비트코인이 직면한 확장성 문제를 해결할 수 있는 기술로 라이트닝 네트워크가 부각되고 있다.

비트코인은 초당 7회의 거래를 처리할 수 있다. 하지만 암호화폐 생태계가 성장하고 많은 사람들이 네트워크에 참여함에 따라 블록체인 상에 전송되는 트랜잭션 수가 증가하게 되자 비트코인의 처리 능력이 떨어졌다. 상대적으로 처리 시간이 지연되고 수수료가 올라간 것이다. 실제 2017년말에는 비트코인 송금 수수료가 40달러까지 치솟기도 했다. 5000원을 송금하기 위해 5만원을 수수료로 낼 사람은 없다. 이런 문제들은 비트코인이 글로벌 결제 시스템으로 도약할 수 있는 기회를 제한한다. 라이트닝 네트워크는 이런 문제를 해결하기 위해 고안된 솔루션이다.

라이트닝 네트워크는 모든 거래 내역에서 결제 채널을 제외한 다른 데이터 영역을 외부(오프체인)에 구축한 네트워크다. 현재 비트코인 블록체인 위에 또 다른 지불 채널이 물려 있는 모양처럼 네트워크를 형성하고 있기 때문에 세컨드 레이어 기술이라고도 부른다.  라이트닝 네트워크는 블록체인의 공간을 최소화 하기 위해 다른 레이어에서 데이터를 처리하는 방식이다. 과거 인터넷 발달 초기에 IP 프로토콜이 IP 주소가 부족해지자 도메인이라는 주소를 발명해 한계를 극복 한 것과 비슷하다.

라이트닝네트워크 시스템은 P2P(Peer to Peer) 수준에서 작동하며, 소위 말하는 양방향 지불 채널에 기반해 유저들간의 즉각적인 암호화폐 거래를 가능하게 한다. 두 당사자가 지불 채널을  개설하기로 결정한 다음, 그들은 서로의 지갑 내에서 자금을 즉각 주고받을 수 있다. 새로운 지불 채널을 개설할 때에는 온체인 트랜잭션이 필요하지만 한 번 채널을 만들어두고 자금을 주고 받기로 악속하면 그 채널(오프체인) 안에서 이뤄지는 모든 트랜잭션들은 스마트 컨트랙트를 통해 즉시 처리할 수 있다.

예를 들면 기존 비트코인 블록체인 네트워크에서 A가 D에 비트코인을 송금한다면 A=>B=>C=>D 식으로 메시지가 전달된다. 일반적으로 A에서 D에게 송금하려면 순서대로 전달해야 한다. 비트코인 네트워크에서는 데이터를 전송하고 블록이 생성되는 것을 기다려야 한다. 라이트닝 네트워크는   A → B지불 채널을 생성하고 B → C도 C → D도 만들어야하는 경우 A → D에 대한 지불을 B와 C를 통해 가능하게 해준다. 즉 A는 D에 직접 지불하는 방식으로 진행할 수 있다.

◆ 라이트닝 네트워크를 구축하려면  

지불 채널을 개설하기 위해 두 당사자는 다중 서명 지갑을 설정하고 일정량의 자금을 보관해야 한다. 다중 서명 지갑에 보관된 자금은 두 당사자의 개인 키들이 있을 때만 접근이 가능하다. 다중 서명 지갑은 거래 자금이 저장되어 있는 일종의 금고와 같은 셈이다. 이처럼 영구적으로 지속되는 지불 채널을 통해 두 당사자는 그들이 원하는 만큼 오프체인 트랜잭션을 실행할 수 있다. 각각의 트랜잭션 직후  계약자는 각자가 보유하고 있는 코인의 양을기록하고 있는 대차대조표의 복사본에 서명하고 이를 업데이트 한다. 트랜잭션을 모두 마친 뒤에는 지불 채널을 닫을 수 있으며 최종 대차대조표를 비트코인 블록체인에 전송할 수 있다. 라이트닝 네트워크 스마트 컨트랙트는 대차대조표의 최종 버전을 확인하고 그들이 비트코인을 주고 받았다는 사실을 확인하면 된다.

◆ 초당 수만건 처리 ·수수료 0.001원

라이트닝 네트워크의 장점은 소액결제가 가능해진다는 것이다. 비트코인 네트워크는 거래가 정산될 때 마이너가 수수료로 받게 된다. 하지만 라이트닝 네트워크는 지불 채널이 청산을 하기 전까지는 열려 있기 때문에 청산하기 전까지는 수수료가 발생하지 않는다. 그만큼 수수료가 적거나 거의 없다는 얘기다. 이에 따라 1사토시 수준까지도 결제가 가능하다.

◆ 중앙집권형 비즈니스 우려도

라이트닝 네트워크 시스템 자체는 분산이지만, 중앙집권형 비즈니스 모델이 될 가능성도 존재한다. 라이트닝 네트워크가 성립하기 위해서는 채널을 중계하는 사람이 큰 규모의 보증금액을 걸어둘수록 거래가 활발해질 수 있다. 이 경우 일부 채널에 사용자가 몰릴 수 있다는 지적이다.  또 보안에 대한 우려도 나온다. 라이트닝 네트워크에서는 오프 체인의 트랜잭션 교환이 항상 네트워크에 연결되어 있지 않으면 안되기 때문에 핫 월렛화 되어 버릴 가능성이 있다. 온라인에 연결되어 있으면 해커로부터 노출될 가능성을 배제할 수 없다.