세그윗(SegWit)이란? 세그윗 장단점 및 비트코인에 미치는 영향 살펴보기

비트코인은 탄생 이후 수많은 업그레이드를 거쳐 왔으며, 그중에서도 세그윗(SegWit)은 가장 중요하고 혁신적인 변화 중 하나로 여겨집니다.

세그윗은 Segregated Witness의 약자로 비트코인 가변성 문제(디지털 서명 변조 가능성)와 확장성을 향상시키기 위해 고안된 솔루션입니다. 이는 블록스트림(Blockstream) 및 비트코인 ​​핵심 개발팀에서 제안한 것입니다.

이 개념은 암호화폐의 발전과 변화에 큰 영향을 미치며, 이해하는 것이 필수적입니다.

본문에는 세그윗(SegWit)의 기본 개념, 발전 역사 및 장단점에 대해서 알아보겠습니다.

세그윗(SegWit)이란?

세그윗은 Segregated Witness의 줄임말로, 비트코인 블록에서 디지털 서명 부분을 분리하여 블록당 거래 저장 용량을 늘리는 소프트포크입니다.

비트코인은 원래 블록의 크기를 제한하지 않았습니다. 하지만 비트코인 개발자 중 한 명인 할 피니는 블록의 크기를 제한하지 않으면 DDoS와 같은 공격에 취약하다고 주장하며 블록의 크기를 1MB로 제안했습니다.

그 결과, 비트코인은 하나의 블록에 약 2,100개의 거래만 입력할 수 있게 되었고, 이는 거래 속도의 저하로 이어졌습니다. 이러한 확장성 문제는 비트코인의 가장 큰 과제 중 하나입니다. 현재 비트코인은 초당 7건의 거래를 처리할 수 있기 때문에 대규모 사용 시 거래 처리가 현실적으로 어려운 수준에 이릅니다.

이 소프트 포크는 BIP-141, 즉 “분리된 증인(합의 계층)”이라는 이름으로 제안되었습니다. 다음과 같은 비트코인의 두 가지 문제를 해결하고자 합니다.

• 거래 가변성 문제 해결
• 비트코인 네트워크의 확장성 향상

트랜잭션 가변성 취약점으로 인해 누구나 트랜잭션 데이터를 변경할 수 있어 보안 위험이 발생할 수 있습니다. 세그윗(SegWit)은 Witness라는 데이터를 메인 블록 데이터에서 분리하여 이 문제를 효과적으로 해결했습니다. 또한 세그윗은 디지털 서명 데이터를 트랜잭션 데이터에서 분리를 통해 한 블록에 더 많은 트랜잭션이 저장될 수 있게 하며, 이를 통해 네트워크 트랜잭션 처리량이 늘어나게 됩니다.

• 하드포크(hardfork)란? 하드포크는 호재일까? 코인 대한 미치는 영향은?
• 포크(Fork) 란? 소프트포크 및 하드포크 차이는?

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세그윗(SegWit)의 역사와 활성화

세그윗(SegWit)은 2015년 Pieter Wuille에 의해 처음 제안되었지만, 그 활성화 과정은 당시에는 큰 논란이 있었습니다.

채굴자들과 일부 기업들은 영향력 상실을 우려하여 SegWit에 반대했습니다. 일부 대형 비트코인 ​​기업들은 블록 크기 제한을 2MB로 늘리는 하드 포크(SegWit2x)를 추진했지만, 노드 운영자들의 강력한 반대에 부딪혔습니다.

세그윗은 2017년 사용자 주도 소프트 포크(UASF)인 BIP 148을 통해 활성화되었습니다.

노드 운영자들이 SegWit2x에 반대한 이유는 무엇일까요?

• 하드 포크는 비트코인을 분열시켜 불확실성과 분열을 초래할 수 있었습니다.
• 블록 크기가 커지면 풀 노드 운영 비용이 증가하여 모든 사람이 감당할 수 없게 되므로 중앙 집중화가 심화될 수 있었습니다.
• 이러한 과정은 비트코인에 대한 기업의 장악 시도로 여겨졌습니다. 결국 비트코인은 탈중앙화된 상태를 유지했고, 세그윗은 하드 포크 없이 활성화되었습니다.

