광 네트워크: CKB 기반 공용 라이트닝 네트워크

개요

파이버 네트워크는 빠르고 저렴한 비용으로 탈중앙화된 다중 통화 지원과 RGB++ 자산에 대한 P2P 거래를 제공하는 Nervos CKB 및 오프체인 채널에 구축된 차세대 퍼블릭 라이트닝 네트워크입니다.

배경

배경

< span mpa-is-content="t">블록체인 기술의 발전과 과제

블록체인 기술은 비트코인 도입 이후 급속도로 발전해왔습니다. 초기 간편 결제 기능에서 스마트 컨트랙트, 탈중앙화 금융(DeFi), 비동일 토큰(NFT) 등 다양한 애플리케이션으로 점차 확장되었습니다. 블록체인 기술은 보안, 투명성, 탈중앙화 측면에서 상당한 장점을 가지고 있지만, 확장성과 거래 속도 측면에서 많은 도전에 직면해 있습니다.

1. 확장성 문제: 비트코인이나 이더리움과 같은 기존 블록체인은 거래 처리량에서 심각한 병목현상이 발생합니다. 비트코인의 네트워크는 블록 크기 제한과 10분의 블록 생성 시간으로 인해 초당 약 7건의 거래만 처리할 수 있으며, 이더리움 역시 개선에도 불구하고 기존 결제 네트워크보다 초당 거래 처리 능력이 훨씬 떨어집니다.

2. 높은 거래 수수료: 네트워크 혼잡도가 증가함에 따라 거래 수수료가 크게 상승했습니다. 예를 들어, 이더넷 네트워크의 피크 시간대 가스 수수료는 거래 금액 자체보다 높을 수 있으며, 이는 사용자 경험에 심각한 영향을 미치고 소액 결제의 실행 가능성을 떨어뜨립니다.

3. 긴 거래 확인 시간: 기존 블록체인 네트워크에서는 거래가 최종 확정되기 전에 여러 블록이 확인될 때까지 기다려야 합니다. 이 과정은 몇 분에서 몇 시간이 걸릴 수 있으며 즉시 결제 시나리오에는 적용되지 않습니다.

Nervos CKB는 성능과 확인 시간을 개선하는 동시에 소액 결제와 즉시 결제를 위해 거래 속도를 더욱 개선하고 거래 비용을 줄여야 합니다.

라이트닝 네트워크 계시

라이트닝 네트워크("라이트닝 네트워크")는 최초로 출시된 비트코인 네트워크입니다. 라이트닝 네트워크)는 비트코인 네트워크의 2계층 확장 솔루션으로, 오프체인 거래 및 결제 채널 기술을 통해 빠르고 저렴한 소액 결제를 성공적으로 구현했습니다. 라이트닝 네트워크의 핵심 개념은 다음과 같습니다:

1. 결제 채널: 사용자가 온체인 결제 채널을 생성하고 채널이 열리면 양 당사자는 무제한 오프체인 거래를 수행할 수 있으며, 온체인 결제는 채널이 닫힐 때만 이루어집니다. 이는 온체인 트랜잭션의 수를 크게 줄이고, 트랜잭션 속도를 개선하며, 트랜잭션 비용을 절감합니다.

2. 해시 타임 잠금 계약(HTLC): 라이트닝 네트워크는 HTLC 기술을 통해 안전한 자금 전송을 보장하고 거래 상대방 위험을 방지합니다. 오프체인 트랜잭션이 실패하더라도 사용자는 온체인 컨트랙트를 통해 자금 보안을 확보할 수 있습니다.

3. 라우팅 메커니즘: 라이트닝 네트워크는 멀티홉 라우팅을 사용하여 사용자가 수취인에게 직접 채널을 열지 않고도 결제를 할 수 있어 네트워크의 유연성과 가용성을 높입니다.

Nervos CKB의 장점

Nervos CKB는 다목적성과 보안에 중점을 둔 블록체인 플랫폼입니다. 고유한 설계로 블록체인 확장성과 상호운용성 문제를 해결하는 데 뚜렷한 이점을 제공합니다.

1. 합의 메커니즘: NC-Max[1]를 기반으로 하며 합의 프로토콜을 결합한 네트워크 보안과 리소스 활용의 효율성을 보장하기 위한 작업증명(PoW) 및 상태 임대 메커니즘을 결합합니다.

2. 강력한 스마트 컨트랙트 모델: CKB의 고유한 셀 모델과 RISC-V 명령어 집합 가상 머신은 UTXO 모델의 기능을 크게 향상시켜 튜링 완전 스마트 컨트랙트를 지원할 뿐만 아니라 계정 추상화, 컨약 및 기타 기능을 쉽게 구현하여 분산화된 애플리케이션의 보다 유연하고 효율적인 사용을 제공합니다. 이는 탈중앙화 애플리케이션에 보다 유연한 프로그래밍과 더 나은 상호운용성 및 확장성을 제공합니다.

3. 경제 모델: CKB의 경제 모델은 네트워크 자원의 장기 보유와 합리적 사용을 장려하여 탈중앙화 애플리케이션, 개발자, 사용자에게 안전하고 지속 가능한 탈중앙화 생태계를 제공합니다.

파이버 네트워크 프로젝트의 중요성

Nervos CKB에 오프체인 채널을 구축함으로써 파이버 네트워크의 성공과 CKB의 기술적 장점을 결합하여 빠르고 저렴하며 탈중앙화된 다중 자산 실시간 결제 교환 네트워크를 구축하고자 합니다. 구체적으로:

1. 확장성 문제 해결: 오프체인 결제 채널과 멀티홉 라우팅 기술을 통해 파이버 네트워크는 대규모 사용자들의 요구를 충족시킬 수 있는 높은 처리량의 거래 처리를 달성할 수 있습니다.

2. 확장성 문제 해결.

3. 거래 비용 절감: 온체인 거래 빈도를 줄이면 사용자의 거래 비용이 줄어들어 소액 결제를 실현 가능하고 효율적으로 만들 수 있습니다.

4. 거래 속도 향상: 오프체인 거래의 즉각적인 확인을 통해 다양한 즉시 결제 시나리오에 적용할 수 있는 2단계 결제 확인 환경을 구현합니다.

5. 다중 자산 지원: 여러 디지털 자산의 결제를 지원하여 사용자에게 더 다양한 결제 옵션을 제공합니다.

6. 네트워크 상호운용성: 크로스체인 결제 및 자산 전송을 위해 비트코인 라이트닝 네트워크와의 상호운용성을 지원합니다.

건축 설계

전체 아키텍처

전체 아키텍처에는 다음과 같은 핵심 모듈이 포함됩니다:

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• 멀티 홉 라우팅

• 워치타워 서비스

• 워치타워 서비스

• 멀티 홉 라우팅

• 멀티 홉 라우팅

오프체인 결제 채널

오프체인 결제 채널은 파이버 네트워크의 핵심입니다. 파이버 네트워크의 핵심으로, 채널이 닫힐 때만 온체인 결제를 통해 여러 개의 오프체인 거래를 가능하게 합니다. 이 메커니즘은 온체인 트랜잭션 수를 크게 줄이고, 트랜잭션 속도를 높이며, 트랜잭션 비용을 절감합니다.

일반적인 워크플로우는 다음과 같습니다:

1. 채널 생성: 두 사용자가 체인에 결제 채널을 생성하고 일정 수의 CKB 또는 RGB++를 잠근 다음 채널을 생성합니다. CKB 또는 RGB++ 자산의 개수입니다.

2. 오프체인 트랜잭션: 채널이 열려 있는 동안 양 당사자는 원하는 만큼 오프체인 트랜잭션을 수행할 수 있으며, 각 트랜잭션은 채널의 상태를 업데이트하지만 체인에 즉시 브로드캐스트될 필요는 없습니다.

3. 채널 폐쇄: 어느 한쪽 당사자가 채널을 폐쇄하기로 결정하면 결제를 위해 최종 채널 상태가 체인에 브로드캐스트되어 양 당사자의 최종 잔액을 확인할 수 있습니다.

특정 메시지 상호 작용 형식은 파이버 네트워크 P2P 메시지 프로토콜[2]에서 확인할 수 있습니다.

온체인 컨트랙트

현재 당사는 오프체인 거래를 보호하고 라이트닝 네트워크와 호환하기 위해 해시 시간 잠금 컨트랙트(HTLC)를 사용합니다. 이는 거래 상대방 위험을 방지하고 오프체인 트랜잭션이 실패하더라도 사용자는 온체인 컨트랙트에 의해 보호받을 수 있도록 보장합니다.

일반적인 워크플로우는 다음과 같습니다:

1. 거래 개시: 결제 개시자가 해시 잠금과 시간으로 트랜잭션을 생성합니다.

2. 해시 유효성 검사: 결제 수취인이 지정된 시간 내에 올바른 해시 이미지를 제공해야 거래 잠금이 해제되고 자금 이체가 완료될 수 있습니다.

3. 시간 경과 후 환불: 수취인이 지정된 시간 내에 올바른 해시 이미지를 제공하지 못하면 거래가 자동으로 잠금 해제되고 결제 개시자에게 환불됩니다.

CKB의 튜링 완성도를 통해 보다 유연하고 안전한 온체인 컨트랙트를 구현할 수 있습니다. 이는 버전 번호 기반 해지와 더욱 안전한 포인트 타임 잠금 컨트랙트로 더욱 확장될 예정입니다.

멀티홉 라우팅

멀티홉 라우팅

멀티홉 라우팅

멀티홉 라우팅 기술을 사용하면 상대방과 직접 결제 채널을 설정하지 않고도 여러 중간 노드를 통해 결제를 완료할 수 있습니다. 이 메커니즘은 네트워크의 유연성과 도달 범위를 향상시킵니다.

워크플로:

1. 경로 발견: 결제 개시자는 라우팅 모듈을 통해 자신에서 결제 수취인까지 최적의 경로를 발견합니다. 라우팅 모듈을 통해 자신으로부터 결제 수취인까지 최적의 경로를 발견합니다.

2. 경로 잠금: 경로의 각 노드는 자금의 안전한 전송을 보장하기 위해 해당 HTLC 컨트랙트를 생성합니다.

3. 결제 완료: 결제 수취인이 HTLC 잠금을 해제하고 자금이 경로의 각 노드로 이체됩니다.

또한, 라이트닝 네트워크와의 상호운용성을 지원하는 크로스체인 허브 서비스를 통해 HTLC 컨트랙트를 사용하여 크로스체인 결제를 실현할 수 있습니다(결제 채널 참조). HTLC를 사용한 크로스체인 프로토콜[3]

모니터링 서비스

모니터링 서비스는 파이버 네트워크의 중요한 부분으로, 체인 내 결제 채널의 상태를 모니터링하여 채널의 보안과 자금의 안전을 보장하는 역할을 담당합니다. 기능과 역할은 다음과 같습니다:

1. 채널 모니터링: 채널 생성, 업데이트, 폐쇄 과정을 포함한 모든 참여 사용자의 결제 채널 상태를 실시간으로 모니터링합니다.

2. 이상 행위 탐지: 악의적인 사용자가 이전 상태에서 채널을 폐쇄하거나 이중 플러시 공격을 시도하는 등 채널의 비정상적인 활동을 탐지합니다.

3. 사전 대응: 이상 징후가 감지되면 적시에 최신 채널 상태를 블록체인 네트워크에 브로드캐스트하여 악의적인 행동으로 인한 자금 손실을 방지합니다.

현재 진행 상황 및 계획

두 노드 간의 채널 생성, 업데이트, 폐쇄의 기본 기능을 구현하고 비트코인 라이트닝 네트워크와의 교차 체인 기능을 검증하는 파이버 네트워크의 프로토타입을 완성했습니다. 프로젝트 코드는 다음 두 GitHub 리포지토리에서 찾을 수 있습니다:

• https://github.com/nervosnetwork/fiber

• https://github.com/nervosnetwork/fiber-scripts

https://github.com/nervosnetwork/fiber-scripts

다음 작업 계획은 멀티홉 라우팅 및 모니터링 서비스를 완성하고 더 많은 개발자들이 파이버 네트워크에 쉽게 접근할 수 있도록 RPC 인터페이스와 SDK를 개선하는 것입니다.

멀티홉 라우팅 프로토콜은 Dijkstra의 검색 알고리즘을 기반으로 합니다. 멀티홉 라우팅 프로토콜은 결제 경로를 검색하는 Dijkstra의 알고리즘을 기반으로 하며, 라우팅 비용을 줄이고 멀티홉 경로 결제의 성공률을 향상시킵니다. 파이버 네트워크가 가동된 후에는 네트워크 트래픽과 운영 조건에 따라 라우팅 알고리즘을 최적화하고 사용자의 다양한 라우팅 선호도와 요구에 맞게 2~3개의 경로 검색 전략을 제공할 예정이며, 파이버 네트워크는 또한 결제 성공 확률을 더욱 높이기 위해 큰 결제 금액을 여러 부분으로 나누어 각각 다른 경로로 전달하는 다중 경로 결제 전략을 도입할 것입니다. 성공 확률을 더욱 높일 수 있습니다.

모니터링 서비스는 파이버 네트워크의 여러 노드에서 온라인 상태를 유지하고 네트워크의 이상 징후를 감시하며 채널의 자산을 보호하는 데 도움을 주는 서비스를 제공할 것입니다. 모니터링 서비스는 또한 크로스 체인 허브 서비스를 추적하여 사용자가 일정 시간 동안 오프라인 상태일지라도 라이트닝 네트워크와의 교환이 성공적으로 이루어지도록 보장합니다.

또한, 사용자 결제 정보의 보안과 프라이버시를 보호하기 위해 CKB의 프로그래밍 기능을 활용한 프라이버시 보호 알고리즘을 구현하고 이를 기반으로 라우팅 알고리즘과 모니터링 서비스를 최적화하는 등 파이버 네트워크에 더 많은 기능을 추가하는 것을 검토하고 있습니다.