**라이트닝 네트워크(Lightning Network)**는 오프체인 결제 채널을 허용함으로써 비트코인 블록체인에서 더 빠르고 저렴한 거래를 가능하게 하도록 설계된 레이어 2 솔루션입니다. 이 탈중앙화 네트워크는 즉각적인 소액 결제를 촉진하고 비트코인의 확장성을 향상시키며, 이론적으로 초당 수백만에서 수십억 건의 거래를 처리할 수 있는 용량을 갖추고 있어 일상적인 사용에 더 적합하게 만듭니다. ^[1]​^[2]​

개요

라이트닝 네트워크는 블록체인상의 결제 채널을 연결하여 빠르고 저렴한 비트코인 거래를 가능하게 하는 피어 투 피어 결제 시스템입니다. 이 프로토콜은 또한 동일한 암호화 해시 함수를 공유하는 서로 다른 블록체인 간의 오프체인 아토믹 스왑을 지원하도록 설계되었습니다.

이러한 채널들은 서로 연결되어 있어, 참여자 간의 신뢰 없이도 네트워크 전체에서 결제가 가능합니다. 거래는 발신자의 노드에서 수신자까지의 경로가 필요하며, 각 노드의 유동성 가용성에 대한 가시성이 제한적이기 때문에 여러 번의 시도가 필요할 수 있습니다.

결제는 아토믹(원자성) 방식으로 이루어지며, 해시 타임락 계약(HTLC)을 사용하여 노드가 응답하지 않는 경우에도 거래의 완료 또는 실패를 보장합니다. 라우팅 노드는 신뢰할 수 있는 거래를 지원하기 위해 전략적으로 유동성을 관리함으로써 수수료를 받습니다. ^[2]​^[3]​

Lightning Labs

Elizabeth Stark과 Olaoluwa Osuntokun에 의해 설립된 Lightning Labs는 라이트닝 네트워크를 구동하는 소프트웨어를 개발하여 빠르고 저렴하며 전 세계적으로 접근 가능한 레이어 2 Bitcoin 거래를 촉진합니다. 이들의 오픈 소스이며 안전하고 확장 가능한 라이트닝 시스템은 자금 송수신 과정을 간소화합니다. 또한, Lightning Labs는 라이트닝 네트워크상에서 검증 가능하고 비수탁형(non-custodial)인 금융 서비스를 제공하여 오픈 소스 기술과 차세대 Bitcoin 기반 금융 소프트웨어를 연결합니다. ^[1]​

주요 기능

Lightning Loop

Lightning Loop는 온체인 Bitcoin 주소로의 송수신을 용이하게 함으로써 사용자가 라이트닝 채널 liquidity(유동성)를 관리할 수 있도록 지원합니다. Loop Out은 라이트닝 트랜잭션을 온체인 주소로 전송하여 인바운드 용량을 생성하며, Loop In은 온체인 Bitcoin을 라이트닝 채널로 전송하여 아웃바운드 liquidity를 추가합니다. 신뢰가 필요 없는 서브마린 스왑(submarine swaps)을 사용하는 Loop는 비수탁 방식으로 운영되어 안전하고 독립적인 거래를 가능하게 합니다. Loop Out 트랜잭션은 수수료를 최소화하기 위해 일괄 처리(batching)됩니다. Loop 서비스의 인증에는 L402가 사용되며, 이는 마카롱(Macaroons)과 라이트닝 결제 확인을 결합하여 보안 액세스를 제공합니다. ^[4]​

Lightning Pool

Lightning Pool은 라이트닝 채널 유동성(LCL)을 임대하기 위한 비수탁형 경매 플랫폼입니다. 참가자들은 비트코인 컨트랙트를 통해 보안이 유지되는 만기일이 정해진 시한부 자산으로서 유동성을 구매하거나 판매할 수 있습니다. 이러한 임대를 통해 참가자들은 인바운드 또는 아웃바운드 유동성을 확보하고 이자를 얻을 수 있습니다. 이는 비트코인 컨트랙트로 강제되므로, 만기 시까지 메이커(maker)의 자금이 잠겨 있도록 보장합니다. ^[3]​

