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블록체인 / 비즈니스|경제

"초당 1만 거래로 비자넷에 대항"··· MIT 등 7개 대학의 블록체인 결제 네트워크 '눈길'

2019.01.24 Lucas Mearian  |  Computerworld
7곳의 일류 대학교가 힘을 합쳐 블록체인의 확장성과 성능 문제를 해결한 디지털 화폐 네트워크를 개발하고 있다. 초당 1만 트랜잭션이 가능할 것이라는 설명이다.

스위스 소재 비영리 단체의 자금 지원을 받는 가상화폐 애플리케이션인 유닛-이(Unit-e)와 이의 블록체인 기반 결제 시스템이 올 하반기 출시될 예정이다. 성공한다면 거래 역량 측면에서 현재의 주류 금융 네트워크인 비자의 비자넷(VisaNet) 등을 능가할 것이라고 개발진은 밝히고 있다. 
 
ⓒ Image Credit : Getty Images Bank


유닛-이(Unit-e) 가상화폐 개발 사업을 후원하는 스위스 단체인 DTR(Distributed Technology Research Foundation)은 공개 분산 네트워킹 기술(open distributed networking technology)을 진흥하기 위해 설립된 단체다. 한 학술 논문에서, DTR은 “분산 신용 시스템(decentralized trust system)을 구축할 필요가 크고도 절실하다”라고 밝혔다. 

이번 국제 금융 거래의 성능, 보안, 프라이버시에 대처할 새로운 결제 네트워크와 관련된 프로젝트에서 협력하는 대학교는 MIT, 스탠퍼드대, 카네기멜론대, 캘리포니아 주립대, 버클리대 등에 이른다. 이번 협력은 지난 17일 발표됐다. 

DTR 연구자들은 10개의 연구 논문을 작성했고, 그 중 일부는 동료 리뷰를 거쳐 출간됐다. 이들 논문에서 분산 결제 시스템은 블록체인 분야의 ‘킬러 앱(killer app)’으로 표현된다. 예컨대 TCP/IP과 이메일 사이의 관계와 비슷하다는 설명이다.

DTR의 재단 이사회 위원이자, 유닛-이에 자금을 지원하는 헷지 펀드 팬테라 캐피탈(Pantera Capital)의 공동-최고 투자 임원인 조이 크러그는 “확장성 결여가 가상화폐 도입을 저해하고 있다. DTR의 획기적 연구는 이에 대처한다”면서 “유닛-이 개발자는 진정한 확장성을 구현하여 수많은 분산 금융 애플리케이션에 혜택을 줄 것이다”라고 말했다. 

DTR은 유닛-이 가상화폐가 온-체인 거래(on-chain transactions)의 경우 15초 내외, 그리고 오프-체인 거래(off-chain transactions)의 경우 2 ~ 4초의 거래 확증 레이턴시의 달성을 목표로 한다고 이번 달 출간된 학술 논문에서 밝혔다. 

DTR은 “현재 일부 가상화폐가 비슷한 레이턴시를 달성하고 있지만, 분산화가 희생된다”면서 “레이턴시와 가까운 개념인 초당 처리되는 거래 수인 스루풋(throughput: 처리량)의 경우, 우리는 초당 5,000 ~ 1만 건의 스루풋을 목표로 한다”라고 말했다. 

참고로, 비자 네트워크가 처리하는 스루풋은 평균적으로 초당 약 1,700 건이고, 최대 수요 시는 이보다 더 높다. 블록체인 기반 네트워크와 비교했을 때에도 유닛-이가 월등히 높다. 비트코인의 현재 평균 스루풋은 3.3 ~ 7 TPS 사이이고, 이더리움은 10 ~ 30 TPS 사이이다. 

DTR 연구자들은 논문에서 “이 커다란 갭을 메우는 것은 기술적으로 사소한 일이 아니고 거대한 혁신을 요한다”라며, “참고로, 목표 스루풋 지표는 현대의 전형적 P2P 네트워크의 물리적인 한계에 이미 도달했다. 다시 말해 물리적으로 20Mbps 네트워크는 심각한 타협 없이(대개 보안에서) 초당 거래량을 크게 늘릴 수 없다”라고 말했다. 

블록체인의 성능과 확장성을 개선하는데 뛰어든 개체는 DTR만이 아니다. 이달 초, 스타트업인 데비오(Devvio)는 자사의 분산 원장 프로토콜은 고도로 효율적이어서 블록체인의 모든 중요 문제를 처리할 수 있다고 주장했다. 예컨대 최대 800만 TPS에 이르는 실행 횟수 덕분에 글로벌 금융 거래가 가능하다는 것이다.  

유닛-이는 지분증명(PoS) 합의 알고리즘을 이용한다. 덕분에 비트코인, 이더리움 등 대다수 인기 가상화폐에서 사용하는 알고리즘인 작업 증명(Proof of Work, PoW)보다 훨씬 더 효율적이고 연산이 덜 까다롭다. 연구자들은 프리즘(Prism)이라는 새 알고리즘이 블록체인의 최대의 물리적 한계까지 도달할 수 있다고 자신했다. 이 지분증명 합의 알고리즘은 새로운 라우팅 알고리즘과 결합해 결제 채널 네트워크를 생성한다. 

