 스마트 계약을 구현하는 솔루션으로, 스마트 계약의 상태 변화가 비트코인의 UTXO에 기록됩니다. 일정한 프라이버시 장점이 있지만 사용이 번거롭고 계약의 조합성이 부족하여 현재 발전이 매우 느립니다.
2. RGB++는 Nervos가 RGB의 아이디어를 바탕으로 한 또 다른 확장 경로로, 여전히 UTXO 바인딩을 기반으로 하지만 체인을 합의 클라이언트 검증자로 사용하여 메타데이터 자산의 크로스체인 솔루션을 제공하고 임의의 UTXO 구조 체인의 전이를 지원합니다.
3. Arch Network는 BTC에 원주율 스마트 계약 솔루션을 제공하며, ZK 가상 머신과 해당 검증자 노드 네트워크를 생성하여 거래를 집계하여 상태 변화와 자산 단계를 BTC 거래에 기록합니다.

RGB

RGB는 BTC 커뮤니티의 초기 스마트 계약 확장 아이디어로, UTXO 캡슐화를 통해 상태 데이터를 기록하여 후속 BTC 원주율 확장을 위한 중요한 아이디어를 제공합니다.

RGB는 체인 외 검증 방식을 채택하여 토큰 이동 검증을 비트코인의 합의 계층에서 체인 외로 이동시키고 특정 거래 관련 클라이언트가 검증을 수행합니다. 이 방식은 전체 네트워크 방송에 대한 요구를 줄이고 프라이버시와 효율성을 강화합니다. 그러나 이러한 프라이버시 강화 방식은 양날의 검이기도 합니다. 특정 거래와 관련된 노드만 검증 작업에 참여하게 하여 프라이버시 보호를 강화했지만, 제3자가 보이지 않게 되어 실제 작업 과정이 복잡하고 개발이 어려워지며 사용자 경험이 저하됩니다.
또한 RGB는 단일 사용 봉인 개념을 도입했습니다. 각 UTXO는 한 번만 사용될 수 있으며, 이는 UTXO를 생성할 때 잠금이 걸리고 사용할 때 해제되는 것과 같습니다. 스마트 계약의 상태는 UTXO로 캡슐화되고 봉인으로 관리되어 효과적인 상태 관리 메커니즘을 제공합니다.

RGB++

RGB++는 Nervos가 RGB의 아이디어를 바탕으로 한 또 다른 확장 경로로, 여전히 UTXO 바인딩을 기반으로 합니다.
RGB++는 튜링 완전한 UTXO 체인(예: CKB 또는 기타 체인)을 활용하여 체인 외 데이터와 스마트 계약을 처리하고, 비트코인의 프로그래머블성을 더욱 향상시키며 BTC와의 안전성을 보장합니다.

RGB++는 튜링 완전한 UTXO 체인을 사용합니다. CKB와 같은 튜링 완전 UTXO 체인을 그림자 체인으로 사용하여 RGB++는 체인 외 데이터와 스마트 계약을 처리할 수 있습니다. 이 체인은 복잡한 스마트 계약을 실행할 수 있을 뿐만 아니라 비트코인의 UTXO와 바인딩되어 시스템의 프로그래밍성과 유연성을 증가시킵니다. 또한 비트코인의 UTXO와 그림자 체인의 UTXO는 동형 바인딩되어 두 체인 간의 상태와 자산의 일관성을 보장하여 거래의 안전성을 확보합니다.
그 외에도 RGB++는 모든 튜링 완전 UTXO 체인으로 확장되어 CKB에 국한되지 않으며, 크로스체인 상호 운용성과 자산 유동성을 향상시킵니다. 이러한 다중 체인 지원은 RGB++가 모든 튜링 완전 UTXO 체인과 결합할 수 있게 하여 시스템의 유연성을 강화합니다. 동시에 RGB++는 UTXO 동형 바인딩을 통해 브리지 없는 크로스체인을 구현하며, 전통적인 크로스체인 브리지와는 달리 이러한 방식은 "가짜 화폐" 문제를 피하고 자산의 진정성과 일관성을 보장합니다.
그림자 체인을 통해 체인 상 검증을 수행함으로써 RGB++는 클라이언트 검증 과정을 단순화했습니다. 사용자는 그림자 체인에서 관련 거래를 확인하기만 하면 RGB++의 상태 계산이 올바른지 검증할 수 있습니다. 이러한 체인 상 검증 방식은 검증 과정을 단순화할 뿐만 아니라 사용자 경험을 최적화합니다. 튜링 완전한 그림자 체인을 사용함으로써 RGB++는 RGB의 복잡한 UTXO 관리를 피하고 더욱 간소화되고 사용자 친화적인 경험을 제공합니다.

