소개
BOB는 비트코인의 보안과 이더리움의 프로그래밍 기능을 결합하도록 설계된 고유한 하이브리드 L2입니다. 하이브리드 L2는 가장 안전하고 탈중앙화된 네트워크인 비트코인의 보안을 계승합니다. 그런 다음 비트코인 보안을 사용해 비트코인, 이더리움 및 기타 L1에 대한 신뢰 최소화된 브리지를 생성합니다. 결과적으로 하이브리드 L2는 상호 운용성을 위해 타사 브리지에 의존하지 않으며, 파편화된 BTC 멀티체인 유동성 문제를 해결합니다.
비트코인의 보안과 자본을 이더리움의 탈중앙 금융 혁신과 다양성과 융합함으로써 BOB는 새로운 사용 사례와 수조 달러의 유동성을 창출하여 비트코인을 탈중앙 금융의 중심에 놓을 것입니다. 이로써 BOB는 비트코인으로 수익을 얻을 수 있는 가장 좋고 안전한 비트코인 디파이의 이상적인 본거지가 될 것입니다.
2024년에는 하이브리드 L2 백서를 발간하여 하이브리드 비전과 BOB 하이브리드 L2의 높은 수준의 설계를 소개하는 한편, BOB를 ETH L2에서 하이브리드 L2로 업그레이드하는 3단계 로드맵을 발표했습니다.
이 글에서는 BOB가 어떻게 2단계인 비트코인 완결성을 갖춘 이더리움 롤업과 BitVM 기반 BTC 브릿지에 도달할지 간략하게 설명해드리겠습니다. 이번 업그레이드의 일환으로 BOB는 다음과 같은 다섯 가지 새로운 속성을 갖추게 됩니다:
- ZK 증명을 통한 상태 유효성: BOB 블록은 안전 장애를 방지하기 위해 암호학적으로 검증되고 정확함을 증명합니다. 이는 트랜잭션 시퀀싱을 신뢰할 필요 없이 만들어 시퀀서 탈중앙화를 가능하게 하며, 완결 시간을 개선합니다.
- 비트코인 스테이킹을 통한 최종성: BOB는 모든 네이티브 브리지에 걸쳐 단일 표준 체인을 가지고 있으며, BTC 스테이킹을 통해 비트코인 완결성에 의해 강제됩니다. 최종성 공급자(FP)가 경쟁 체인에 서명하면, 그들의 BTC 지분은 삭감됩니다.
- BitVM을 통한 네이티브 비트코인 브리지: BOB는 공동 저술한 BitVM2 설계를 기반으로 하는 네이티브 비트코인 브릿지를 보유하게 됩니다.
- 빠른 출금: 유효성 증명과 FP를 활용하면 BOB에서 비트코인 및 이더리움으로 출금하는 데 최대 몇 시간이 걸립니다.
- 하이브리드 데이터 가용성: BOB 사용자는 비트코인 메인넷에서 트랜잭션을 전송하여 BOB에 트랜잭션을 포함할 수 있습니다. 이렇게 하면 시퀀서가 거래를 검열하지 않고도 비트코인으로 다시 출금할 수 있습니다.
2단계 빌딩 블록
1단계에서 BOB는 이더리움의 OP 스택 롤업으로 메인넷을 출시하여 이더리움의 BTC 자산(wBTC, SolvBTC, LBTC, tBTC, ...)을 지원했습니다. BOB는 이더리움 EIP-4844 블롭을 DA로 계속 사용할 것이며 OP 표준 브리지 컨트랙트를 통해 이더리움으로의 브릿징을 지원할 것입니다.
2단계에서 BOB는 상태 유효성("ZK 롤업"), 비트코인 완결성, 네이티브 BTC 브리지를 추가하기 위해 세 가지 빌딩 블록을 도입합니다.
- 유효성 증명: 모든 제3자, 라이트 클라이언트 또는 외부 체인은 BOB 상태 제안에 SNARK를 사용하여 BOB 상태 제안이 올바르게 생성되었는지 암호학적으로 검증할 수 있습니다. 유효성 증명은 이더리움에 게시되고 검증됩니다. 이는 BOB 시퀀서가 유효하지 않은 블록을 생성할 수 없도록 보장하며 BOB를 유효성 롤업("ZK 롤업"이라고도 함)으로 만듭니다. 또한 유효성 증명은 비트코인과 이더리움 모두에 대한 네이티브 브리지의 기초를 형성합니다(BitVM을 통해).
