프로찍먹러

참 오랜만에 글을 쓴다.... 분발하자

1. CEX란?

• Centralized Exchange로 "중앙화거래소"를 의미한다
• 우리가 많이 사용하는 업비트, 빗썸, 코인원과 같은 거래소

CEX의 장점

• 암호화폐에 대해 잘 몰라도 쉽게 접근할 수있는 낮은 진입장벽
• 거래 처리속도가 빠르다
• 개인키를 거래소가 알아서 관리해준다
• 거래량이 많다

CEX의 단점

• 중앙 서버가 공격 당아혐 우리의 자산이 위험하다
• 가두리 펌핑

CEX(중앙화 거래소)에서 코인을 사면 어떤 일이 벌어질까? 실제로 트랜잭션이 발생할까?

코인을 나의 소유로 만든다는 것은 블록체인 네트워크 상에서 나의 거래 트랜잭션이 기록되고 이것이 기록된 블록이 생성됨을 의미한다.

나는 그간 아무생각없이 업비트에서 코인을 사고 팔아만 왔다. 그럼 코인을 사고 팔때마다 네트워크상에 나의 거래 기록이 기록될까?

결과는 "아니다"

조금이라도 생각해보면 당연한 결과지만 그간 아무 생각없이 침팬치마냥 매수/매도 버튼만 눌러왔기에 신선한 충격을 받았다.

코인별로 블록이 생성되는 시간도 다 다르고 소모되는 비용도 천차만별이기에 업비트에서 일어나는 모든 거래를 트랜잭션으로 기록하는 것은 너무 낭비이며 비효율이다.

하지만 이런 중앙화 거래소에서도 실제 트랜잭션이 일어나는 순간은 있다.

바로 외부 지갑으로(에서) 이동할 때 실제 트랜잭션이 발생한다.

중앙거래소에서의 코인 거래는 "원화 포인트와 가상자산 포인트간의 매매 or 교환 행위"로 이해하는 것이 일반적이라고 한다.

업비트에서 비트코인을 사고 외부 거래소 지갑(이를테면 바이낸스)로 옮기는 작업을 예시로 들어보겠다

1. 우리가 업비트에 8천만원을 입금한다. 8천만원은 업비트의 운영 법인으로 이전되고 우리는 업비트에 8천만원어치의 반환채권을 가지게 된 셈이다. 간단하게 8천만 포인트라고 해도 될 것 같다. 우리는 업비트에서 이 8천만 포인트로 비트코인 10개를 구입한다.

2. 우리가 8천만 포인트로 10비트코인을 구입했다는 기록은 업비트의 중앙서버에 기록된다.

우측의 거래소 BTC지갑은 업비트가 가지고있는 실제 비트코인이 있는 지갑이다. 이 지갑의 비트코인 수량에는 아무런 변화가 없음에 주목하라.

3. 우리는 이제 이 10비트코인을 나의 바이낸스 지갑으로 옮기고 싶어한다. 그러면 업비트의 비트코인 공용 지갑에서 업비트 개인 비트코인 지갑으로 전송이 일어나며 이 이동은 트랜잭션으로 기록된다.(트랜잭션 1회)

4. 이어서 업비트 개인 비트코인 지갑에서 외부 주소로 이동이 발생하고 이 또한 트랜잭션이 발생한다.(트랜잭션 2회)

그림은 하드웨어 개인 BTC 지갑이라고 나와있지만 아무튼 거래소 외부로의 이동임이 핵심이다.

이렇게 그림으로 살펴봤을때는 실제 트랜잭션이 총 2번 발생했다.

정말 그럴까?

마침 바이낸스 -> 업비트로 트론을 전송할 일이 있었기에 트론스캔을 통해 트랜잭션을 확인해 보았다.

1. 먼저 나의 업비트 트론지갑 주소는 다음과 같다. TTU~~~이다

2. 트론스캔을 통해 확인해보면 TAz -> TTU로 트랜잭션이 발생했음을 확인할 수 있다.