체결된 주문은 온체인 트랜잭션에서 일괄 처리(batched)되어, 참가자들에게 라우팅 수수료 이상의 안정적인 수입원을 제공합니다. 공개 경매 방식은 시장이 유동성이 가장 필요한 곳을 신호로 알릴 수 있게 하여, 휴면 채널을 줄이고 유동성 분배를 최적화합니다. Pool은 신규 사용자가 유동성 수요에 따른 시장 주도 가격으로 필요한 비율만큼의 인바운드 자금을 확보할 수 있도록 지원합니다. ^[3]​

결제 채널

라이트닝 네트워크는 두 피어 간의 2-of-2 다중 서명 계약을 나타내는 결제 채널로 구성되며, 여기서 반복적인 비트코인 거래를 수행할 수 있습니다. 커밋먼트 트랜잭션(Commitment transaction)은 채널 내의 각 거래 업데이트를 기록하며, 어느 한 쪽이라도 최신 트랜잭션을 사용하여 일방적으로 채널을 닫고 상대방의 동의 없이 온체인에서 자금을 회수할 수 있습니다. 이 과정을 강제 종료(Force close)라고 합니다. 이 프로토콜은 위반 행위(더 높은 잔액을 얻기 위해 오래된 커밋먼트 트랜잭션을 게시하는 행위)를 방지하기 위해 페널티 시스템을 사용하며, 악의적으로 행동할 경우 위반한 당사자의 자금에 페널티가 부과됩니다. ^[5]​^[6]​

별도의 네트워크 노드인 감시탑(Watchtowers)은 비트코인 블록체인에서 특정 트랜잭션 ID를 감시하여 위반 사항을 모니터링하는 데 도움을 줍니다. 감시탑은 위반 여부를 모니터링하지만 커밋먼트 세부 정보는 볼 수 없으므로 사용자 개인정보가 유지됩니다. 위반이 감지되면 감시탑은 취소 트랜잭션(Revocation transaction)을 복호화하고 게시하여 페널티를 집행할 수 있으며, 이를 통해 공격자가 자금에 접근하는 것을 방지하고 처벌로서 채널 잔액을 몰수합니다. ^[5]​^[6]

가십 네트워크 (The Gossip Network)

라이트닝 네트워크는 노드들이 공개 채널, 라우팅 수수료, 네트워크 접속 세부 정보 등 자신에 대한 정보를 공유하기 위해 가십 네트워크를 사용합니다. 각 노드는 이 공유된 데이터를 기반으로 네트워크 그래프를 구성하여 트랜잭션 경로를 결정하지만, 일부 라우팅 노드는 이 요구 사항을 우회할 수도 있습니다. 가십 네트워크는 노드들의 빈번한 수수료 업데이트로 인해 종종 분주하며, 노드가 비활성 피어를 제거하거나 특정 업데이트를 놓칠 수 있기 때문에 네트워크 그래프에 대한 엄격한 합의는 존재하지 않습니다. 노드들은 그래프 데이터를 통해 전체 노드 수, 채널 수, 그리고 각 노드의 중심성(경로가 얼마나 자주 통과하는지를 측정하는 지표)을 포함한 네트워크 지표를 분석할 수 있습니다. 그러나 중심성이 반드시 최적의 라우팅 수수료를 의미하는 것은 아닙니다. 스팸을 방지하기 위해 노드는 최소 하나 이상의 공개 채널을 가진 노드의 가십 메시지만 전달하며, 이를 통해 비트코인 지분과 트랜잭션 수수료를 통한 참여를 보장합니다. ^[7]

경로 탐색 (Pathfinding)

