사이드체인

사이드체인, 어렵지 않아요 블록체인을 안 건드리고 확장하는 곁가지 체인

1. 사이드체인이 뭐예요?

사이드체인은 어떤 블록체인의 메인넷과 연결되어 있으면서도, 자기만의 합의 알고리즘(여러 컴퓨터가 무엇이 맞는지 서로 맞춰 보는 방법)과 블록 만드는 규칙을 따로 갖춘 독립된 블록체인이에요. 기준이 되는 원래 체인을 메인체인이라 부르고, 거기에 딸린 별도 체인을 사이드체인이라 불러요.

두 체인은 '양방향 페그(two-way peg)'라는 장치로 이어져요. 페그는 두 체인을 자산으로 묶어 주는 다리라고 보면 돼요. 사용자가 메인체인의 자산을 특정 방식으로 잠그면 사이드체인에서 그만큼의 자산이 새로 발행되고, 반대로 사이드체인의 자산을 잠그면 메인체인에서 잠겨 있던 자산이 풀리는 구조예요. 이 덕분에 자산을 양쪽 체인 사이에서 옮겨 다니게 하면서 각 체인의 서로 다른 기능을 골라 쓸 수 있어요.

사이드체인을 쓰는 가장 큰 이유는 메인체인이 직접 주지 못하는 기능이나 성능을 얻기 위해서예요. 예를 들어 처리 속도를 높이거나, 수수료를 낮추거나, 스마트 컨트랙트 같은 새 기능을 실험할 때 메인체인을 직접 고치지 않고도 사이드체인에서 시도해 볼 수 있어요.

덕분에 메인체인은 안정성과 보안을 지킨 채 그대로 두고, 변화와 실험은 사이드체인이 맡는 역할 분담이 가능해져요. 혹시 사이드체인에 문제가 생기더라도 그 위험은 사이드체인 안에만 갇히고, 메인체인의 안전에는 직접 영향을 주지 않아요.

이렇게 보면 쉬워요 · 본채(메인체인)는 그대로 두고, 새 설비는 옆에 붙인 별관(사이드체인)에서 먼저 시험해 보는 셈이에요.

2. 왜 이런 게 생겨났나요?

사이드체인이라는 아이디어는 하나의 블록체인이 모든 요구를 다 감당하기는 어렵다는 고민에서 시작됐어요. 비트코인처럼 보안과 탈중앙화(권한이 한곳에 몰리지 않고 여러 참여자에게 나뉜 상태)를 가장 앞세운 체인은, 그만큼 블록에 담을 수 있는 공간이 제한되고 새 기능을 붙이기가 어려워요.

게다가 프로토콜(체인이 돌아가는 기본 규칙) 자체를 바꾸려면 하드 포크(규칙을 크게 바꿔 체인을 갈라놓을 수도 있는 큰 변경)에 준하는 광범위한 합의가 필요하고, 잘못됐을 때의 위험도 커요.

2014년에는 메인체인의 자산을 다른 체인으로 옮겨 쓸 수 있게 하는 '페그된 사이드체인(pegged sidechains)' 개념을 정리한 백서(핵심 아이디어를 설명한 문서)가 공개되면서 이 용어가 널리 알려졌어요. 핵심은 새 코인을 처음부터 발행하는 대신, 이미 쓰이고 있는 메인체인 자산을 잠그고 그에 대응하는 자산을 별도 체인에서 쓰게 하자는 것이었어요.

이후 이 구상은 비트코인과 이더리움 생태계 양쪽에서 실제 네트워크로 만들어지며, 확장성(더 많은 거래를 감당하는 능력)과 기능 확장을 위한 대표적인 방법 중 하나로 자리 잡았어요.

3. 실제로 어떻게 움직이나요?

사이드체인이 돌아가는 방식은 크게 두 축으로 나뉘어요. 하나는 자산을 양쪽으로 오가게 하는 '양방향 페그'이고, 다른 하나는 사이드체인 스스로 블록을 만들고 검증하는 일이에요.

먼저 양방향 페그를 볼게요. 메인체인에서 사이드체인으로 자산을 옮길 때는, 먼저 메인체인의 자산을 마음대로 되찾을 수 없도록 특정 주소나 컨트랙트(약속된 조건대로 자동 실행되는 프로그램)에 잠가요. 그 잠근 사실이 확인되면 사이드체인에서 같은 가치의 자산이 새로 발행되어 사용자에게 주어져요. 반대로 돌아올 때는 사이드체인의 자산을 잠그거나 소각(없애 버림)하고, 그 증명에 따라 메인체인에 묶여 있던 원래 자산이 풀려요. 이때 전체 자산의 총량이 부풀지 않도록 '한쪽이 잠기면 다른 쪽이 풀린다'는 대응 관계를 늘 유지하는 게 핵심이에요.

