SegWit이 비트코인 용량을 향상시키고 거래 가변성 문제를 해결하는 방법

비트코인(BTC)은 선구적인 암호화폐로서, 확장성, 보안성, 효율성을 높이기 위해 지속적으로 발전해 왔습니다. 최근 몇 년간 가장 중요한 업그레이드 중 하나는 2017년 8월에 도입된 세그리게이트드 위트니스(Segregated Witness, SegWit)입니다. 이 업그레이드는 두 가지 핵심 문제—거래 용량 증가와 거래 가변성 축소—를 해결하는 데 초점을 맞추고 있습니다. SegWit이 이러한 개선을 어떻게 이루었는지 이해하는 것은 비트코인의 지속적인 개발과 더 넓은 생태계를 지원하는 능력에 대한 귀중한 통찰을 제공합니다.

SegWit란 무엇이며 왜 도입되었나요?

Segregated Witness(세그리게이트드 위트니스)는 네트워크 확장성과 보안을 강화하기 위해 설계된 비트코인 프로토콜의 소프트 포크 업그레이드입니다. 원래 2015년에 BIP 141로 제안되었으며, 2017년 8월 1일에 활성화되었습니다. SegWit의 주요 동기는 초기 설계 시 한계였던 블록 크기 제한(1MB)을 해결하고, 거래 가변성과 관련된 취약점을 개선하려는 것이었습니다.

SegWit 이전에는 블록당 담을 수 있는 거래 수가 크기 제한으로 인해 제한적이었습니다. 채택률이 높아지면서 네트워크 혼잡과 수수료 상승, 확인 시간 지연 등이 발생했고, 이는 일상적 사용을 위한 비트코인 확장성을 저해했습니다.

또한 거래 가변성은 악의적 행위자 또는 사용자 자신이 특정 부분—특히 서명(Signature)—을 변경하여 유효한 거래임에도 불구하고 TXID(거래 ID)를 변경할 수 있게 하여 보안상의 문제를 야기했습니다. 이는 결제 채널이나 스마트 계약 등 복잡한 운영에서 방해 요소가 되기도 했습니다.

SegWit은 어떻게 거래 용량을 늘리나요?

SegWIT의 핵심 장점 중 하나는 기본 블록 크기를 직접 변경하지 않으면서도 각 블록에 담길 수 있는 거래 수를 효과적으로 늘릴 수 있다는 점입니다.

서명 데이터 분리

SegWIT의 가장 큰 혁신은 검증용 디지털 서명(witness data)을 트랜잭션 내 다른 부분과 분리하는 것입니다. 전통적으로 서명은 각 트랜잭션 입력 내부에 포함되어 있었지만:

• Witness 데이터(서명)는 트랜잭션의 주 부분 외부로 이동합니다.
• 나머지 핵심 데이터는 그대로 유지되며 별도의 witness 정보를 참조하게 됩니다.

이러한 분리를 통해 노드들은 서명을 별도로 검증할 수 있어 처리 효율성이 향상됩니다. 그 결과:

• 서명 데이터가 메인 블록 내 공간 차지를 하지 않으므로 더 많은 트랜잭션을 포함시킬 수 있습니다.
• 원래 크기 제한(약 1MB)에는 변함없지만, 이 분리를 통해 일반적인 사용 패턴에서는 약 네 배까지 처리량 증가 효과가 나타납니다—이를 흔히 "블록 무게(block weight)"라고 부르며 엄밀한 크기 제한 대신 적용됩니다.

블록 무게 개념

비트코인 프로토콜에서는 이제 "블록 무게"라는 개념을 사용하며, 이는 데이터가 witness 섹션 내부 또는 외부에 있느냐에 따라 서로 다른 가중치를 부여합니다:

• witness 외부 데이터는 압축 혜택 덕분에 적은 무게로 계산됩니다.
• witness 내부 데이터는 전체 무게 계산에서 더 높은 영향을 미칩니다.

이를 통해 기존 제약 조건 내에서 더 많은 데이터를 담거나 처리할 수 있으며 확장성을 확보하는 중요한 단계입니다.