라이트닝 네트워크에서 지불인은 직접적이고 저비용인 경로를 목표로 자신의 결제 경로를 선택하지만, 종종 서로 다른 수수료를 가진 여러 경로를 시도해야 할 수도 있습니다. 노드(Nodes)는 경로 탐색을 최적화하기 위해 다양한 전략을 사용할 수 있으며, 일부는 이 프로세스를 외부에 위탁하기도 합니다. 각 경로는 어니언 라우팅(Onion-encrypted)으로 암호화되므로 발신자만이 전체 경로를 알 수 있고, 중간 노드(nodes)는 이전 및 다음 채널만 볼 수 있으며, 수신자는 결제의 기원을 알지 못한 채 마지막 홉(hop)만 알게 됩니다. ^[8]​

라이트닝 프로토콜 (L402)

이전에 LSAT로 알려졌던 L402는 라이트닝 결제와 마카롱(Macaroon) 기반 인증을 결합하여 탈중앙화된 네트워크에서 안전하고 효율적인 유료 API 접근을 가능하게 하는 프로토콜입니다. 이 프로토콜을 구현하는 Aperture는 gRPC 및 REST를 위한 역방향 HTTP 프록시로 작동하며, 유료 API가 결제, 권한 부여 및 요청 처리를 분리할 수 있도록 지원합니다.

비수탁형 스왑 및 채널 유동성 서비스인 Lightning Loop와 Pool은 현재 이러한 프로세스를 처리하기 위해 Aperture를 사용하고 있습니다. 라이트닝 API 키인 L402는 마카롱과 결제 해시를 결합하여 중앙 집중식 사용자 데이터베이스 없이도 분산 시스템에서 인증 및 검증을 용이하게 합니다. L402가 유효하려면 결제 해시가 포함된 마카롱과 라이트닝 인보이스를 결제하여 얻은 프리이미지(preimage)가 필요합니다. 이를 통해 기존의 로그인 방식 없이도 측정된(metered) 기계 간 API 접근이 가능해지며, API 요청에 대한 결제 및 권한 검증이 이루어집니다. ^[9]​^[10]​

마카롱 (Macaroons)

마카롱은 분산 시스템에서 안전한 인증을 위해 설계된 베어러 토큰(bearer tokens)입니다. 마카롱은 권한 정보를 포함하며 루트 키(root key)만으로 검증이 가능하므로, 중앙 데이터베이스 조회 없이도 시스템의 복원력과 효율성을 높일 수 있습니다. 쿠키와 달리 마카롱은 제한을 두거나 안전하게 위임할 수 있어 사용자가 권한을 직접 제어할 수 있습니다. 하지만 취소가 어렵다는 단점이 있는데, 이를 위해서는 루트 키를 삭제해야 하며 이 경우 해당 키와 관련된 모든 토큰이 무효화됩니다. ^[11]​

탭루트 에셋 (Taproot Assets)

탭루트 에셋은 비트코인의 탭루트 업그레이드를 활용하는 프로토콜로, 비트코인 블록체인상에서 자산을 발행할 수 있게 하며, 이를 라이트닝 네트워크를 통해 빠르고 대량으로, 그리고 저렴한 비용으로 전송할 수 있도록 합니다. 탭루트의 고급 트리 구조와 슈노르(Schnorr) 서명을 활용함으로써, 탭루트 에셋은 프라이버시와 확장성을 강화하고 멀티홉 트랜잭션 및 광범위한 라이트닝 네트워크와의 통합을 지원합니다. 검증 비용은 분산화되어 있는데, 참여자들이 자산 데이터를 로컬 "유니버스(Universes)" 저장소에 오프체인 방식으로 저장하고, 전용 가십 레이어를 통해 확인된 제네시스 시점부터의 트랜잭션 내역을 추적하여 자산을 검증하기 때문입니다. ^[12]​^[13]​

에지 노드 (Edge Nodes)