다음은 독립된 합의예요. 페그로 자산이 넘어온 뒤, 사이드체인 안에서의 거래 처리와 블록 생성은 전적으로 사이드체인 자신의 규칙을 따라요. 사이드체인은 메인체인과 다른 합의 알고리즘을 쓸 수 있어서, 예를 들어 소수의 검증자만으로 빠르게 블록을 확정하거나 위임 지분증명(참여자들이 대표 검증자를 뽑아 맡기는 방식) 계열을 채택해 처리량과 확정 속도를 끌어올릴 수 있어요.

그래서 같은 자산이라도 사이드체인에서는 메인체인보다 훨씬 빠르고 저렴하게 움직이는 경우가 많아요.

4. 페그는 어떻게 만드나요?

양방향 페그를 얼마나 믿을 수 있게 만드느냐가 사이드체인의 가장 큰 숙제예요. 자산을 잠그고 발행하는 과정을 누가, 어떻게 통제하느냐에 따라 신뢰 구조가 완전히 달라지거든요. 크게 세 가지 방식이 있어요.

첫째, '연합(페더레이션) 페그'예요. 미리 정해 둔 여러 기관·검증자가 다중서명(여러 명이 함께 승인해야 실행되는 방식) 같은 걸로 자산의 잠금과 해제를 공동 관리해요. 만들기가 비교적 쉽고 처리도 빠르지만, 그 관리 집단이 서로 짜고 나쁜 짓을 하거나 해킹당하면 페그가 무너질 수 있어서 중앙화 위험이 따라와요.

둘째, '병합 채굴 기반'이에요. 메인체인 채굴자가 추가 비용 없이 사이드체인의 블록도 같이 채굴하게 해서, 메인체인의 해시레이트(채굴에 동원되는 계산 능력의 총량)를 사이드체인 보안에 끌어오는 방식이에요. 비트코인 계열 사이드체인에서 쓰여요.

셋째, '탈중앙화 페그'예요. 특정 주체에 기대지 않고 프로토콜 수준에서 잠금·발행을 검증하려는 방식으로, 누군가를 믿어야 하는 정도를 줄일 수 있지만 기술적으로 만들기가 까다로워요.

결국 편리함과 탈중앙화 사이의 균형 문제예요. 아무도 믿지 않아도 되는 완전한 페그를 만드는 일은 여전히 풀기 어려운 과제로 남아 있어요.

5. 레이어 2와는 뭐가 다른가요?

사이드체인은 레이어 2와 헷갈리기 쉽지만, 보안 모델(무엇으로 안전을 보장하느냐)이 달라요. 롤업 같은 레이어 2 기술은 거래를 자기 쪽에서 처리하더라도 그게 유효하다는 걸 결국 메인체인에 증명하고, 메인체인의 보안에 상당 부분 기대요. 즉 데이터와 검증의 최종 근거가 레이어 1(가장 밑바탕이 되는 원래 체인)에 남아요.

반면 사이드체인은 자기만의 검증자(밸리데이터, 거래가 옳은지 확인하고 블록을 확정하는 참여자)와 합의 방식으로 스스로 보안을 책임져요. 그 안전은 사이드체인 자신의 합의 구조가 얼마나 튼튼한지에 달려 있고, 메인체인은 자산 페그의 상대편일 뿐 사이드체인 안에서 오간 거래가 옳은지까지 보장해 주지는 않아요.

이 때문에 사이드체인은 레이어 2가 아니라 별도의 블록체인으로 분류되는 경우가 많아요. 실제로 여러 네트워크가 처음엔 사이드체인으로 출발했다가, 보안을 메인체인에 더 강하게 묶는 롤업·검증 구조로 바꿔 가려는 흐름도 나타나고 있어요.

6. 안전한가요?

사이드체인의 보안은 두 갈래로 나눠 볼 수 있어요.

첫째는 사이드체인 자체 합의가 얼마나 튼튼하냐예요. 사이드체인은 스스로 보안을 책임지기 때문에, 검증자 수가 적거나 특정 집단에 권한이 몰려 있으면 51% 공격(참여자의 절반 넘는 힘을 한쪽이 쥐고 거래를 뒤엎는 공격)이나 비잔틴 장애(일부 참여자가 고장 나거나 거짓말을 하는 상황)에 상대적으로 약해질 수 있어요. 같은 이유로 사이드체인의 보안 수준은 대체로 메인체인만큼 강하지는 않다고 미리 전제하는 게 일반적이에요.

