[블록미디어 명정선 기자]비트코인이 전통적인 금융자산의 역할을 넘어 블록체인 기술의 핵심 플랫폼으로 거듭나고 있다. 특히 최근의 ‘비트코인 르네상스’는 레이어 2 솔루션을 통해 비트코인 유틸리티와 프로그래머빌리티를 확장했다는 평가를 받는다. 스케일링 솔루션 도입으로 비트코인이 금융, 디파이(DeFi), NFT 및 게임 등 다양한 애플리케이션을 지원하게 됐다는 것. 이번 기사에서는 비트코인 스케일링 솔루션이 어떻게 진화해왔는지, 최근 등장하는 레이어 2 네트워크의 종류와 특징에 대해 정리해본다.

# 스케일링 솔루션 왜 필요한가 

비트코인은 가장 안전하고 탈중앙화된 자산으로서 전 세계 1억 명 이상의 보유자와 1조4000억 달러의 시가총액을 자랑하지만, 기술적 한계가 있었다. △느린 트랜잭션 속도(10~30분 블록 확정 시간) △낮은 확장성(초당 7건의 트랜잭션 처리) △제한적인 프로그래머빌리티는 그동안 비트코인의 큰 약점이었다. 이러한 한계를 극복하기 위해 비트코인 생태계는 스케일링 솔루션으로 몇 년간 레이어2 네트워크 개발에 박차를 가했다. 레이어2 솔루션은 기본적으로 비트코인의 탈중앙과 보안성을 그대로 유지하면서, 확장성과 속도및 기능을 대폭 개선할 수 있는 방법이다. 예를 들어, 초당 7건에 불과했던 트랜잭션 처리 속도를 크게 높일 수 있으며, 디파이, NFT, 게임 등 다양한 애플리케이션도 구현할 수 있다.

# 비트코인 르네상스를 알린 오디널스와 룬스

비트코인 생태계에서 등장한 주요 혁신 중 하나는 오디널스와 인스크립션의 도입이다. 오디널스는 비트코인 개발에 대한 관심을 크게 높이며 비트코인 시즌 2의 시작을 알렸다는 평가를 받고 있다. 오디널스를 사용하면 개별 사토시(Satoshi)에 NFT나 밈코인을 새겨 넣는 것이 가능하다. 이들은 비트코인의 스크립트 프레임워크 안에서 구현될 수 있는 애플리케이션에 적합하며, 비트코인 기본 레이어 위에서 바로 실행된다.

이런 혁신들은 직접적으로 수수료 상승과 밈풀 혼잡현상을 이끌었으며 2차적으로 생태계 확장이라는 간접적 효과를 가져왔다. 오디널스(Ordinals), 인스크립션(Inscriptions), BRC-20 토큰, 룬스(Runes)와 같은 기술 혁신은 비트코인 네트워크의 사용량을 급격히 늘리며, 블록 공간의 수요를 대폭 증가시켰다. 이로 인해 비트코인의 평균 거래 수수료는 2022년 1.5달러에서 2023년 4.2달러로 175% 상승했고, 2024년에는 한 때 9.5달러까지 상승했다. 수수료 상승은 확장성 솔루션의 필요성을 명확하게 했다.

인스크립트와 BRC-20 도입은 비트코인 생태계를 자극했다. 다양한 아이디어가 쏟아지면서 비트코인 르네상스를 이끌어낸 것이다. 바이낸스 리서치에 따르면 지난 1년간 출범했거나 현재 개발 중인 프로젝트 상당수가 디파이나 스테이킹, 게임, 소셜 미디어 같은 애플리케이션을 비트코인 생태계에 도입하는 것을 목표로 하고 있다. 비트코인 레이어 2(L2) 솔루션은 이러한 프로젝트들에 필수적이다.

# 이더리움으로 본 비트코인 L2 시장의 기회

비트코인 레이어 2 시장의 잠재력은 이더리움의 사례에서도 확인할 수 있다. 포브스에 따르면 현재 비트코인 레이어2 네트워크의 디파이 총 예치 자산(TVL)은 약 15억 달러에 이른다. 이는 이더리움 TVL(총잠금가치)의 약 2%에 불과하다. 비트코인에 잠재된 1조 달러 이상의 가치를 고려하면 큰 성장 가능성을 지니고 있다. 바이낸스 리서치도 보고서를 통해 이더리움의 시가총액은 약 4460억 달러이며, 그중 약 450억 달러는 L2 솔루션에 락업(TVL)된 자산이라며 비트코인 시가총액 1조4000억 달러임을 고려하면 비트코인 레이어 2의 규모는 1400억 달러로 성장할 가능성이 있다고 내다봤다.