에지 노드는 Taproot 자산과 비트코인 채널 간의 거래를 촉진하는 특수 Taproot 자산 인식 라이트닝 노드입니다. 서비스 제공자로서 운영되는 이들은 클라이언트와 프라이빗 Taproot 자산 채널을 유지하는 동시에 공용 라이트닝 네트워크에 연결된 상태를 유지합니다. 에지 노드는 자산 대 비트코인 스왑을 지원하여 Taproot 자산 지갑이 표준 라이트닝 서비스와 원활하게 상호 작용할 수 있도록 하며, 모든 라이트닝 인보이스에 대한 결제를 가능하게 합니다. 클라이언트는 Taproot-비트코인 전환에 대한 실시간 견적을 받을 수 있으며, 에지 노드는 결제의 원자적 라우팅을 통해 수수료를 받습니다. 에지 노드는 환율 변동성을 완화하기 위해 포지션을 헤지하여 자산 유형 전반에 걸쳐 안정적인 스왑을 제공할 수 있습니다. ^[14]​

Lightning Terminal

Lightning Terminal은 Lightning Labs 제품을 관리하기 위한 웹 기반 대시보드로, 노드 관찰, 채널 관리 및 유동성 솔루션을 위한 원격 인터페이스를 제공합니다. Lightning Node Connect(LNC)로 보안이 강화되어 모든 노드 데이터가 Lightning Labs로부터 비공개로 유지되는 종단 간 암호화 연결을 보장합니다. 사용자는 노드 순위, 중심성 및 성능 통계를 확인할 수 있으며, Lightning Loop를 활용하여 채널 유동성을 관리함으로써 자금을 온체인으로 이동하거나 라이트닝 채널로 입금할 수 있습니다. Lightning Pool을 통해 사용자는 채널 유동성을 사고팔 수 있으며, 주문을 추적하고 채널을 모니터링할 수 있습니다. 또한 이 터미널은 Taproot Assets 통합을 지원하여 라이트닝 네트워크를 통한 자산 전송을 가능하게 합니다. 터미널은 브라우저를 통해 접속할 수 있는 반면, 자체 호스팅 설정(litd)에는 웹 기반 추천, 결제 기능 및 트랜잭션 추적 기능이 없습니다. ^[15]

Lightning Node Connect

Lightning Node Connect (LNC)는 Tor나 NAT 뒤에 있는 경우에도 라이트닝 노드에 안전한 종단 간 암호화 연결을 가능하게 하여 원격 노드 관리를 간소화합니다. Lightning Terminal은 이 오픈소스 도구를 사용하여 브라우저나 앱을 통해 애플리케이션을 노드에 연결합니다. LNC는 LND의 gRPC 인터페이스를 기반으로 하며, 노드가 사용자 액세스를 위해 웹 프록시에 아웃바운드 연결을 생성하는 방식으로 작동합니다. 암호 인증 키 교환(PAKE)은 사용자와 노드 간의 암호화된 세션을 보장합니다. ^[16]​

LNC 시스템은 세 가지 주요 구성 요소로 이루어집니다: ^[16]​

1. Lightning Node Connect: Lightning Terminal Daemon(litd)에서 실행되며 요청, 데이터 전송 및 인증을 위한 마카롱(macaroons)을 촉진합니다.
2. Proxy (TURN): NAT 또는 방화벽 뒤에 있는 노드의 네트워크 통과를 지원하여 동기식 통신 채널을 생성합니다.
3. Application: 웹 서버를 통해 액세스되는 Lightning Terminal과 같은 애플리케이션으로, 다양한 장치에서 독립형으로 사용할 수 있는 잠재력을 가집니다.

LNC는 브라우저 확장 프로그램, 모바일 지갑 및 네트워크 탐색기를 지원하여 노드 연결 및 관리, 결제 전송 등을 수행할 수 있게 합니다. ^[16]​

파트너십

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