- BTC 지분형 최종성 공급자(FP): BOB는 바빌론에 의해 구동되는 BTC 스테이킹 FP를 도입합니다. FP는 비트코인에 BTC를 스테이킹하고 BOB 상태 제안에 서명합니다. FP가 두 개 이상의 BOB 체인 버전에 서명하면 비트코인에서 BTC가 삭감됩니다(개인 키 유출, 자세한 내용은 여기를 참조하세요). 모호성을 위한 슬래싱은 BOB 체인 포크를 시도하는 데 높은 경제적 비용을 발생시키며, 더 강력한 완결성을 보장합니다. 이 속성은 네이티브 BTC와 이더리움 브리지의 일관된 작동을 보장하기 때문에 하이브리드 L2 설계에서 중요한 역할을 합니다. 손상된 시퀀서는 유효성 증명으로 인해 유효하지 않은 BOB 블록을 생성할 수는 없지만, 유효하지만 상충되는 두 가지 버전의 BOB 체인(예: 이중 지출 포함)을 생성하여 BTC와 ETH 브리지 간에 불일치를 만들려고 시도할 수 있습니다. BTC 스테이크 완결성은 비트코인과 이더리움 모두에서 검증된 단일 정식 버전의 BOB를 적용함으로써 이를 방지합니다.
- BitVM: BitVM은 비트코인에서 임의의 프로그램을 낙관적인 방식으로 실행하는 메커니즘으로, 실행은 오프체인에서 이루어지지만 실패 시 분쟁이 온체인에서 해결되고 시행됩니다. 저희는 BitVM을 사용해 비트코인과 BOB 사이에 신뢰가 최소화되는 다리를 만듭니다. 구체적으로는 양방향 라이트 클라이언트 브리지를 생성합니다: BOB는 이미 비트코인에서 입금을 검증할 수 있으며, BitVM은 BOB에서 출금을 검증하고 비트코인 메인체인에서 올바른 처리를 보장할 수 있도록 합니다. 이를 통해 BitVM의 사기 방지 메커니즘을 사용하여 BOB 상태에 대한 SNARK 증명과 BTC 최종성을 검증합니다.
BOB 하이브리드 L2 설계
이제 세 가지 빌딩 블록을 사용하여 최초의 하이브리드 L2를 만들었습니다:
- 롤업 유효성과 비트코인 완결성: BOB 하이브리드 L2는 유효성 증명과 BTC 스테이크 FP를 결합하여 거래의 안전성과 BTC가 보장하는 빠른 완결성을 가능하게 합니다. FP는 유효성 증명을 제시하고 BTC 지분에 따라 가중치가 부여된 BOB 상태 제안에 서명을 제공함으로써 BOB 상태가 유효하다는 것을 약속합니다.
- 네이티브 비트코인 브리지: BOB는 유효성 증명, BTC 스테이크 FP, BitVM을 활용하여 네이티브 비트코인 브리지를 추가합니다. BitVM에서 운영자는 브리지 작동에 대한 다양한 증명의 복잡한 조합과 BOB 상태의 최종화를 통해 BitVM 인스턴스에서 BTC를 청구합니다.
- 네이티브 이더리움 브리지 및 결제: 네이티브 이더리움 제안자는 유효성 증명과 BTC 스테이크 FP를 통합하여 BOB가 유효하다고 주장하고, FP가 사용자로부터 이더리움으로 출금을 완료하도록 확정합니다.
롤업 유효성과 비트코인 최종성
BOB 시퀀서는 2초마다 블록을 생성합니다. 일정 수의 BOB 블록이 생성된 후에는 체크포인트와 유사하게 BOB의 상태가 최종 확정됩니다. 이를 위해 BOB 시퀀서는 마지막 체크포인트/증명 이후 생성된 모든 블록을 포함하여 BOB의 SNARK 유효성 증명을 생성합니다. 이 증명은 처리된 모든 트랜잭션이 유효하다는 것을 암호학적으로 검증합니다.
시퀀서는 상태 제안 해시, 서명 및 유효성 증명을 BTC를 스테이킹한 FP에게 제출합니다. FP는 비트코인에 BTC를 스테이킹해야 BOB FP 자격을 얻을 수 있으며, 그 대가로 시퀀서 수수료의 일부를 스테이킹 보상으로 받을 수 있습니다. BTC 지분의 ⅔ 이상의 서명을 받으면 BOB 상태 제안이 최종 승인된 것으로 간주합니다. 또한, 서명된 BOB 상태에 대한 약속은 정기적으로 비트코인으로 체크포인트됩니다. 비트코인 블록 100개 이후에는 체크포인트가 최종 확정된 것으로 간주됩니다.