글로벌 블록체인 투자사인 스파르탄 그룹(Spartan Group)은 오디널스(Ordinals)의 도입과 비트코인 기반 개발(Building on Bitcoin) 문화의 확산으로 비트코인이 단순한 가치저장수단이나 자산을 넘어서 경제 기반 인프라로 발전하고 있다고 전망했다.

# 비트코인 확장 솔루션의 진화…탭루트 업그레이드와 BitVM

여러 요소를 종합해 보면, 비트코인 확장을 위한 솔루션이 필수적이라는 점은 명확하다. 이를 해결하기 위해 다양한 방안이 제시되고 있으며, 그중 탭루트(Taproot)와 BitVM이 중요한 역할을 하고 있다. 이 두 기술은 비트코인의 기능을 확장하고 네트워크의 효율성을 개선하는 핵심 발전으로 평가 받는다. 

• 탭루트(Taproot), 확장성과 프라이버시를 향한 큰 도약

탭루트는 2021년 비트코인 네트워크에 도입된 소프트포크로, △BIP 340(슈노르 서명) △BIP 341(탭루트) △BIP 342(탭스크립트)라는 세 가지 비트코인 개선 제안(BIP)으로 구성됐다. 이 업그레이드는 비트코인의 프라이버시와 확장성, 그리고 구성 가능성을 크게 향상시켰다.

탭루트의 첫 번째 주요 개선점은 Witness 섹션에서 고급 스크립팅이 가능해졌다는 것이다. 이를 통해 비트코인 네트워크에서 더욱 복잡한 스마트 계약을 구현할 수 있는 기반이 마련된 것. 두 번째로는 블록 두 섹션 간 데이터 제한이 제거돼 Witness 섹션에 최대 4MB의 데이터를 저장할 수 있게 된 것이다. 이로 인해 비트코인은 이더리움과 유사하게 스마트 컨트랙트를 지원하는 네트워크로 발전할 가능성을 열게 됐다. 관련기사 (비트코인 탭루트 업그레이드, 확장성과 프라이버시를 향한 큰 도약) 

• BItVM, 프로그래밍 가능한 비트코인의 미래를 그리다 

최근에는 스마트 계약 기능을 확장하려는 프로토콜인 BitVM이 주목받고 있다. 제로 싱크(ZeroSync)의 핵심 기여자인 로빈 리누스(Robin Linus)는 2023년 10월, 백서를 통해 비트코인 코드를 크게 변경하지 않고도 레이어 2 네트워크에서 스마트 계약을 구현할 수 있는 방안을 제안했다. 그가 제안한 BitVM은 비트코인의 기존 구조를 유지하면서도 고급 논리 기능을 네트워크에 도입할 수 있는 방법을 제공해, 롤업 구축 뿐만 아니라 다양한 사용 사례에 활용할 수 있는 확장성을 지닌다.

• BitVM의 적용 가능성과 잠재력 

BitVM은 비트코인 롤업 외에도 다양한 레이어 2 솔루션에 통합될 수 있어, 비트코인 네트워크의 기능성을 크게 향상 시킬 것으로 기대된다. 현재 메인넷 출시 일정은 아직 확정되지 않았지만, 여러 개발자들이 이 프로토콜을 연구 중이다. 리누스는 지난 8월 BitVM의 개선된 버전인 BitVM2을 공개했다.

BitVM2는 허가 없는 도전(permissionless challenging)을 도입해 누구나 트랜잭션을 검증할 수 있게 했으며, 이를 통해 확장성과 보안을 유지하면서 더 효율적인 자산 전송과 스마트 계약 기능을 제공하는 것이 특징이다. 코인데스크는 “BitVM2이 구현되면 비트코인 생태계의 활용 가능성을 크게 확장하고, 더욱 신뢰할 수 있는 네트워크로 성장하는 데 기여하게 될 것”이라고 기대했다. 

# 유형으로 나눈 비트코인 레이어 2 

앞서 언급한 두 가지 기술을 바탕으로 현재 다양한 비트코인 레이어 2 프로젝트들이 개발되고 있다. 각각의 비트코인 레이어2(L2) 프로젝트들은 각기 다른 프레임워크와 신뢰 가정을 따르며, 이러한 구조는 사이드체인, 스테이트 채널, ZK 롤업, 옵티미스틱 롤업(BitVM)으로 나뉜다. 각 프레임워크는 비트코인 네트워크와 상호작용하는 방식과 보안 모델에 차이가 있다.

