사토시 나카모토가 비트코인 소프트웨어를 최초로 공개한 2009년 이후 현재까지 약 10년의 세월 동안 기술의 점진적 발전과 함께 암호화페 시장은 꾸준한 성장세를 유지하고 있다. 다양한 암호화폐가 각기 새로운 기술을 내세우며 출시된 가운데, 블록체인 네트워크 진보에 결정적인 발전을 이룩한 기술을 중심으로 암호화폐의 세대가 구분되고 있다. 비트코인은 탈중앙화된 분산원장 시스템의 실현 가능성을 알리는 신호탄으로 작용하였으며, 블록체인 기술을 최초로 도입하여 암호화폐라는 새로운 통화 가치를 전 세계적으로 알렸다는 점에서 1세대 블록체인으로 인정받고 있다. 또한, 이더리움은 거래의 신뢰성을 제고하기 위한 스마트 계약과 디앱(DApp)을 통한 플랫폼 시장으로의 확장성을 근거로 세대의 구분을 야기했다고 회자되며, 대표적인 2세대 블록체인으로 인정받고 있다. 현재 3세대 블록체인은 1세대, 2세대와 함께 거론되고는 있지만, 다양한 기술적 시도에 대한 평가와 전망 또는 기대만 존재할 뿐, 이를 구분하는 명확한 기준을 제시하거나 두드러진 기술의 발전을 인정받은 프로젝트는 아직 없다. 3세대 블록체인을 꿈꾸며 개발을 진행 중인 다양한 프로젝트들이 공통적으로 주력하고자 하는 기술에는 몇 가지가 있다. 작업증명 방식이나 확장성 및 초당 거래처리 수(TPS)의 개선 등이 이에 해당하는데, 상호운용성 개발 또한 그중 하나다.

상호운용성이란 ‘서로 다른 기종이나 시스템 간의 서비스 공유나 정보교환이 자유롭게 가능한 것, 즉 서로 다른 네트워크상의 통신일지라도 통합된 시스템으로써 작용하여 일련의 처리 과정이 정확하게 실행될 수 있는 능력’을 의미한다. 기기나 네트워크의 기대 성능을 최대치로 활용하기 위해서는 서로 다른 사용자 환경에 구애받지 않고도 상호 간 정확하고 안전하게 통신이 이루어져야하기 때문에, 이는 블록체인 기술 분야뿐 아니라 앞으로 다가올 IOT 시대에서도 필수적으로 진보되어야 하는 기술이다. 그렇다면, 블록체인에서의 상호운용성은 무엇을 의미할까? 서로 다른 생태계를 가진 블록체인 간의 연결성, 서로 다른 코인 간의 교환성, 암호화폐와 은행권과의 호환성 등이 블록체인의 상호운용성에 속한다.

블록체인의 수와 디지털 자산은 빠른 속도로 증가하고 있지만, 대부분의 독립된 블록체인은 고립된 상태로 유지되어 각각의 정보들은 애초에 속한 블록체인 생태계 내에서만 수월하게 작용한다. 예를 들어, 비트코인과 이더리움 등 각각의 블록체인은 고유한 생태계와 커뮤니티, 합의 모델 및 거래방식을 갖기 때문에, 서로 원활한 정보통신이 즉각적으로 이루어지지 못한다. 비트코인 블록체인 환경에서는 이더리움 블록체인 생태계에서 일어나는 거래 정보를 시시각각 확인하는 것이 불가능하며, 비트코인으로 이더리움 네트워크의 디앱(DApp)을 바로 이용할 수 없다. 이에 블록체인 네트워크를 주시하고 있는 많은 이들과 개발자들은 기술의 한계성을 느꼈고, 인터넷상의 다양한 정보를 연결해주는 World Wide Web이나 TCP/IP와 같이 각각의 블록체인을 하나로 묶는 기술의 필요성을 제기하였다. 이에 다양한 프로젝트가 외부 중개의 필요 없이도 서로 다른 블록체인 노드 간 서비스 공유와 정보교환이 보다 쉽고 수월하게 이루어질 수 있도록, 즉 온전한 상호운용이 가능한 블록체인 생태계를 구현하고자 노력하고 있다.