TTU는 나의 업비트 트론 지갑 주소이면 TAz는 대충 바이낸스쪽 나의 트론 지갑 주소임을 알 수 있다.

또 TTU -> TRQ로의 이동도 확인할 수 있는데 대충 나의 트론 개인지갑 -> 업비트 트론 공통지갑으로의 이동임을 추측해볼 수 있다.

바이낸스 -> 업비트 개인지갑으로 이동이 일어나고 2시간 뒤에 업비트 개인지갑 -> 업비트 공용지갑으로 트랜잭션이 일어남을 확인할 수 있다. 업비트측에서 유저 개인지갑 -> 공용지갑으로의 이동은 외부지갑에서의 이동과 상관 없이 발생하는가보다(뇌피셜)

2. DEX

• Decentralized Exchange, 즉 탈중앙화 거래소다
• 업비트, 빗썸처럼 중개자가 없다
• 모든것은 스마트 컨트랙을 통해 P2P로 진행된다
• 중앙 거래소의 기능을 스마트 컨트랙으로 대체한 것
• 모든 거래가 자동화 되어있고 모든 거래는 블록체인 상에서 진행된다
• 유니스왑, 스시스왑, 팬케이크 스왑 등이 있다

DEX 장점

• 보안적으로 CEX보다 낫다.
• 개인정보가 요구되지 않는다
• 중앙거래소에 상장되지 않은 다양한 비상장 코인들이 있다

DEX 단점

• 유동성이 필요하다
• 실시간 거래 반영이 늦다
• 고객센터가 없다 -> 모든 일을 내가 책임져야 한다
• 중앙거래소보다 진입장벽이 높다

CEX, DEX 한 줄 비교

• 집을 팔 때
• CEX는 집을 공인중개사에게 완전히 넘기고 공인중개사가 파는 것
• DEX는 공인중개사가 집을 살 사람만 찾아주고 내가 파는 것

AMM

• DEX는 CEX처럼 오더북 기반으로 거래가 체결되지 않는다
• AMM 프로그램 사용

AMM이란, 매수자와 매도자간의 거래를 이어주는 것을 탈중앙화 + 자동화 한 프로그램

AMM은 4가지 요소로 구성된다

• 토큰 페어
• 트레이더
• 가격 결정 알고리즘
• 유동성 공급자

유동성 공급자

• 두가지 토큰에 대한 유동성을 풀에 공급하는 주체
• 특정 토큰의 유동성이 없다면 거래를 할 수 없다(가격이 천정부지로 상승한다)

유동성 공급자에 대한 간단한 비유

우리가 흔히 아는 RPG게임에서 상점 시스템 상점주인으로부터 아이템을 사거나, 팔거나가 가능한 형태이다.

하지만 스카이림이라는 게임에서는 조금 다르다고 한다(이 게임을 해보진 않았다)

특이하게 상점주인이 가진 골드의 수량이 표시된다

메이플스토리에서는 우리가 아이템을 얼마나 많이 팔던 상점주인은 전부 사준다. 즉 상점 주인의 골드가 무한대였지만

스카이림은 상점주인이 가지고있는 골드가 제한되어 있기에 우리가 너무 비싼 아이템을 팔 수 없다.

이때 상점주인이 유동성 공급자의 역할을 한다고 볼 수 있다

• 상점 주인은 아이템-골드 간의 거래 기회를 준다(유동성 공급자는 A토큰-B토큰간의 거래 기회를 준다)
• 상인의 골드가 없다면 아이템을 팔 수 없다

가격결정 알고리즘

의 한 예시로 CPMM(Constant Product Market Maker)를 살펴보자

AMM 가격 결정 알고리즘의 한 종류

두 토큰 수량의 곱이 일정하게 유지되도록 가격을 경정하는 알고리즘

x와 y는 풀에 공급된 토큰의 수량이다

이더리움-오미세고 풀을 예시로 들어보자

풀에 10이더리움과 500오미세고가 들어있다(Exchange State1)

x * y = 5000이다

단순하게 생각했을때 1이더리움은 50오미세고의 가치를 가지는 것으로 보이기에 트레이더가 1이더리움을 풀에 넣는다면 50오미세고를 받게 될 것으로 예상된다