1. 스테이트 채널(State Channels) – 라이트닝 네트워크 

스테이트 채널은 메인 네트워크 외부에 별도의 채널을 생성해 거래를 오프체인에서 처리하고, 마지막에 한 번에 메인 네트워크에 기록하는 방식이다. 이는 두 사람이 매번 우편을 보내는 대신, 여러 편지를 모아 한 번에 우편을 보내 비용을 절감하는 것과 비슷하다. 소액 결제와 빠른 트랜잭션을 가능하게 하며 잘 알려진 프로젝트로는 라이트닝 네트워크(Bitcoin Lightning Network)가 있다.

• • 라이트닝 네트워크, 소액 결제에 ‘최적화’ 

라이트닝 네트워크는 수천 개의 노드와 지갑으로 구성된 네트워크다. 채널 참여자들은 트랜잭션을 오프체인에서 협력적으로 처리하며, 최종 결과만 온체인에 기록된다. 트랜잭션의 올바름을 유지하기 위해 참여자들이 트랜잭션을 지속적으로 모니터링해야 하며, 부정 행위를 방지하기 위한 적절한 노드와 유동성이 필요하다. 라이트닝 네트워크의 강점은 소액 결제에 유리하며 빠르고 저렴한 트랜잭션을 지원하면서도, 언제든지 기본 레이어로 비트코인을 반환할 수 있는 기능을 제공한다는 것이다. 다만, 복잡한 디파이(DeFi) 응용 프로그램이나 자동화된 계약 실행 같은 기능은 제공하기 어렵다. 

2. 사이드체인(Sidechains) – 스택스, 루트스탁, 리퀴드 

사이드 체인은 메인 네트워크와 통신을 유지하면서도 독립적인 아키텍처를 정의할 수 있는 준 메인 네트워크다. 우편으로 예를 들면 중앙 우체국과 동기화되는 도시형 최신 우편시스템이다. 사이드체인은 비트코인 기본 레이어와 사이드체인 간의 자산 전송을 위해 중앙 관리된 페그(peg)를 필요로 한다. 이 페그는 다중서명 계약을 통해 제어되며, 사이드체인의 상태와 트랜잭션의 최종성은 비트코인 기본 레이어가 아닌 사이드체인 자체에서 검증된다. 비트코인과 연결되어 자산을 전송하고, 비트코인보다 더 많은 기능과 확장성을 제공할 수 있다. 이 분야에서 활약하는 프로젝트는 리퀴드, 루트스톡, 최근에는 스택스가 주목을 받고 있다. 

• • 리퀴드 네트워크

리퀴드 네트워크(Liquid Network)는 2018년 블록스트림이 출시한 비트코인의 사이드체인으로, 거래 속도와 확장성을 크게 개선하는 솔루션이다. 비트코인의 블록 생성 시간이 10분인 것에 비해 리퀴드 네트워크는 60초마다 새 블록을 생성해, 2분 내에 거래를 완료할 수 있다. 또한, 사용자들은 L-BTC를 통해 빠른 거래와 함께 새로운 토큰 발행 및 스마트 계약을 활용할 수 있으며, 탈중앙화 금융(DeFi) 서비스도 지원한다. 현재 3863개의 L-BTC가 발행된 상태다. 

• • 루트스탁(Rootstock) , 비트코인과 이더리움의 장점을 결합한 스마트 계약 플랫폼

루트스탁(Rootstock, RSK)은 비트코인의 보안성과 이더리움의 스마트 계약 기능을 결합한 프로젝트로, 비트코인의 확장성과 기능을 보완한다. 루트스탁은 사이드체인으로 작동하며, 이더리움 스마트 계약을 비트코인 블록체인에서 실행할 수 있게 해, 이더리움 기반 응용 프로그램들이 비트코인과 호환되도록 한다. 또한, 여러 거래를 묶어 비트코인 블록체인에 전달해 수수료 절감과 처리 속도 향상에 기여한다. 루트스탁은 비트코인과 동일한 작업 증명(PoW) 방식을 사용하는 병합 채굴(merged mining)을 통해 비트코인 채굴자들이 루트스탁에서도 채굴할 수 있게 하며, 그 보상으로 RBTC를 지급한다.