둘째는 페그, 곧 두 체인을 잇는 연결부의 안전이에요. 자산이 실제로 잠겨 있어야 사이드체인에서 발행된 자산이 가치를 갖는데, 페그를 관리하는 주체가 해킹당하면 잠긴 자산이 빠져나가거나 근거 없는 발행이 일어날 수 있어요. 자산이 오가는 이 연결 지점은 공격자에게 매력적인 표적이 되고, 사이드체인의 위험은 개별 거래보다도 이 페그·브리지(체인을 잇는 다리) 구간에 몰리는 경우가 많아요.

다만 사이드체인 설계의 원래 취지대로, 이런 문제가 생겨도 위험은 원칙적으로 사이드체인 쪽에만 갇히고 메인체인 본체로 곧장 번지지는 않아요.

7. 실제 사례로는 뭐가 있나요?

대표적인 사이드체인으로는 비트코인과 연결된 리퀴드 네트워크(Liquid Network)와 루트스톡(Rootstock, RSK)이 있어요.

리퀴드 네트워크는 거래소·기관 등으로 이뤄진 연합이 운영하는 비트코인 사이드체인이에요. 거래소끼리의 빠른 결제와 자산 발행에 초점을 맞추고, 비트코인보다 빠른 결제 확정을 제공해요.

루트스톡(RSK)은 비트코인 생태계에 스마트 컨트랙트 기능을 더한 사이드체인이에요. 이더리움 가상머신(이더리움용 프로그램을 실행하는 공통 환경) 호환을 지원하고, 비트코인 채굴과의 병합 채굴로 보안을 보강해요. RSK 위에서 도는 모스코인 같은 프로젝트도 여기서 파생됐어요.

폴리곤 PoS 체인은 이더리움 계열에서 처음엔 사이드체인 형태로 시작해 낮은 수수료와 높은 처리량을 제공한 사례로 자주 언급돼요. 이더리움과 자산을 주고받으면서도 자체 검증자 집합으로 블록을 만들었어요.

이 밖에도 여러 네트워크가 특정 메인체인의 확장·기능 보완을 목적으로 사이드체인 구조를 채택해 왔어요.

8. 어디에 쓰이나요?

사이드체인은 메인체인을 건드리지 않으면서 새로운 요구를 받아 주는 창구로 쓰여요. 주요 쓰임새는 이래요.

먼저 확장성 확보예요. 메인체인이 붐빌 때 그 혼잡을 피해 거래를 싸고 빠르게 처리해요. 탈중앙화 거래소나 탈중앙화 금융 서비스처럼 거래가 잦은 응용이 대표적인 수요처예요.

다음은 기능 실험과 확장이에요. 메인체인이 지원하지 않는 스마트 컨트랙트, 자산 발행, 프라이버시 기능 같은 걸 사이드체인에서 먼저 시도해 봐요.

자산 발행과 결제에도 쓰여요. 기관끼리의 정산이나 토큰 발행처럼 빠른 확정이 필요한 업무를 사이드체인에서 처리해요.

마지막으로 상호운용성(서로 다른 체인이 자산·기능을 주고받으며 함께 어울리는 성질)이에요. 서로 다른 체인의 자산과 기능을 페그로 이어, 하나의 자산을 여러 환경에서 쓸 수 있게 해요.

이런 성격 때문에 사이드체인은 레이어 2, 브리지, 아토믹 스왑(서로 다른 체인의 자산을 중개자 없이 맞바꾸는 방식)과 함께 블록체인 확장·연결 기술의 한 축으로 다뤄져요.

9. 아직 아쉬운 점은 없나요?

사이드체인의 장점은 곧바로 그 한계와 맞닿아 있어요.

첫째, 보안의 독립성이에요. 자체 합의로 보안을 책임지는 만큼, 검증자 구성이 부실하면 메인체인이 씌워 주는 강한 보안의 우산 밖에 놓이게 돼요. 사용자는 사이드체인에 자산을 옮길 때 그 체인의 보안 가정(어떤 조건에서 안전하다고 보는 전제)을 따로 받아들이는 셈이에요.

둘째, 페그의 신뢰 문제예요. 관리 주체에 기대는 페그는 중앙화 위험을, 탈중앙화 페그는 구현 난이도를 안고 있어요. 자산이 오가는 연결부는 사고가 나면 피해가 크기 때문에 설계와 운영에 아주 큰 신중함이 필요해요.

셋째, 정체성과 진화의 문제예요. 사이드체인은 독립된 체인이면서도 특정 메인체인에 자산과 활용을 기대는 이중적인 위치에 있어요. 최근에는 순수 사이드체인 구조의 보안 한계를 보완하려고, 검증을 메인체인에 더 강하게 묶는 롤업형 구조로 바꾸거나 그와 결합하려는 시도가 이어지고 있어요.

그래서 사이드체인은 완성된 정답이라기보다, 블록체인을 확장하는 방식이 계속 발전해 가는 과정의 한 단계로 이해하는 편이 알맞아요.