아울러, 유닛-이는 근본적으로 새로운 샤딩(sharding)을 이용한다. 샤딩은 P2P 네트워크에 걸쳐 연산 워크로드를 전개할 때 쓰이는 분할 기법이다.  
 
ⓒ The Distributed Technology Research Foundation

프리즘 알고리즘은 블록체인 내부에서 블록들이 수행하는 여러 역할을 해체하는 컨센서스 메커티즘이다. 

결제 채널 네트워크는 이용자 쌍 사이의 에스크로 계정(즉, 채널)을 설정하는데 온-블록체인 합의를 이용하면서 ‘오버레이 네트워크(overlay networks: 물리 네트워크 위의 추상 네트워크 – 역주)’ 역할을 한다. 이 결제 네트워크에서 유닛-이 이용자는 블록체인으로부터의 확인을 기다릴 필요 없이 거래를 즉시 검증할 수 있다. 

연구자들은 “이는 온-체인 거래에 비해 확인 레이턴시를 현저히 단축시킨다. 주요한 지연은 거래를 수취인에게 전송하는 데에 따른 것이다. 다이렉트 채널이라면 불과 1초가 걸릴 수 있는 신속한 포인트-투-포인트 작업이다”라고 밝혔다. 
 
ⓒ The Distributed Technology Research Foundation


PoS 합의 알고리즘은 여러 블록체인 표준 단체에 의해 탐구되고 있다. 예를 들어, 지난 해, 이더리움은 친근한 유령을 지칭하는 ‘캐스퍼(Casper)’라는 테스트넷에 PoS 메커니즘을 도입했다.

PoS 합의 프로토콜은 ‘담보부 검증자(bonded validators)’를 생성한다. 이들은 블록체인 합의 또는 투표 커뮤니티의 일원이 되기 위해 보증금을 예치한다. ‘담보부 검증자’가 블록체인에서 정직하게 행동하는 한 합의 커뮤니티에 잔류할 수 있다. 그러나 시스템을 속이려 할 경우 자신의 지분(즉 자신의 돈)을 잃게 된다. 

이더리움의 캐스퍼 PoS 시스템은 신규 거래를 4초 정도에 처리할 수 있게 해주는 합의 메커니즘을 지원한다. 

카네기 멜론 대학교의 전기 및 컴퓨터 엔지니어링 조교수이자 DTR의 선임 연구원인 귤리아 팬티는 “비트코인이 처음 출현한지 10년 만에 블록체인은 참신한 발상에서 학술 연구 분야로 발전했다”고 말했다. 

그는 이어 “우리의 접근법은 우선 블록체인 역량의 근본적 한계를 인식하고, 그 후 이의 한계에 최대한 근접한 솔루션을 개발하는 것이다. 그리고 결과는 엄격한 이론적 프레임워크 안에서 검증될 수 있다”고 말했다. 

DTC에 따르면 유닛-이는 ‘폴리샤드(PolyShard)’라는 새로운 샤딩 메커니즘을 이용한다. 이는 보안을 희생하지 않으면서 이용자가 늘어날수록 효율도 늘어나는 스토리지 및 연산 솔루션이다.  
 
ⓒ The Distributed Technology Research Foundation

새로운 폴리샤드 샤딩 메커니즘. 

범용 글로벌 결제 시스템에 되기 위해, 유닛-이는 아래의 5가지 요건을 전적으로 분산된 형식으로 충족할 수 있도록 설계된다: 

1. 보안 : 시스템은 무단 또는 불법 결제를 방지해야 한다. 
2. 레이턴시 : 거래는 초 단위로 무결하게 진행되어야 한다. 
3. 스루풋 : 네트워크 전체에 걸쳐 초당 최대 수천 건의 거래를 확인할 수 있어야 한다(confirm). 
4. 이용성 : 시스템은 언제든 접근 가능해야 하고, 저렴하고 예측 가능한 수수료와 저렴한 네트워크 운영 비용을 제시해야 하고, 무결하고 예측 가능한 이용자 경험을 제공해야 한다. 
5. 프라이버시 : 시스템은 권한 없는 사람이 거래 기록에 접근할 수 없도록 해야 한다.  

DTR 재단 이사회 의장인 배커크 대스트말치는 “현재 블록체인과 디지털 화폐 시장은 흥미로운 갈림길에 있다. 이는 이동통신 사업자, 인터넷 사업자 등이 성숙해지면서 도달한 변곡점을 연상시킨다”면서 “이들은 변혁의 시점들이다. 우리는 세계의 모든 사람이 서로 연결되는 시점에 가까워지고 있다”고 말했다. 

대스트말치는 이어 “분산 기술의 발달은 중앙의 권위의 필요를 배제하며 오픈 네트워크를 가능하게 할 것이다. DTR은 이 혁명을 지원하기 위해 설립되었고, 그런 맥락에서 유닛-이가 출시되는 것이다”고 말했다. ciokr@idg.co.kr
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