• • 스택스(Stacks), 비트코인의 기능 확장…디파이·스마트 계약 지원

스택스(Stacks)는 비트코인 기반의 레이어2 솔루션으로, 그 독특한 전송 증명(Proof of Transfer, PoX) 합의 메커니즘이 주목받고 있다. 스택스의 PoX 메커니즘에서는 채굴자가 비트코인을 지불해 새로운 스택스 블록을 채굴할 권리를 얻는다. 이 과정에서 채굴자는 STX(스택스 네이티브 토큰) 보상을 받는다. STX 토큰을 보유한 사용자들은 STX를 잠그는(stacking) 방식으로 해당하는 비트코인 보상을 받는다.(연 8%를 기록해왔다) 이를 통해 스택스 생태계와 비트코인 네트워크의 결속력이 강화된다. 이는 다른 블록체인에서 볼 수 없는 차별화된 기능이다.

스택스(Stacks)는 최근 나카모토 업그레이드를 통해 비트코인 네트워크와의 통합을 한층 강화했다. 이번 업그레이드를 통해 스택스는 비트코인 트랜잭션과 동일한 수준의 보안성과 불변성을 가지게 된다. 또한 sBTC라는 새로운 토큰을 도입한 것도 특징이다. sBTC는 비트코인과 1:1로 연동된 비트코인 등가 토큰으로, 사용자가 비트코인의 유동성을 스택스 생태계에서 직접 활용할 수 있도록 한다. 이는 비트코인을 스택스 네트워크의 스마트 계약과 디앱(dApp)에서 사용할 수 있게 해, 비트코인의 유틸리티를 극대화한다. 포브스는 스택스(Stacks)가 나카모토 업그레이드 후 비트코인의 보안, 경제 모델, 탈중앙화를 더욱 포괄적으로 활용해 진정한 비트코인 레이어2(L2) 솔루션으로 자리잡게 될 것이라고 전망했다.

3. 비트코인 롤업(Rollups) , BitVM

롤업은 비트코인 블록체인의 확장 솔루션으로, 오프체인에서 여러 트랜잭션을 처리한 뒤 이를 비트코인 레이어 1(L1)에 정산하는 방식이다. 이 기술은 비트코인을 더 많은 사용자에게 확장할 수 있는 잠재력을 지니고 있으나, 아직은 연구 및 초기 개발 단계에 머물러 있다. 비트코인 위에서 롤업을 구현하는 것은 기술적으로 매우 도전적인 작업이다. 이더리움은 메인네트워크에 있는 가상머신(EVM)을 활용해 롤업 트랜잭션을 통해 바로 데이터 처리와 검증이 통합된다. 반면, 비트코인은 가상머신이 없어 롤업 증명의 유효성을 직접 검증할 수 없어 별도의 신뢰 기반 설정이 필요하다.

일부 프로젝트는 비트VM(BitVM)을 활용해 롤업 증명 검증을 시도하고 있으며, 소프트 포크를 통해 새로운 op_code를 추가해 롤업 증명을 L1에서 검증할 수 있는 방안도 모색 중이다. 비트코인 롤업을 목표로 하는 레이어 2로는 멀린 네트워크(Merlin Network), 빌드 온 비트코인(Build On Bitcoin), B², 비트레이어(Bitlayer) 등이 있다. 

• • 멀린 네트워크(Merlin Network)

멀린 체인은 비트맵 테크에서 출시한 비트코인 레이어 2 프로젝트로, ZK-Rollup 기술을 활용해 비트코인의 확장성과 효율성을 크게 개선하는 것을 목표로 한다. ZK-Rollup은 트랜잭션 데이터를 압축하여 비트코인 메인 체인보다 빠르고 저렴한 트랜잭션 처리가 가능하다. 2024년 초 테스트넷을 출시한 멀린 체인은 곧 메인넷을 공개할 예정이며, 탈중앙화 오라클 네트워크와 온체인 BTC 사기 방지 모듈을 통합해 보안과 투명성을 강화했다.

멀린은 비트코인에서 온체인 사기 증명(fraud proof) 메커니즘을 구현하기 위해 BitVM을 활용한다는 계획이다. 멀린의 트랜잭션에 대한 영지식 증명은 탭리프 스크립트(Tapleaf Script)를 통해 비트코인 메인넷에 게시되고 영구적으로 저장된다. 그러나 BitVM을 사용하는 모든 프로젝트와 마찬가지로, 이 메커니즘은 아직 개발 중인 단계에 있다.

