소개

BitVM은 네트워크의 합의 규칙을 변경하지 않고도 튜링 완전(Turing-complete) 비트코인 계약을 가능하게 하는 획기적인 컴퓨팅 패러다임이다. 이는 비트코인에서 실행되기보다는 계산이 검증되는 낙관적 롤업과 유사한 검증 원칙에 따라 작동한다. 이 시스템은 최소한의 온체인 공간만 필요하므로 체인에 흔적을 남기지 않고 복잡한 계산을 수행할 수 있다. 온체인 실행은 분쟁 시에만 필요하다. 이 기사에서는 BitVM과 해당 아키텍처의 기능을 살펴본다.

비트코인의 기능 확장

BitVM은 서명, 시간 잠금 및 해시 잠금과 같은 기본 작업을 넘어 비트코인의 스마트 계약 기능을 확장한다. 이는 보다 표현력이 풍부한 비트코인 계약과 오프체인 계산을 위한 완전히 새로운 설계 공간을 열어준다. 체스나 포커와 같은 게임을 비트코인 네트워크에서 직접 플레이하거나 비트코인 계약의 유효성 증명을 확인할 수 있다고 상상해 보자. 이는 BitVM의 잠재적인 응용 프로그램 중 일부에 불과하다.

BitVM의 아키텍처

BitVM의 아키텍처는 기존 기술과 새로운 접근 방식의 매혹적인 조합이다. 이는 블록체인 공간에서 잘 알려진 개념인 옵티미스틱 롤업(Optimistic Rollups) 및 MATT 제안과 유사하다. 그러나 BitVM이 이러한 시스템과 다른 점은 기존 비트코인 네트워크와의 호환성이다. BitVM은 비트코인의 합의 규칙을 변경할 필요가 없다. 즉, 비트코인의 기존 인프라 내에서 작동할 수 있다. 이는 비트코인 네트워크를 방해하거나 분할하지 않고 BitVM을 구현할 수 있다는 점에서 중요한 이점이다. 본질적으로 BitVM의 아키텍처는 비트코인의 기존 인프라의 견고성과 보안과 보다 복잡하고 표현력이 풍부한 계약의 필요성 사이를 연결하는 다리로 볼 수 있다. 기존 기술의 강점을 활용하는 동시에 새로운 기능을 도입하여 혁신과 호환성 사이의 균형을 유지한다.

회로에 대한 커밋

컴퓨터 과학에서는 계산 가능한 모든 함수를 부울 회로로 표현할 수 있다. BitVM은 게이트 커밋을 구성하여 회로를 표현함으로써 이 원칙을 적용한다. 이는 모든 실행 단계가 탭리프(Tapleaf)에 커밋되는 기계의 복잡한 청사진을 만드는 것과 같다. 이러한 모든 탭리프(Tapleave)는 동일한 탭루트(Taproot) 주소로 결합되어 증명자가 회로의 모든 게이트를 실행할 수 있도록 한다.

공정한 플레이 보장

물론 공정한 플레이를 위해서는 규칙이 필요하다. 사기가 발생한 경우 검증자는 미리 서명된 일련의 거래를 사용하여 증명자의 진술에 이의를 제기할 수 있다. 한 당사자가 참여를 중단하면 일정 시간이 초과된 후 다른 당사자가 도전에서 승리하고 두 보증금을 모두 받을 수 있다. 이 메커니즘은 양 당사자가 게임에 참여하고 공정한 플레이를 하도록 장려한다.

입력 및 출력

BitVM 시스템에서 증명자는 해당 비트 약속을 공개하여 입력을 설정할 수 있다. 비트 커밋은 증명자가 선택한 값을 다른 사람에게는 숨기면서 선택한 값에 커밋할 수 있도록 하는 암호화 프로토콜이다. 이상적인 시나리오에서는 이러한 약속이 오프체인으로 공개된다. 이는 블록체인의 거래 기록인 온체인 공간을 최소화하기 위해 수행된다. 온체인 공간을 최소화하면 블록체인 네트워크의 부하가 줄어들고 확장성이 향상되므로 이점이 있다. 그러나 비협조적인 경우 검증자는 검증자가 입력 내용을 체인상에서 공개하도록 강제할 수 있다. 이를 통해 투명성이 보장되고 거래 확인이 가능해진다.

제한사항

BitVM은 간단한 NAND 회로에서 기능을 표현하는 데 효율적이지만 현재는 두 당사자로 제한된다. 그러나 양방향 채널을 갖고 라이트닝 네트워크와 유사한 네트워크를 형성하는 것이 가능할 수도 있다. 향후 연구에서는 BitVM을 라이트닝 네트워크 또는 롤업과 같은 다양한 오프체인 프로토콜과 결합하는 방법을 모색할 수 있다.

결론

BitVM은 네트워크의 합의 규칙을 변경하지 않고 튜링 완전(Turing-complete) 기능을 활성화함으로써 비트코인 계약에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 대규모 탭트리(Taptree)에서 사기 증명을 통해 프로그램 실행 검증을 허용함으로써 비트코인의 스마트 계약 기능을 확장하고 비트코인의 기존 인프라 내에서 작동한다. 독특한 아키텍처와 공정한 플레이에 대한 헌신을 통해 BitVM은 비트코인의 견고성과 보안과의 호환성을 유지하면서 표현적 계약에 대한 새로운 가능성을 열어준다. 기술이 발전함에 따라 BitVM이 어떻게 다른 오프체인 프로토콜과 통합되고 비트코인 생태계를 더욱 향상시키는지 보는 것은 흥미로울 것이다.