하지만 1이더리움을 넣는 순간 풀에 11개의 이더리움이 존재하므로 x * y = 5000이 유지되려면 오미세고는 454.5454...개가 되어야 한다. 따라서 트레이더는 500 - 454.5개의 오미세고를 받게된다. (약 45개) 

예상한 수량보다 적게 받은 이 상황을 슬리피지라고 부른다

참고:

블록체인에 대해 전반적인 그림을 그리기 위해 조사하며 얻은 얕은 지식입니다.

0. 코인말고 블록체인

암호화폐에 대한 글은 아니고 카카오의 블록체인 프로젝트 클레이튼으로써 클레이튼 네트워크 전반에 대해 얕게 조사해 본것을 정리하고자 한다.

이번 포스팅은 클레이튼 공식 문서에 있는 소개 동영상을 보고 정리한 내용이다.

https://ko.docs.klaytn.com/bapp/tutorials/bapp-on-baobab-video-lecture/1.-introduction

1. 다른 블록체인 플랫폼들의 약점

• Scalability(확장성)
• Finality(확정성)
• Fork(분기발생)

1. Scalability(확장성)

"얼마나 많은 일을 신속하게 처리할 수 있는지"

를 의미한다.

이때 TPS와 Block Interval의 개념이 나온다.

TPS란 Transaction Per Second로, 초당 몇개의 트랜잭션(거래)인지를 의미하고.

Block Interval은 블록 생성 주기를 의미한다.

• 비트코인은 보통 7 TPS
• 이더리움은 보통 15~20 TPS

반면,

• VISA카드는 1700 TPS를 가진다.

또 Block Interval을 보면

• 비트코인은 10분
• 이더리움은 15~20초다.

다시말해

이더리움이 20 TPS에 15초의 인터벌을 가진다면 20 * 15 = 300 transactions라는 것을 알 수 있다.

이더리움으로 우리가 송금을 한다면, 이더리움 블록이 생성이 되어야 거래가 성사되기에 15초의 대기시간이 필요하다. 물론 비트코인의 10분에 비해서 이더리움의 15초는 많이 개선된 것이긴 하지만 여전히 너무 느리다.

왜 이렇게 느리지?

기존 평범한 중앙 서버 방식에서는 큰 request가 들어올 경우 많은 서버들이 request를 나누어 병렬적으로 처리를 하기에 서버의 개수를 증가시키면 처리 속도를 늘릴 수 있었다.

하지만 블록체인 네트워크에서는 노드의 수가 아무리 많다해도 일을 분산해서 처리하는 것이 아닌 모든 노드가 모든 일을 한다. 즉, 전체 네트워크에서 가장 낮은 퍼포먼스의 노드를 기준으로 전체 네트워크의 속도가 낮아지는 하향평준화가 발생한다.

하지만,

킹레이튼은 3000 TPS와 Block Interval 1초를 가진다.

2. Finality(확정성)

FInal이란 트랜잭션이 블록에 기록되고 그 블록을 더 이상 수정할 수 없는 상태를 의미한다.

Finality는 블록이 더 이상 변경될 수 없는 상태까지 소요되는 시간을 의미한다고 할 수 있다.

이전 포스팅에서 51%공격과 컨펌의 개념에 대해 살짝 다뤘는데 그 내용인 듯 하다.