이 유효성 증명과 비트코인 완결성의 조합은 네이티브 비트코인 및 이더리움 브리지의 입출금을 검증하고 올바르게 실행하는 데 사용됩니다.
네이티브 비트코인 브리지
BitVM에서 소위 운영자는 사용자가 BOB에서 BTC를 들어오고 나가는 것을 용이하게 합니다. 운영자와 사용자는 사용자가 일정량의 BTC를 잠그는 모든 입금에 대해 BitVM 인스턴스를 생성하고 BOB에서 bobBTC를 받습니다. 사용자가 출금을 시작하면 운영자는 먼저 자신의 지갑에서 BTC를 전송한 다음(BTC를 앞세워) BitVM 예치금에서 BTC를 회수합니다. 운영자는 (1) 출금하는 사용자에게 BTC를 자비로 제공했고, (2) 해당 출금 요청(bobBTC 소각)이 완료되었음을 증명할 수 있는 경우에만 BitVM에서 BTC를 청구할 수 있습니다. 운영자는 출금 요청을 올바르게 처리했음을 명시하는 BTC 청구 프로세스(SNARK 형식)를 시작하며, 미리 정의된 기간("이의 제기 기간") 동안 관찰하는 사용자가 이의를 제기할 수 있습니다.
도전을 받으면 운영자와 도전자 모두 비트코인 스크립트에서 비트코인에 있는 SNARK 검증자 프로그램의 일부를 검증합니다. 챌린저가 운영자가 속임수를 쓰고 있다는 것을 성공적으로 증명하면 BTC는 BitVM 인스턴스에 남아 있고, 운영자는 브리지에서 슬래시되어 제거됩니다. 운영자가 정직한 경우, 운영자는 BitVM 인스턴스로부터 BTC를 받고 도전자도 슬래시됩니다.
특히 BOB의 경우, 운영자는 BitVM 인스턴스에 대해 다음과 같은 주장을 합니다: 그들은 인출 비트코인 트랜잭션(=페그아웃 트랜잭션)을 BOB의 브리지된 BTC가 확정된 블록, 즉 확정된 상태 제안의 일부인 BOB 블록에서 소각되었다는 증거와 결합합니다. 또한 비트코인에서 페그아웃 트랜잭션과 BOB 체크포인트 참조(BTC 스테이커가 비트코인에 서명한 BOB 상태를 확인하는 과정의 일부)가 동일한 체인에 있음을 증명합니다.
BitVM에 대한 자세한 입문서, 가능한 설계 접근 방식의 차이점 및 최신 진행 상황 업데이트에 대한 자세한 내용은 BitVM 상태 보고서.
네이티브 이더리움 브리지 및 결제
이더리움에는 두 가지 롤업 유형이 널리 사용됩니다: 낙관적 롤업과 유효성 롤업입니다. 낙관적 롤업에서는 미리 정의된 시간 동안 일반 상태 제안에 이의를 제기할 수 있습니다. 상태 제안이 성공적으로 이의를 제기하지 못하면 확정된 것으로 간주됩니다. 유효성 롤업에서 상태 제안은 상태의 유효성을 보장하는 ZK 증명과 함께 제공됩니다. 이 증명은 이더리움에서 검증되며, 유효하면 상태가 즉시 확정됩니다.
2단계의 일환으로 BOB는 유효성 롤업이 될 것입니다. 이를 통해 BitVM에 사용된 것과 동일한 최종 상태가 이더리움에도 사용되도록 보장합니다. BOB의 유효성 증명은 다른 유효성 롤업과 다릅니다. 이는 두 가지 증명을 결합합니다: (1) 안전 실패를 방지하는 BOB 블록의 유효성 증명과 (2) BOB의 표준 체인을 증명하는 FP 증명입니다. FP에 대한 증명에는 ⅔개 이상의 BTC 스테이킹 FP의 존재, 비트코인에 대한 FP 서명의 체크포인트, 체크포인트에 최소 100개의 비트코인 확인이 포함되어 있습니다.
이 결합된 유효성 증명을 제출하여 이더리움에서 BOB의 상태를 자주 확정할 수 있습니다. 이렇게 하면 유효성 롤업 표준에 따라 이더리움으로의 출금 시간이 현재의 7일 기준에서 단 몇 시간으로 단축됩니다.