상호운용성 구현을 위한 인터체인 프로젝트들이 해결책으로 제시하는 기술은 크게 두 가지의 형태를 띤다. 바로 오픈 프로토콜과 멀티체인 프레임 워크이다. 오픈 프로토콜은 서로 이질적인 블록체인 간 통신과 데이터 교환이 원활하게 가능하도록 표준화된 경로(프로토콜)를 제시한다. 모든 블록체인에 공통이 되는 언어를 지원하여 거래의 기초를 제시하는 방식이다. 다중 체인 프레임 워크는 분산 거버넌스의 계층화된 구조 아래 다양한 블록체인을 연결할 수 있는 개방형 환경을 조성한다.

블록체인 상호운용성을 위한 오픈 프로토콜을 보다 쉽게 설명하기 위해 하나의 예를 들자면, 아토믹 스왑(Atomic Swap)이 있다. 아토믹 스왑은 제3의 거래소나 중개자 없이 가능한 교차체인 분산형 에스크로 서비스로 두 개인 간 서로 신뢰할 필요 없이 직접 화폐 교환이 가능한 프로토콜을 제공한다. 아토믹 스왑은 거래의 고유번호인 해시 값을 제시하여야지만 거래가 완전히 성사되도록 하는 해쉬기능과 거래의 유효성이 유지되는 시간을 걸어두는 타임락 기능을 결합하여 ‘해쉬 타임락’ 프로토콜을 제시함으로써 전송된 거래가 둘 다 실행되거나 둘 다 실행되지 않는 것을 보장하는 메커니즘을 지원한다. 따라서 중간 거래소를 거치지 않고도 피어 투 피어(peer-to-peer) 거래가 가능해져 사용자는 시간과 비용, 그리고 해킹 위험을 줄일 수 있다. 이와 같이 오픈 프로토콜을 제공하여 각 블록체인 간의 통신을 용이하게 함으로써 상호운용성을 확보할 수 있다.

멀티체인 프레임 워크는 보다 폭넓은 상위 네트워크를 구축하고 그 아래 여러 블록체인을 두어 블록체인 간 데이터 통신 및 전송을 용이하게 하는 시스템이다. 각 블록체인이 대형 시스템의 구성요소가 되어 표준화된 생태계의 일부가 되는 형식이다. 예로, 폴카닷(Polkadot) 프로젝트가 있다. 폴카닷은 크게 릴레이 체인, 파라체인, 브릿지로 구성된다. 폴카닷 네트워크 아래 종속된 여러 파라체인은 릴레이 체인을 통해 서로 연결되며, 비트코인과 같은 독립적이고 이질적인 외부 체인은 브릿지를 통해 폴카닷 네트워크와 소통이 가능한 형태로 생태계가 구축된다. 이때, 파라체인은 동시에 릴레이 체인이 되어 다른 파라체인들을 연결하는 기능을 하기도 한다. ‘종속된 파라체인’이라는 개념은 그것의 보안성이 네트워크 차원에서 보장된다는 뜻이며, 그렇게 여러 체인이 보안을 공유하는 것이 폴카닷의 큰 특징이다. 이와 같이 하나의 표준 생태계를 기반으로 각 블록체인들이 구성요소가 되는, 멀티체인 프레임 워크를 구축함으로써 블록체인 간 상호운용성을 제고할 수 있다.

블록체인 기술의 성배로 비유되기도 하며, 네트워크 활성화에 박차를 가할 실질적인 요소라 언급되는 것이 바로 상호운용성이다. 상호운용성은 전 세계적으로 블록체인 기술과 그 위에 얹어진 디앱의 유용성 및 시장성을 인정받기 위한 주요한 요소이다. 현존하는 다양한 기업이나 기관들이 블록체인 기술을 도입하게 될 시, 이들 모두가 동일한 프로토콜을 선택하리라 기대하는 이는 아무도 없을 것이다. 그들이 채택하게 되는 플랫폼과 시스템은 천차만별일 것이며, 그에 따른 분산과 통합의 정도 또한 가지각색일 것이다. 따라서 상호운용성은 각기 다른 블록체인 네트워크가 현실 세계 모든 상호유기적인 시장구조를 그대로 반영하여 작용할 수 있도록 구현하는 핵심 기술이 될 것이다. 더 나아가, 불필요한 장벽을 허물고 서로 다른 환경의 시스템이 아무 거리낌 없이 상호작용할 수 있는 네트워크가 구축된다면 그야말로 진정한 분권화가 이루어진 생태계이지 않을까./이화여대 융합보안연구실

심두보 기자

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