SegWit가 비트코인의 거래 용량과 보안을 향상시키는 방법

비트코인(BTC)은 선구적인 암호화폐로서, 더 빠르고 저렴하며 안전한 거래를 위해 지속적으로 발전해 왔습니다. 최근 몇 년간 가장 영향력 있는 업그레이드 중 하나는 2017년에 도입된 세그리게이트드 위트니스(SegWit)입니다. 이 프로토콜 업그레이드는 두 가지 핵심 문제를 해결하는 데 초점을 맞추었습니다: 거래 용량 증가와 거래 가변성(malleability) 수정입니다. SegWit이 이러한 개선을 어떻게 이루었는지 이해하는 것은 비트코인의 지속적인 개발과 미래 확장성 솔루션에 대한 통찰력을 제공합니다.

SegWit란 무엇이며 왜 도입되었나요?

SegWit는 "Segregated Witness"의 약자로, 블록 내에서 디지털 서명(위치 데이터)을 거래 데이터와 분리하는 기술적 용어입니다. 원래 비트코인 블록 크기는 1메가바이트(MB)로 제한되어 있어, 처리할 수 있는 거래 수에 한계가 있었습니다. 높은 수요 시기에는 이 제한으로 인해 네트워크 혼잡, 확인 시간 지연, 수수료 상승이 발생했습니다.

또한, 비트코인 스크립팅 시스템은 트랜잭션 가변성이라는 보안 결함에 취약했습니다—악의적 행위자가 트랜잭션을 방송한 후 일부 내용을 변경하되 유효성을 유지하여 트랜잭션 ID(TXID)를 변경할 수 있는 공격 방식입니다. 이 취약점은 라이트닝 네트워크(Lightning Network)와 같은 2차 계층 솔루션이 신뢰할 수 없는 상태에서 작동하는 데 장애물이 되기도 했습니다.

SegWit's 주요 목표는 두 가지였습니다: 네트워크 용량을 효과적으로 확장하여 더 많은 거래를 처리 가능하게 하고, 동시에 가변성과 관련된 취약점을 제거하는 것이었습니다.

SegWit가 어떻게 거래 용량을 늘릴까요?

SegWit 구현의 핵심 장점 중 하나는 근본적인 1MB 한도를 직접 변경하지 않으면서도 비트코인 블록의 실질적 크기 제한을 크게 높일 수 있다는 점입니다. 디지털 서명(위 witnesses)을 주거래 데이터와 분리함으로써, 블록 내에 더 많은 거래를 포함시킬 수 있습니다.

이 분리는 약 4배 정도의 용량 증대를 가능하게 합니다; 전통적인 블록은 약 1MB로 제한되어 있지만, SegWIT 활성화 시 효율적 압축 기법 덕분에 witness-비포함 데이터를 최대 약 4MB까지 담을 수 있습니다. 실질적으로:

• 더 많은 거래 포함: 증가된 용량 덕분에 채굴자는 한 블록당 더 많은 트랜잭션을 포함시킬 수 있습니다.
• 혼잡 완화: 처리 속도가 빨라지고 전체 네트워크 혼잡도가 낮아집니다.
• 수수료 절감: 공급이 증가하면서 사용자들이 경쟁해야 하는 공간 확보 경쟁이 줄어들어 평균 트랜잭션 비용이 낮아집니다.

이는 바쁜 시간대에도 사용자들이 빠르고 저렴하게 이용할 수 있도록 하여 일상 사용자의 경험을 개선하고 대중화를 촉진합니다.

SegWit가 어떻게 트랜잭션 가변성을 해결하나요?

거래 가변성 문제는 개발자들이 결제 채널이나 라이트닝 네트워크 같은 2차 계층 확장 솔루션 구축 시 큰 장애물로 작용했습니다:

• 공격자는 방송 후 일부 서명 또는 필수적이지 않은 부분들을 수정하여 TXID를 변경할 수 있었습니다.
• 이는 이후 결제 정산이나 참조 과정에서 TXID 불일치를 야기했고 신뢰 기반 없는 스마트 계약 구현도 어렵게 만들었습니다.

SegWit 설계는 모든 witness 데이터를 트랜잭션 본문 외부로 이동시켜 TXID 계산 대상에서 제외함으로써 이 문제를 해결합니다:

• 악의적 행위자가 서명을 임의로 조작하려면 자신의 witness 데이터를 변경해야 하며,
• 그러면 TXID 역시 달라지게 되어 무효화됩니다.

결과적으로 이 수정은 보안을 크게 강화하며, 방송 후에도 송금 식별자를 조작하지 못하도록 막아줍니다—신뢰 없는 스마트 계약 및 오프체인 결제 채널 구축에 필수적인 기능입니다.

구현 세부 사항 및 채택 현황

SegWit 도입은 기존 노드와 호환되는 소프트 포크 방식을 통해 진행되었습니다—즉 기존 체인을 분리하지 않고 새로운 규칙만 추가하는 방식입니다. 활성화 날짜는 2017년 8월 1일이며 이후:

• 대부분 주요 지갑과 교환소들이 SegWIT 지원 주소를 도입하였고,
• 최근 몇 년간 일일 비트코인 거래 중 상당수가 SegWIT 기반 주소를 사용하기 시작했으며 일부 경우 전체 활동의 절반 이상 차지하기도 했습니다(2023년 초 기준).

초기에는 호환성 문제나 느린 채택 속도 등 어려움도 있었지만 커뮤니티 대부분은 즉각적인 혜택뿐 아니라 향후 확장성을 위한 토대를 마련한다는 점에서 적극 받아들였습니다.

Capacity Beyond: 세그윗이 열어주는 제2계층 솔루션

단순히 용량 증가는 중요하지만 장기적 확장성 요구 사항 모두 충족하지 못합니다:

라이트닝 네트워크

초경쟁 상태에서도 거의 즉시 미세결제를 가능케 하는 오프체인 제2계층 프로토콜이며 Bitcoin 자체 보안 기능 활용

사이드체인 & 스테이트 채널

별도의 체인을 만들어 메인넷과 안전하게 연결하며 Cross-chain 통신 프로토콜 활용—세그윗 등 업그레이드를 통해 강화된 기능 기반

이러한 발전들은 온라인 쇼핑 작은 결제부터 IoT 기기 간 지불까지 다양한 일상 사용 사례에 적합한 확장 가능한 마이크로페이를 목표로 하며 탈중앙화를 유지하고자 합니다.

영향력 및 미래 전망

2017년 활성화 이후 광범위한 채택은 세그윗 같은 프로토콜 업그레이드가 책임감 있게 블록체인을 진화시키면서 탈중앙성과 보안 기준 손상 없이 혁신할 방법임을 보여줍니다. 성공 사례들은 프라이버시 강화를 위한 Taproot 등 추가 기술 발전으로 이어졌으며,

전 세계 사용자들의 암호화폐 활용도가 계속 높아지는 가운데 이러한 인프라 확대 필요성이 더욱 부각되고 있습니다. 세그윗 같은 기술들은 단순히 기술적 성취 그 이상으로서 커뮤니티 중심 업그레이드 방식이 얼마나 효과적으로 블록체인을 적응시키고 발전시킬지를 보여주는 좋은 예라고 할 수 있습니다.

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