• 비트코인은 블록생성(채굴)까지 10분이 걸리고, 60분의 Finality 시간이 걸린다.(10분씩 6번의 검증)
• 이더리움은 블록생성(채굴)까지 15초갸 걸리고, 6분의 Finality 시간이 걸린다.(15초씩 25번의 검증)

즉, 내가 만약 비트코인으로 송금을 했고, 10분이 지나서 나의 거래기록이 저장된 블록이 생성되어 체인에 붙었다고 해도,

그 거래를 확정하려면 그 뒤로 5개의 블록이 더 붙어야 한다는 것이다. 그 정도로 많은 블록이 추가로 붙은 체인이어야만 메인 체인으로 인정을 해 줄수 있기 때문이다.

거꾸로 말하면 비트코인은 60분동안은 내 거래내역이 무효화 될 수 있다는 뜻.

하지만,

갓레이튼은 Finality까지 1초면 충분하다.

3. fork(분기발생)

비트코인과 이더리움은 PoW 알고리즘으로 블록 생성 노드를 결정한다.

매우 복잡한 연산을 노드들끼리 경쟁적으로 하며 먼저 문제를 푼 노드가 블록을 생성하고, 주위 노드들로 자신이 문제를 풀었다고 전파를하는 원리인데,

만약 두개의 노드가 기가막힌 타이밍으로 동시에 문제를 푼다면?

그러면 블록체인에 분기가 발생한다.

하나의 예시 상황을 보자

1. 내가 비트코인을 친구에게 전송했다.
2. 내가 전송한 거래 기록은 트랜잭션 풀에 저장된다.
3. 채굴 노드들은 트랜잭션 풀에서 거래 기록을 모으고 문제를 풀며 블록을 생성하기 위해 애쓴다.
4. 이때 기막힌 타이밍에 A노드와 B노드가 동시에 문제를 풀어냈다.
5. 따라서 A노드와 B노드는 동시에 자신이 문제를 풀었다는 사실을 주위 노드들에게 전파한다.
6. 주위 노드들은 A노드에게 전파받은 노드는 A노드가 생성한 블록을 체인에 추가하고 다시 문제를 푼다.(B노드의 경우도 마찬가지) 이때 A노드와 B노드가 동시에 생성한 블록의 내용은 동일하다. 동일한 트랜잭션을 모았으니까.
7. 그러면 현재 A노드가 생성한 #6-1블록이 체인 마지막에 붙은 줄 알고있는 노드가 있을 것이고, B노드가 생성한 #7블록이 체인 마지막에 붙은 줄 알고있는 노드가 있을 것이다.
8. 이 상태로 노드들은 다시 열심히 채굴을 하고 이번에는 어떤 C노드가 문제를 풀어내어 블록 생성 권한을 가졌다고 해보자.
9.  C노드는 B노드가 생성했던 #7블록을 마지막으로 하는 체인을 알고있는 노드라면 #7블록 뒤에 자신이 생성한 #8 블록을 붙인다. 그리고 이 사실은 모든 노드들에게 전파된다.
10. #6-1 블록을 갖고있던 노드들은 #7블록이 없기에 자신들의 체인을 포기하고 #6 - #7 - #8 체인의 형태로 다시 채굴을 시작한다.

이런 흐름으로 PoW가 작동하는데 여기서 51%공격이 발생할 수 있다.

황레이튼은 이런 위험이 있는 PoW 방식 대신 IBFT 알고리즘을 사용하여 문제를 해결했다.

https://steemit.com/kr/@kanghamin/istanbul-byzantine-fault-tolerance

2. 클레이튼의 합의 과정

참여 노드 수를 제한하여 성능을 높힌 BFT 알고리즘은 덜 분산적이고 투명성이 저하된다는 단점이 있다.

이 단점을 개선한 방식이 IBFT다. 이거에 대해선 따로 다시 공부를 해야한다...

IBFT의 경우 1명의 제안자(Proposal)과 다수의 위원회(Commit/Validator)로 구성된다.

제안자는 거버넌스 카운실(Governance Council) 노드들 중 랜덤으로 선정된 하나의 노드이며 이번 라운드는 자신이 선정다는 사실을 자신의 공개키를 통해 암호화하여 위원회 노드들에게 알린(전파한)다. (클레이튼의 블록 생성 주기를 라운드라고 한다.)

