네트워크의 전반적인 유동성 부족
mempool의 최신 데이터에 따르면, 비트코인 라이트닝 네트워크에는 현재 12,389개의 노드와 48,000개의 결제 채널이 있으며, 전체 채널 용량은 5,311.8 비트코인(BTC)입니다.
라이트닝 네트워크는 피어 투 피어 유동성 네트워크이며, 대규모 애플리케이션을 달성하려면 노드, 채널 및 채널 용량의 상당한 증가가 필요합니다 - 수백 배 또는 수천 배까지 성장할 수 있습니다. 그렇다면 어떻게 더 많은 노드가 이 네트워크에 참여하도록 유도할 수 있을까요?
노드 설정 및 유지 관리의 장벽 낮추기
첫째, 기술적 배경이 없는 사용자도 쉽게 이러한 노드를 운영할 수 있도록 라이트닝 네트워크 노드 설정 및 유지 관리의 어려움을 낮추는 것이 중요합니다. 비트코인 생태계에서 몇몇 팀은 Umbrel의 하드웨어 박스와 같은 플러그 앤 플레이 하드웨어 장치를 소개했는데, 이는 비트코인 라이트닝 네트워크 노드를 실행할 수 있습니다. 또한 Fi5Box는 비트코인 라이트닝 네트워크뿐만 아니라 CKB의 Fiber 네트워크와 같은 다른 라이트닝 네트워크의 노드도 실행할 수 있어, 사용자에게 유지 관리가 필요 없는 노드 솔루션을 제공합니다.
인센티브 메커니즘 도입
둘째, 라이트닝 네트워크 내에서 긍정적인 피드백 루프를 촉진하기 위해 추가적인 인센티브 메커니즘을 도입하는 것이 필수적입니다. 채널을 열면 자금이 잠깁니다. 예를 들어 Alice가 라이트닝 서비스 제공자(LSP)가 되려면 100명의 개인과 채널을 열어야 하며, 채널당 1 비트코인(BTC)을 잠궈야 합니다. 이 100 비트코인(BTC)은 순환될 때만 수익을 창출할 수 있습니다. 정적으로 유지되면 수익이 발생하지 않습니다. 왜냐하면 라이트닝 네트워크 노드의 주요 수익은 거래 수수료에서 나오기 때문입니다. 수수료 구조는 "기본 수수료 + 사토시당 수수료 비율"로 계산되며, 기본 수수료는 거래 금액에 관계없이 각 거래에 대한 고정 요금이고, 수수료 비율은 사토시당 비율입니다.
mempool 데이터에 따르면, 현재 비트코인 라이트닝 네트워크의 평균 기본 수수료는 950 mSat(0.95 사토시)이며, 평균 수수료 비율은 764 ppm(0.000764 사토시/사토시)입니다. 즉, 10,000 사토시(약 0.0001 비트코인(BTC), 현재 약 $6.50) 규모의 거래에 대해 라우팅 노드는 9 사토시 미만의 수수료를 받습니다. 또한 라이트닝 네트워크의 거래량이 상대적으로 낮아 많은 거래에서 라우팅 노드가 필요하지 않습니다(즉, 두 당사자 간에 직접 결제 채널이 존재합니다). 결과적으로 많은 비트코인(BTC) 보유자는 수수료를 벌기 위해 비트코인(BTC)을 라이트닝 네트워크에 예치하기보다는 거래소에 대출하거나 새로운 프로젝트의 스테이킹/리스테이킹에 참여하는 것을 선호합니다.
라이트닝 네트워크 노드를 실행하거나 LSP가 되도록 사용자를 장려하고, 비트코인(BTC) 보유자가 보상을 위해 비트코인(BTC)을 라이트닝 네트워크에 예치하도록 동기부여할 수 있는 더 많은 인센티브 메커니즘이 도입된다면 네트워크의 유동성 부족 문제가 해결될 수 있습니다. 라이트닝 네트워크가 더 실용적이 되면 더 많은 사용자를 끌어들이고 거래량을 늘려 라우팅 노드 수수료 수입을 높일 것이며, 이는 다시 더 많은 개인이 LSP가 되도록 동기부여할 것입니다 - 결국 긍정적인 순환이 만들어질 것입니다.
현재 비트코인 생태계에서 UTXO Stack은 라이트닝 네트워크를 위한 스테이킹 레이어로 전환을 발표했으며, 분산형 스테이킹 프로토콜을 통해 유동성과 수익 모델을 강화할 것입니다. 또한 UTXO Stack은 사용자가 비트코인(BTC)을 스테이킹하도록 장려하는 토큰 인센티브 메커니즘을 도입할 것입니다. 이를 통해 라이트닝 네트워크의 결제 채널 유동성이 증가할 것입니다.
유동성 할당 문제
전반적인 유동성 부족 문제가 해결되더라도 이 유동성을 효과적으로 할당하는 것은 여전히 과제입니다.