멀린은 현재 폴리곤  CDK(클라우드개발키트)를 사용하여 zkEVM 인프라를 구축한다. 이를 통해 이더리움과 유사한 스마트 계약 기능을 비트코인 네트워크에서 구현할 수 있다. 멀린의 BitVM 기반 사기 증명 메커니즘이 완성되면, 비트코인 생태계에 더 많은 유연성과 확장성을 제공할 것으로 기대된다.

• • BOB, 비트코인과 이더리움 결합한 하이브리드 L2…목표는 BitVM

앞서 언급한 레이어 2와는 다른 접근 방식을 취하는 프로젝트들도 있다. BOB(Build on Bitcoin)는 비트코인과 이더리움의 강점을 결합한 최초의 하이브리드 L2 솔루션이다. BOB의 롤업 생태계는 비트코인을 보안으로 활용하면서, 이더리움 가상 머신(EVM)을 통해 스테이블코인, NFT, 디파이(DeFi)와 같은 이더리움의 기능을 비트코인 네트워크에서도 사용할 수 있게 한다.

롤업 과정에서 트랜잭션 처리는 이더리움 L1에서 이루어지며, BOB는 비트코인 상태를 추적해 비트코인과 이더리움 간 크로스체인 스왑 및 스마트 계약 실행을 가능하게 한다.BOB의 최종 목표는 자체 BitVM 롤업 구현이다. BOB의 공동 설립자인 알렉세이 자먀틴(Alexei Zamyatin)은 “화려한 기술보다는 실제 제품 문제 해결에 중점을 두고 있으며, 비현실적인 인센티브로 TVL을 끌어올리는 대신 지속 가능한 성장에 집중하고 있다”고 밝혔다.

# 모든 비트코인 레이어2가 혁신은 아냐…경계 필요 

앞서 언급한 비트코인 레이어 2들은 업계에서 자주 언급하는 대표적인 비트코인 레이어 2 프로젝트들이다. 그러나 이 밖에 비트코인 레이어 2라고 홍보하는 모든 프로젝트를 혁신이라 여기는 자세는 위험하다. 오디널스와 비트VM에 대한 백서가 발표된 이후 비트코인 레이어 2 확장을 이용해 이익을 취하려는 프로젝트들이 나타나고 있기 때문이다. 일각에선 무분별한 비트코인 레이어 2를 경계해야 한다는 목소리가 나온다. 프렉탈 비트코인에 대한 비판이 그 예다.

프랙탈 비트코인(Fractal Bitcoin)은 자신을 비트코인의 확장 솔루션으로 내세우는 프로젝트다. 이 프로젝트는 비트코인과 즉시 호환되고 완벽하게 통합된 네이티브 확장 솔루션이라고 주장하지만, 실제로는 그렇지 않다. 비트코인 매거진은 이 프로젝트에 대해 “프랙탈이 병합 채굴 방식을 변형한 ‘캐딘스 채굴’ 방식을 사용한다며 오히려 비트코인 보안에 부정적 영향을 미칠 수 있다”고 경고했다. 또한 사이드 체인으로 불리기엔 부족한 요소가 많고 초기 투자자의 이익을 위한 목적이 큰 토큰 프로젝트에 불과하다고 비판했다. 

# 다양한 비트코인 L2 …비트코인 생태계의 진화 ‘주목’ 

그러나 대체적으로 비트코인 생태계의 진화는 레이어 2에서 거래 비용을 낮추고 이더리움에서 이미 성공한 디앱과 게임 등을 도입하는 방향으로 나아갈 가능성이 크다. 또한 스테이킹 플랫폼인 바빌론처럼 비트코인에 대한 새로운 접근방식을 제시하는 디파이 서비스도 등장할 것으로 보인다. 

비트코인 블록체인은 현재 약 1조 4000억 달러에 달하는 가치를 지닌 글로벌 자산으로 확고히 자리잡고 있다. 비트코인은 혁신 기술과 융합할 수 있는 플랫폼으로 진화하고 있으며, 그 중심에는 레이어 2 솔루션들이 있다. 이러한 프로젝트들이 성숙하고 비트코인과 원활하게 통합됨에 따라, 비트코인은 더 확장 가능하고 프로그래머블한 네트워크로 진화하게 될 것이다.

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