이더리움 레이어2: 4. 스테이트 채널(State Channel)에 대해 알아보자

 

스테이트 채널(State Channel)은 온체인의 사용을 최대한 줄이며 오프체인에서 유저들의 거래를 직접 처리하는 방법. 온체인에 거래 데이터를 기록하는 옵티미스틱/Zk 롤업이 Defi 시장에서 높은 점유율을 쌓아가고 있는 와중에, State Cahnnel은 플랫폼 내 결제 등 데이터를 반드시 실시간으로 이더리움 온체인에 올리지 않아도 되는(보안성보다 확장성 및 거래 비용에 민감한) 영역에서 꾸준히 사용처를 늘리고 있음.

스테이트 채널은 비트코인 라이트닝 네트워크에서 사용되는 페이먼트 채널과 유사한데, 페이먼트 체널에서는 지불 거래만 처리하는 반면 스테이트 채널은 좀 더 많은 거래 처리가 가능함. (예를 들면 투표, 유통 체인 기록 등)

다음과 같은 절차로 스테이트 채널 내에서 거래가 진행됨.

1. 스테이트 채널에서 실행될 거래의 모든 규칙(종류, 참여자, 기간 등)을 담은 스마트 컨트랙트를 형성하고 이더리움 메인 체인에 올려서 스테이트 채널을 구축.
2. 참여자들은 스테이트 채널에 일정 금액을 송금하고, 스테이트 채널 내에서 거래 시작.
3. 스테이트 채널에서 이뤄진 모든 거래는 오프체인에 시간 순서에 맞게 기록됨.
4. 참여자 간에 모든 거래가 완료되면, 최종 상태를 이더리움 온체인의 스마트 컨트랙트에 제출.
5. 스마트 컨트랙트는 제출된 최종 상태의 진실 여부를 확인하고, 스테이트 채널 폐쇄 및 참여자 간 정산.

 

｜ Two-ways Peg

모든 과정에서 이더리움 네트워크를 사용은 스테이트 채널을 만들 때와 닫을 때, 두 번뿐. 그 외 모든 거래는 오프체인에서 발생함. 이더리움 네트워크를 사용할 때에만 이더리움 가스비가 발생하며, 오프체인인 스테이트 채널 내에서는 거의 0에 가까운 비용으로 거래를 실행할 수 있음.

스테이트 채널은 회사에서 출퇴근 도장을 찍는 것과 비슷하게 생각할 수 있음. 아침에 회사에 출근해서 출근 도장을 찍고, 회사 내에서 무슨 업무를 하는지는 기록하지 않지만, 퇴근 시에는 다시 퇴근 도장을 찍고 나오는 것과 비슷. 위의 절차에서 스테이트 채널을 만들 때에 이더리움 상에 기록이 남고, 거래가 끝난 후 스테이트 채널 채널에서 이더리움 메인넷으로 거래 후 금액을 보낼 때 종결 기록이 남음. 그 사이 스테이트 채널에서 벌어지는 거래 내역 등은 스테이트 채널 내에서만 기록됨.

 

 

｜ 스테이트 채널 사용 이유

오프체인인 사이드 채널에서 대부분의 거래가 처리되어 이더리움 메인 채널의 부하를 줄이고 거래의 확장성이 증가된다는 장점 이외에도 스테이트 채널은 프라이버시 확보할 수 있음. 스테이트 채널 안에서 행해지는 거래는 오직 채널의 당사자들만 알 수 있음. 이더리움 메인넷에서 행해지는 거래는 이더리움 체인에 기록되고 이더스캔을 통해서 퍼블릭에 공개됨.

또한 스테이트 채널 내 거래는 즉각적으로 finality를 얻을 수 있다는 점도 다른 layer 2 솔루션들과 비교되는 특징. 모든 거래 당사자가 동의한 거래는 스마트 컨트랙트에 담긴 규칙에 의해 확정되어 자금 인출 시 별도의 과정 없이 출금 가능. 만일 스테이트 채널 거래 상대방이 악의의 목적을 갖고 모든 거래의 종료 후에도 채널을 닫지 않는다면, “회수 기간”을 요청하여 강제 집행 가능. 약 7일간의 회수 기간이 지나도 상대방이 채널을 닫지 않으면 스테이트 채널의 모든 거래가 취소되고 직전의 마지막 상태를 기준으로 출금하여 가져올 수 있음.

 

｜ 스테이트 채널 활용 현황

2015년에 처음 스테이트 채널 컨셉이 제안되었고 이후에도 꾸준한 스테이트 채널에 대한 연구가 진행되고 현재까지도 활발히 사용되고 있음. 가장 대표적인 활용 예시는 비트코인의 라이트닝 네트워크임.

비트코인을 현실적인 결제 수단으로 만들어주는 라이트닝 네트워크는 스테이트 채널의 한 종류로 볼 수 있음. 라이트닝 네트워크 기술을 사용하여 온라인 콘텐츠 결제 플랫폼을 만든 매스(Mash)는 2022년 6월 7일 600만 달러 규모의 초기 투자를 유치했음. 이더리움 스테이트 채널을 이용하는 대표적은 프로젝트는 레이든(Raiden)이며, 레이든을 사용하여 다양한 결제 시스템을 구축할 수 있은데, 예를 들면 크루즈 여행 시 배 안에서 사용하는 크루즈 카드를 스테이트 채널을 형성하여 각종 비용을 지불하고 여정이 끝나고 결제하는 식의 지불 방식을 만들 수 있음.

 

 

장점:

• 모든 당사자들이 동의하면 이더리움 메인 넷에서 스테이트 채널의 거래 기록이 확정되고 결과물을 바로 실현할 수 있음.
• 확장성이 높고 거래 비용이 낮아서 연속적으로 발생하는 소액 결제에 적합함.
• 스테이트 채널 상의 거래 내역은 이더리움 메인넷에 기록되지 않아 프라이버시를 확보할 수 있음.

 

단점:

• 스테이트 채널을 만들기 위한 시간과 비용이 많이 들어 일회성 임의의 사용자 간의 거래에 부적합.
  일정 자금을 락업해야 하며 채널이 닫힐 때까지 자금을 받지 못함.
• 개방형 참여가 불가능함.