하이브리드 데이터 가용성
설계상, 사용자는 이더리움에 트랜잭션을 제출하여 BOB에 트랜잭션을 포함시킬 수 있으며, 시퀀서 검열로부터 보호할 수 있습니다. 누구나 이용할 수 있는 이더리움의 유효성 증명 및 정산과 함께, 사용자는 긴급 상황에서 자신의 자산을 이더리움으로 강제 인출할 수 있습니다.
최근 BOB는 이더 롤업의 파생 파이프라인에 비트코인을 추가하는 하이브리드 데이터 가용성이라는 새로운 개념을 도입했습니다. 사용자가 이더리움의 옵티미즘 포털 컨트랙트에서 예치금과 함께 임의의 트랜잭션을 전송할 수 있는 것과 유사하게, 사용자가 비트코인으로 BOB에 임의의 트랜잭션을 전송할 수 있도록 허용합니다. 이를 위한 주요 사용 사례는 시퀀서가 오프라인 상태이거나 L2에서 사용자를 검열해야 하는 경우 BOB에서 비트코인으로 출금 트랜잭션을 포함하는 것입니다.
전체 게시물에서는 파생 파이프라인에 비트코인을 추가하여 L2 트랜잭션에 대한 비트코인 검열 저항성을 달성하는 방법을 간략하게 설명합니다.
3단계 전망: 완전한 비트코인 보안
비트코인이 비트코인 스크립트에 기본적으로 유효성 증명을 검증하는 기능을 추가하면 BOB는 완전한 비트코인 보안을 갖춘 비트코인에 직접 정착할 수 있습니다. 이는 3단계의 이상적인 상태, 즉 비트코인 라이트 클라이언트를 통해 다른 체인으로 증명할 수 있는 완전한 비트코인 보안을 나타냅니다. 즉, BOB는 비트코인에 정산하고 다른 체인에서 (브릿지의) 최종화는 비트코인을 검증함으로써 이루어집니다. 이는 합리적인 신뢰 가정입니다. 비트코인이 실패하면 다른 모든 체인도 실패할 가능성이 높습니다.
온체인 ZK 검증자를 활성화하는 비트코인 포크가 없는 경우, BOB는 BitVM을 통한 낙관적 검증을 활용해야 합니다. 추가적인 신뢰 가정 없이 비트코인에서 낙관적 롤업을 달성하려면 비트코인 메인체인을 데이터 가용성 계층으로 사용해야 합니다. 현재 비트코인 DA 비용은 부담스러운 수준이며(갤럭시 보고서 참조), 경제성 측면에서도 문제가 되고 있습니다.
결과적으로 3단계로의 전환을 완료하려면 BOB는 활성 사용자 측면에서 충분한 규모에 도달해야 하며, 추가 데이터 가용성 수수료가 발생하더라도 경쟁 이더리움 L2의 거래 수수료 이상으로 증가하지 않아야 합니다. 대체 데이터 가용성 계층은 비트코인 이상의 추가적인 신뢰 가정을 도입하기 때문에 비용과 보안 사이의 절충안으로 고려될 수 있습니다.
롤업 최종성을 위해 BitVM 검증과 함께 대체 DA 레이어를 사용한다고 해서 2단계 설계에 비해 이점이 추가되는 것은 아니며, DA 레이어의 보안(일반적으로 지분증명)을 신뢰할 수 있어야 한다는 점을 강조하는 것이 중요합니다. 또한, 이러한 구조는 BitVM에서 DA의 (대체 PoS) 합의에 대한 라이트 클라이언트 증명을 검증해야 하며, 이는 미해결 연구 문제입니다.
결과적으로 BOB의 2단계는 현재 BTC 디파이에서 가장 안전하고 실질적으로 실현 가능한 솔루션이며, 특히 모호한 상황 발생 시 BTC 지분이 삭감된다는 점에서 더욱 그렇습니다.
결론
저희는 BOB를 최초의 하이브리드 L2로 업그레이드하기 위한 기술적 청사진을 제시했습니다: 비트코인 완결성을 갖춘 이더리움 롤업과 BTC와 ETH 자산 모두를 위한 기본 신뢰 최소화 브리지입니다.
향후 몇 주 동안 테스트넷에서 하이브리드 L2를 출시하고 성공적인 감사를 거쳐 메인넷으로의 업그레이드를 완료할 예정입니다. 이와 동시에 보안 증명을 포함한 전체 기술 사양을 완성하고 있으며 곧 공개할 예정입니다. BOB의 BitVM 브리지는 이미 테스트넷에 출시되었으며, 곧 운영자 온보딩이 시작될 예정입니다.