Arch Network

Arch Network는 주로 Arch zkVM과 Arch 검증 노드 네트워크로 구성되어 있으며, 제로 지식 증명(zk-proofs)과 분산 검증 네트워크를 활용하여 스마트 계약의 안전성과 프라이버시를 보장하며, RGB보다 더 사용하기 쉽고 RGB++처럼 다른 UTXO 체인과의 바인딩이 필요하지 않습니다.
Arch zkVM은 RISC Zero ZKVM을 사용하여 스마트 계약을 실행하고 제로 지식 증명을 생성하며, 분산 검증 노드 네트워크가 이를 검증합니다. 이 시스템은 UTXO 모델을 기반으로 작동하며, 스마트 계약 상태를 State UTXOs에 캡슐화하여 안전성과 효율성을 높입니다.
Asset UTXOs는 비트코인 또는 기타 토큰을 나타내며 위임 방식으로 관리될 수 있습니다. Arch 검증 네트워크는 무작위로 선택된 리더 노드가 ZKVM 내용을 검증하고 FROST 서명 방식을 사용하여 노드 서명을 집계한 후 최종적으로 거래를 비트코인 네트워크에 방송합니다.

Arch zkVM은 비트코인에 튜링 완전한 가상 머신을 제공하여 복잡한 스마트 계약을 실행할 수 있습니다. 스마트 계약이 실행될 때마다 Arch zkVM은 제로 지식 증명을 생성하며, 이 증명은 계약의 정확성과 상태 변화를 검증하는 데 사용됩니다.
Arch는 또한 비트코인의 UTXO 모델을 사용하며, 상태와 자산이 UTXO에 캡슐화되고 단일 사용 개념을 통해 상태 변환이 이루어집니다. 스마트 계약의 상태 데이터는 state UTXOs로 기록되며, 원 데이터 자산은 Asset UTXOs로 기록됩니다. Arch는 각 UTXO가 한 번만 사용될 수 있도록 보장하여 안전한 상태 관리를 제공합니다.
Arch는 혁신적인 블록체인 구조는 없지만 검증 노드 네트워크가 필요합니다. 각 Arch Epoch 기간 동안 시스템은 지분에 따라 무작위로 리더 노드를 선택하며, 리더 노드는 수신된 정보를 네트워크 내의 모든 다른 검증자 노드에 전파하는 역할을 합니다. 모든 zk-proofs는 분산 검증 노드 네트워크에 의해 검증되어 시스템의 안전성과 검열 저항성을 보장하며, 리더 노드에게 서명을 생성합니다. 거래가 필요한 수의 노드에 의해 서명되면 비트코인 네트워크에서 방송될 수 있습니다.

结论

BTC 프로그래머블성 설계 측면에서 RGB, RGB++ 및 Arch Network는 각기 다른 특징을 가지고 있지만 모두 UTXO 바인딩 아이디어를 계승하고 있으며, UTXO의 단일 사용 인증 속성은 스마트 계약이 상태를 기록하는 데 더 적합합니다.
그러나 그 단점도 매우 뚜렷합니다. 즉, 열악한 사용자 경험, BTC와 일치하는 확인 지연 및 낮은 성능, 즉 기능만 확장되었고 성능은 향상되지 않았습니다. 이는 Arch와 RGB에서 특히 두드러집니다. RGB++의 설계는 더 높은 성능의 UTXO 체인을 도입하여 더 나은 사용자 경험을 제공하지만 추가적인 안전성 가정을 제기합니다.
더 많은 개발자가 BTC 커뮤니티에 합류함에 따라, 우리는 op-cat의 업그레이드 제안과 같은 더 많은 확장 솔루션을 보게 될 것입니다. BTC의 원주율 속성에 맞는 솔루션은 주목해야 하며, UTXO 바인딩 방법은 BTC 네트워크를 업그레이드하지 않고 BTC 프로그래밍 방식을 확장하는 가장 효과적인 방법입니다. 사용자 경험 문제를 잘 해결할 수 있다면, 이는 BTC 스마트 계약의 큰 진전을 의미할 것입니다.