위원회 노드들의 경우도 자신이 합의 노드라는 것을 합의 노드들에게 공개키를 통해 암호화하여 알린다.

제안자는 합의 노드의 2/3의 서명을 받을 경우 블록을 생성하고 다른 위원회 노드들에게 전파한다.

3. 클레이튼 네트워크의 구조

CNN : consensus node network = 합의 노드 / 제한 노드

PNN : proxy node network = 블록을 앤드포인트 노드에게 전달하는 노드

ENN : Endpoint node network = 기타 노드 / 누구나 참여가능 노드

CN/PN/ENBootnode : 새로운 참가자의 노드를 등록하게 도와주는 노드

CNN + PNN : Core cell

출처: https://jeongbincom.tistory.com/88 [하나셋 - 프로그래머로써 살아남기]

CN노드들간의 합의 끝에 블록이 생성되고 CNN에서 PNN으로, PNN에서 EN들에게 전파된다.

왜 CN -> EN의 다이렉트 통신을 안하고 CN -> PN -> EN처럼 중간에 PN을 둘까?

위에 언급하였듯 블록체인 네트워크에서 커다란 request가 들어온다면 이 request를 여러 노드들이 분산하여 처리하는 것이 아닌 각각의 노드들이 모든 request를 처리해야한다. 따라서 네트워크의 성능은 그 네트워크에서 가장 낮은 성능의 노드에 맞춰진다.

즉, CN 노드들의 성능이 매우 중요한데, CN 노드들은 합의하는 것에만 최선을 다해도 모자란 판인데 EN들과 통신하는 것에 자원을 낭비해선 안된다. 따라서 CN 하나에 여러개의 EN을 연결하는 구조 대신, CN 하나와 여러개의 EN 사이에 PN을 두어 EN과 통신하는 측면에서 성능을 높힌것이다.

참고로 CN 노드가 되려면 

• Physical core가 40개 이상
• 256GB RAM
• 14TB 이상 저장공간
• 10G 네트워크

의 조건이 필요하다고 한다.

4. 서비스 체인

메인넷과 연결돼있고, 독립적으로 운영되는 체인이다.

• Bapp이 특별한 노드 환경에서 수행되어야 할 때
• 프라이빗 블록체인과 같이 보안 수준 맞춤형으로 설정해야 할 때
• 많은 처리량을 요구하는 서비스라서 메인넷에서 사용하기엔 비용 부담이 될 때

서비스 체인을 사용한다.

메인체인과 서비스체인간 통신은 되지만 제한된 조건 하에서 통신한다.

요약하면 서비스 체인은 독립된 서비스 공간을 구축해서 필요할때 메인넷의 신뢰를 고정 시키는 것

참고로 클레이튼의 서비스 체인에서는 트랜잭션 가스비를 안받도록 설정할 수 있다.

5. 이더리움 VS 클레이튼

이더리움

• 단일 네트워크
• PoW방식이고, 어떤 노드가 블록을 생성하게 될지 모름
• 따라서 최신 블록을 전파받기 위해서 노드는 다른 모든 노드들고 최대한 연결돼 있어야한다.

클레이튼

• 2개의 레이어를 가지는 네트워크
• 매 라운드마다 합의 노드들 중  하나가 뽑혀서 블록을 생성한다.
• 이더리움과 달리 합의 노드들 중에서 블록이 생성되기에 어떤 노드에서 생성될지 거의 알 수 있다.
• 따라서 최신 블록을 전파받기 위해서는 합의 노드들에게만 연결해 있으면 된다.
• 개발자가 Bapp을 만들고 엔드포인트 노드에 접속한다. EN -> PN -> CN
• 혹은 개발자의 Bapp 자체를 엔드포인트로 활용하여 네트워크에 접근할 수도 있다.
• 메인넷과 부분적으로 소통하며 독립된 서비스 공간을 구축할 수 있는 서비스 체인이 있다.

참고: