[이더리움][Ethereum] Bridge

근상·2024년 12월 24일

Bridge ethereum 브릿지 이더리움

Bridge는 간단히 서로 다른 블록체인간의 통신이다.

실제 블록체인 생태계를 보면,
많은 성능의 확장성 문제가 존재하기 때문에

Layer2라는 개념이 나오게 됐는데,
이는 Longest Blockchain 아래 새로운 블록체인이다.

이것은 독립적이 아니라 기존 블록체인과 서로 연결돼서
층층이 케이크를 쌓는듯한 형태로 존재한다.

기존 블록체인의 보안성을 그대로 유지하면서
확장성을 가질 수 있는 형태다.

이 Bridge의 동작 방식을 알아보자

Bridge

Layer2뿐만 아니라 일반적으로 블록체인이 서로 독립적으로 존재할 때
떨어진 블록체인 간에 Bridge를 통해 자산 이동이 가능하다.

이것이 필요한 이유로
블록체인 네트워크는 서로 연결되어있는 형태가 아니라 분리돼있기 때문이다.

네트워크 분리가 Hard Fork로 인해 발생하는 것처럼
커뮤니티에 동의를 하는 Peer들이 모여 운영을하는 것이 그 블록체인 네트워크이기 때문에
서로 동의하지 않는 노드들간에 Network 분리가 발생할 수밖에 없다.

그래서 Ethereum이나 Ethereum Classic은 서로 동일한 기능을 하고 있지만
서로 동의하지 않는 상황에 대해 합의를 못했기 때문에 네트워크가 분리됐다.

대표적인 BTC 조차도 ETH과 네트워크가 분리돼서 따로 공부해야 한다.

네트워크 자체가 분리돼 있는 이유는 다른 네트워크 자산이
위변조 여부 판단을 서로 다른 블록체인에서 불가능하기 때문이다.
BTC는 utxo기반으로 처리하는 반면, ETH는 state기반으로 위변조 여부를 판단한다.

ETH에서 BTC전송 데이터가 들어왔을 때 이 utxo가 정상인지 판단 할
근거가 없기 때문에 이중지불인지 위변조인지를 확인할 수 없다.
그래서 기존에 네트워크 자산이동이 불가능 했다.

블록체인들이 많아지고 원하는 서비스들이 서로 다른 형태를 띠다 보니까
확장성이 조금 떨어진다.

이런 문제를 해결하기 위해 Bridge를 통한 블록체인간의 자산이동이 등장해다.
이를 통해 BTC를 ETH로 옮겨 Defi 서비스를 이용할 수 있게 됐다.

현재의 경우 BTC를 ETH로 옮기고 WBTC 발행이 가능해지고

Terra 네트워크와 Ethereum 네트워크 사이에서
ERC-20토큰이 테라에 있는 기축화폐인 USDT로 변환이 가능하게 된다.

위 자료는,
BTC를 받아 WBTC로 변환하고 이를 Defi서비스
Uniswap을 통해 USDT로 변환한다.
이를 Terra Network 이동시킨 후
Anchor Protocol에 참여할 수 있게 된다.

이는 Bridge 등장 후 가능해진 활동이다.

Bridge 동작 방식

두 가지 방식이 존재한다.
Lock and Mint 그리고 유동성 방식이 있다.

전자는, 이동 전 네트워크에서 자산을 Smart Contract에 보관하고
해당하는 금액만큼 자산을 이동하려는 네트워크 상에 신규 발행한다.

이 유저가 Smart Contract에 어떤 네트워크, 어떤 주소로
자산을 이동시키고 싶다고 보내고 싶은 만큼의 자산을 포함해 전달한다.

위 자료처럼 ETH를 보내면서 Smart Contract TX데이터에
내가 보내려는 네트워크 주소, 거기서 받을 내 주소 입력을 한다.

그렇다면 이를 처리해줄 중개자나 중앙 기관이 있는데,
이 사용자가 Tx에 Event를 받게 되고 이 중개자가
다른 네트워크에 가서 Smart Contract를 호출한다.(Mint)

그러면 받은 주소와 금액만큼 유저가 지정한 주소에
원하는 코인이 발행되는 형태다.

후자는, Uniswap에서 했던 거래 방식과 동일하다고 보면 된다.

Uniswap같은 경우 유동성 pool에 많은 유저들이 토큰을 미리 넣어두고
어떤 사용자가 교환을 요청하면 pool에 있는 코인을 꺼내 전달을 하는 방식이다.

이 Bridge방식에서도 동일한 방식을 사용한다.
이더리움 네트워크에도 pool이 있고, terra 또한 있다.

이 두가지 방식 모두 중개자가 존재한다.

전자는, lock을 통해 사용하지 못하도록 잠근 후 다시 찾을 때
해당금액 입금을 통해 획득한다.

후자는, pool자체가 사용자 구분없이 저장된 형태이기 때문에
보다 자유롭게 자산을 이동할 수 있는 형태를 지닌다.

Atomic Swap

Bride의 개념이 나온 기술이 있다.

2013에도 여러 가지 코인(Ripple, Light Coin 등)이 존재했기 때문에
이 당시에도 비슷한 요구사항이 있었다.

이 대표적인 기술이 Atomic Swap이다.

2013년 Tier Nolan이 별개 네트워크의 자산을 교환하는
기술 아이디어를 처음 제시했다.

2014년 개인간의 Atomic Swap이 이뤄졌다.

2017년 Light Coin과 BTC간 Atomic Swap이 가능해졌다.

이 기술이 어떻게 이뤄지냐면,
Light Coin 또한 utxo방식을 사용하고
이 모두 Smart Contract 기능이 없기 때문에 어떤 자산을 묶을 수 없다.

그래서 Time Lock, Hash Lock방식을 사용한다.
이 경우 BTC에 서명 검증을 할 때
해시하는 값을 Script안에 해시를 하고 하는 OP_CODE를 호출할 수 있는데
그런 기능들을 활용했다고 보면 된다.

먼저, Secret이라고 하는 비밀 값을 통해 Hash Lock(K)을 생성한다.

Tx를 생성하는데, 일정 기간 동안 이 코인을 사용할 수 없는
Time Lock을 걸고 이 값과 비밀번호를 Hash한 값을 Tx에 포함한다.

자료에는 ETH로 나와 있지만 실은 Light Coin으로
본인만 아는 비밀번호를 포함한 Hash Lock 을 전달한다.

이 사용자 또한 받은 Hash Lock을 통해
Time Lock과 Hash Lock을 생성한다.

서로의 Tx를 교환하고
잠금을 풀어야한다.

이 비밀번호 K값을 알면 Hash lock을 풀 수 있다.

그러면 서로 Secret값을 전달하고 각자 Tx를
K값을 통해 Unlock한다.

이 경우 Hash Lock, Time Lock을 모두 하는 이유가
전송 과정에서 Time Lock이 안 걸렸있으면 먼저 아는 비밀번호로
풀 수 있기 때문에 Time lock 또한 사용한다.

WBTC

이 포스트의 Wrapped ETH에서 언급한 적이 있다.

BTC를 한 번 더 감싼 WBTC처리 방법에 대해 알아보자

가장 먼저, 이를 발행하는 이유가
WETH에서와 마찬가지로 Defi 자산이 ERC-20기반으로 Contract가 이뤄져있어
변환을 해야 Defi 서비스 이용이 원활하다.

WBTC로 변환하면 이더리움 네트워크에서 BTC의 가치를 그대로 이용하면서
이를 담보로 Leverage 투자가 가능하다.

기존의 Bitcoin Network에서 BTC만 갖고 있으면
수익을 얻지 못하지만 이를 Ethereum Network로 옮겨서
WBTC로 변환해 이자 농사를 진행해 돈을 벌 수 있다.

BTC자체가 Smart Contract가 없기 때문에 중앙화된 기관을 통해
Mint를 진행한다.

IBC

이 방식은 조금 더 넓은 부분에서 볼 수 있는 블록체인간의 Bridge다.

기존의 Bridge는 Smart Contract를 통해
1:1의 블록체인 통신밖에 되지 않았다.
그리고 새로운 블록체인이 나와도 통신할 방법들이 불편했다.

하지만 Inter-Blockchain Protocol(IBC)의 프로토콜 방식으로 등장했다.
이 경우, Cosmos블록체인에서 동작하는 프로토콜이다.

이는 말 그대로 우주를 의미한다.
처음에 나왔던 여기서는 inter-planetary comunication이라고 보통 얘기를 했는데
행성간의 통신이 가능하게 한다를 의미하기 때문에 행성이 블록체인임을 의미한다.
서로 다른 블록체인 네트워크간의 통신을 원할하게 해줄 프로토콜을 개발했다.

Lock and Mint 방식을 동일하게 사용하는데
기존의 Smart Contract방식이 아니라 IBC상에서 이뤄져
네트워크간 자산 이동이 보다 원활하게 이뤄지게 할 수 있다.

기존의 Smart Contract의 경우 각각의 네트워크에서 보안이 이뤄지고
중개자에 대해서는 신뢰를 갖고 진행이 됐다면
IBC는 Cosmos Network의 PBFT 알고리즘을 통해 자산의 이동이 보장된다.