예를 들어 Alice가 라우팅 노드 Bob을 통해 Carol에게 결제를 하는 경우를 생각해 보겠습니다. 처음에 Alice와 Carol은 각각 20,000 사토시를 가지고 있었고, Bob은 각 채널에 10,000 사토시를 가지고 있었습니다. 여러 거래 후 채널 내 자금 분포가 변경됩니다(수수료는 고려하지 않습니다). 만약 Alice가 곧 다시 Carol에게 결제해야 한다면 어떻게 해야 할까요? 이 시점에서 Bob은 더 이상 결제를 라우팅할 수 없습니다(즉, Carol과의 채널에 이전 가능한 자금이 없음). 그리고 그는 채널을 재조정해야 합니다.
이러한 상황은 라이트닝 네트워크의 라우팅 노드 사이에서 꽤 일반적입니다. 노드 운영자는 채널 간 유동성을 끊임없이 조정해야 합니다. 채널에 자금이 없으면 결제를 보낼 수 없고, 모든 자금이 한쪽에 집중되어 있으면 결제를 받을 수 없습니다.
이 예에서 한 가지 해결책은 Bob과 Carol 간 채널을 직접 닫고 새로 열어는 것입니다. 그러나 이 방법은 채널을 닫고 여는 데 온-체인 거래가 필요하므로 비트코인 마이너 수수료가 발생하여 비용 효율적이지 않습니다. 라이트닝 네트워크 설계의 본래 의도는 온-체인 작업을 최소화하고 가능한 한 많은 거래를 오프-체인으로 수행하는 것입니다. 라이트닝 네트워크에 매일 수백만 개의 채널을 열고 닫아야 한다면 비트코인 블록체인이 혼잡해지고 마이너 수수료가 급등할 것입니다.
따라서 비트코인 커뮤니티는 유동성 할당 문제를 해결하기 위해 여러 가지 혁신적인 솔루션을 제안했습니다:
서브마린 스왑
간단히 말해, 서브마린 스왑을 통해 사용자는 자신의 채널에서 스왑 서비스 제공자로 비트코인(BTC)을 보낼 수 있으며, 이 제공자는 그에 상응하는 금액의 비트코인(BTC)을 비트코인 블록체인의 수신 주소로 보냅니다. 또는 그 반대로도 가능합니다. 사용자는 블록체인에서 스왑 제공자로 비트코인(BTC)을 보내고, 제공자는 채널에서 지정된 수신 노드로 비트코인(BTC)을 보냅니다. 이 과정에는 스왑 서비스 제공자가 개입되지만 HTLC(해시 타임락 계약)를 사용하여 무신뢰성이 보장됩니다.
서브마린 스왑은 또한 PeerSwap과 같은 후속 프로토콜을 영감으로 했습니다. 이는 사용자가 채널 파트너와 직접 서브마린 스왑을 수행할 수 있게 합니다. 위의 예에서 Carol은 스왑 서비스 제공자 역할을 할 수 있습니다. Bob은 블록체인에서 Carol에게 비트코인(BTC)을 전송하고, Carol은 채널에서 Bob에게 해당 금액의 비트코인(BTC)을 지불합니다. 구체적인 단계는 다음과 같습니다:
- Bob은 비밀 값 R(사전 이미지)과 해시 H를 생성합니다.
Bob은 해시 H를 사용하여 비트코인 블록체인에 HTLC를 생성하고, 5 블록 내에 비밀 R을 공개하면 10,000 사토시를 Carol에게 지불하고, 그렇지 않으면 자금이 Bob에게 반환됩니다.
Carol은 동일한 해시 H를 사용하여 결제 채널에 HTLC를 생성하고, 4 블록 내에 비밀 R을 공개하면 10,000 사토시를 Bob에게 지불하고, 그렇지 않으면 자금이 Carol에게 반환됩니다(서비스 수수료는 고려하지 않습니다).
- Bob은 비밀 R을 사용하여 채널의 HTLC를 해제하고 10,000 사토시를 회수합니다.
Bob이 자금을 가져가면 Carol도 비밀 R을 받아 비트코인 블록체인의 HTLC를 해제하고 10,000 사토시를 얻습니다.
채널을 닫고 새로 여는 것과 비교하면 서브마린 스왑은 단 하나의 온-체인 거래만 필요하므로 더 경제적이고 무신뢰성이 있습니다.
- 스플라이싱
스플라이싱은 노드가 한 채널을 닫고 다른 채널을 단일 거래로 다시 열어 채널에 잠긴 잔액을 조정하는 온-체인 재조정 방법입니다. 노드가 더 많은 자금을 잠그면 이를 "스플라이스 인"이라고 하고, 잠긴 자금을 줄이면 "스플라이스 아웃"이라고 합니다. 이전 예에서 Bob과 Carol 간 채널은 스플라이싱을 통해 확장될 수 있습니다.
멀티 경로 결제(MPP)
멀티 경로 결제(MPP) 기술을 통해 단일 결제를 여러 부분으로 분할하여 다른 경로를 통해 동시에 전송할 수 있