SegWit은 어떻게 거래 가변성을 줄이나요?

거래 가변성(malleability)은 오랫동안 비트코인 개발자와 사용자에게 골칫거리였으며 특히 결제 채널이나 다중서명(Multisig) 같은 복잡한 프로토콜에서 문제가 되었습니다. 이는 특정 중요하지 않은 부분—예를 들어 서명 스크립트를 수정하여 TXID(거래 ID)를 바꾸거나 하는 것—이 유효성을 해치지 않으면서도 식별자를 변경할 가능성을 의미합니다.

가변성 문제

SegWIT 이전에는:

• 악의적 행위자가 방송 후 확인 전에 서명을 수정하면,
• TXID가 달라지고 자금 자체에는 영향 없었으며,

이는 예측 가능한 TXID 참조를 필요로 하는 애플리케이션들—for example: 라이트닝 네트워크(Lightning Network), 자동화된 트레이딩 시스템 등—에게 큰 장애물이 되었습니다. 이러한 시스템들은 안정적인 참조값(TXID)에 의존하기 때문입니다.

이를 해결하는 방식

모든 서명 관련 정보들을 표준 트랜잭션 직렬화 방식 밖으로 이동시킴으로써:

• 핵심(transaction core)가 mutable signature scripts와 독립적으로 작동하게 됩니다.
• witness 필드 내서만 존재하던 서명이 TXID 계산 대상에서 제외되어,

결국:

TXID 는 방송 후에도 변하지 않으며 — 즉 불변성이 확보되어 신뢰도가 크게 향상됩니다.*

이는 계층형 프로토콜 위에서도 신뢰도를 높이고 안전하게 운영될 기반 구조를 마련합니다.

도입 이후 영향 및 광범위한 혜택

2017년 활성화 이후 현재까지 전체 비트코인 거래의 90% 이상이 세그윗 형식을 채택했으며—a 증거로 기술적 성취와 산업 전반의 승인력을 보여줍니다.—이는 다음과 같은 여러 혜택으로 이어졌습니다:

• 수수료 절감: 네트워크 과부하 상황에서도 효율 개선 덕분에 비용 안정화
• 확정 속도 향상: 용량 확대 덕분에 피크 시간대 딜레이 감소
• 보안 강화: 낮아진 가변성이 빠른 오프체인 정산 방식을 지원하며 레이어2 솔루션 활용 촉진 (예: 라이트닝 네트워크)

구현 과정상의 도전 과제 및 앞으로 나아갈 방향

분석 당시 일부 마이너들은 소프트 포크 위험성과 체인 분할 가능성 등에 우려를 표했지만 엄격한 테스트와 검증 과정을 거쳐 대부분 해소되었습니다.

앞으로 기대되는 발전 방향:

• Schnorr 다중서명(Schnorr signatures)의 추가 최적화를 통한 확장성 증대,
• 프라이버시 강화를 위한 Taproot,
• 그리고 연구개발 계속 진행하여 탈중앙화를 유지하면서 처리 속도를 더욱 끌어올리는 노력들이 계속되고 있습니다.

오늘날 세그윗 이해가 왜 중요하나요?

투자자나 개발자 모두에게:

• 세그윗이 어떻게 용량 한계를 극복했는지 이해하면 고수요 시기의 네크워크 성능 평가 가능,
• 또한 그것이 왜 많은 Layer2 솔루션들이 필수적으로 활용하는 기술인지 인식,
• 그리고 이러한 기술적 토대를 파악하면 Bitcoin 기반 탈중앙화 애플리케이션 구축 전략 결정에도 도움이 됩니다.

본질적인 한계를 혁신적인 설계 선택—즉 witnesses 를 메인 트랜잭션과 분리하고 이를 소프트포크 방식으로 수행함으로써 극복한다는 점—세그윗(Segregated Witness)은 빠르게 진보하는 기술 환경 속에서도 블록체인의 지속가능성과 경쟁력을 유지시키는 대표 사례입니다.

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