세그윗 작동원리

세그윗(SegWit)의 주요 목적은 블록체인 네트워크에서 거래 처리량을 개선하는 것입니다. 주목할 만한 점은 세그윗 레이어를 최초로 구현한 암호화폐가 비트코인이 아닌 라이트코인(Litecoin)이었다는 것입니다. 비트코인 세그윗 (Segregated Witness, 줄여서 Segwit)은 2017년에 481,824블록부터 적용됩니다.

세그윗(SegWit) 또한 블록 무게라는 개념을 도입했습니다. 블록 크기라는 개념을 간주될 수 있습니다. 기본적으로 블록 무게는 모든 블록 데이터를 포함한 것으로, 트랜잭션 데이터(1MB)와 더는 입력 영역의 일부가 아닌 서명 데이터(최대 3MB)가 포함합니다.

본질적으로 세그윗은 트랜잭션을 두 섹션으로 분리함으로써 블록 내 트랜잭션의 “무게”를 줄입니다. 이로 인해 동일한 크기의 블록에 더 많은 트랜잭션을 포함할 수 있게 되며, 네트워크의 용량이 크게 증가합니다.

• 첫 번째 부분(지갑주소): 송신자와 수신자의 지갑 주소를 포함합니다.
• 두 번째 부분 (증인 데이터, Witness Data): 트랜잭션 서명(signatures)을 포함합니다.

세그윗은 “증인 데이터”를 메인 블록에서 분리하여 제거함으로써 거래 크기를 현저히 줄입니다. 그 결과, 거래는 더 적은 공간을 차지하게 되어, 블록당 더 많은 거래를 포함할 수 있으며, 비트코인 네트워크의 용량을 크게 증가시킵니다.

또한, 세그윗(SegWit)은 비트코인 프로토콜의 기존 결함, 즉 사용자가 트랜잭션의 해시(Hash)를 변경할 수 있게 했던 문제를 해결했습니다디지털 서명에서 단 하나의 문자를 바꾸는 것만으로도 거래 해시값이 완전히 달라지는 문제가 있었습니다. 하지만 세그윗(SegWit) 서명(증인 데이터)을 메인 트랜잭션 데이터 밖의 분리된 공간(Segregated Witness Data)으로 옮김으로써, 트랜잭션 ID를 변경하는 것이 불가능해집니다. 따라서 세그윗(SegWit) 트랜잭션 가변성(Transaction Malleability) 문제에 대한 해결책이 됩니다.

참고로 세그윗을 통해 실제 블록 크기가 증가하는 것은 아니라는 것입니다. 구체적으로 실제 블록 크기는 여전히 1MB이지만, 유효한 블록 크기 제한은 4MB입니다.

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세그윗의 새로운 스크립트 유형

세그윗은 비트코인 ​​스크립팅 언어인 스크립트(Script)를 사용하여 블록체인 상에서 비트코인을 전송하는 두 가지 새로운 스크립트 유형을 도입했습니다.

✅Pay-to-Witness-PubKey-Hash (P2WPKH)

세그윗(SegWit) 이전에는 대다수의 사용자가 비트코인을 공개키의 해시 값으로 잠그는 Pay-to-Pubkey-Hash(P2PKH) 스크립트를 사용했습니다. 세그윗(SegWit)은 거의 동일하게 작동하는 Pay-to-Witness-Pubkey-Hash(P2WPKH)를 도입했습니다. 주요 차이점은 사용자가 P2WPKH 출력을 사용할 때 서명과 공개 키가 Witness에 저장된다는 것입니다. 이를 통해 ScriptSig를 비워두어 txid(거래 ID)의 변경 가능성(malleability)을 방지할 수 있습니다.

• 기존 Pay-to-Public-Key-Hash(P2PKH) 형식과 유사
• 서명 데이터가 Witness로 이동
• 기존 거래 방식보다 효율적이고 저렴

✅Pay-to-Witness-Script-Hash(P2WSH)

두 번째로 널리 사용되는 기존 스크립트 유형은 Pay-to-Script-Hash(P2SH)입니다. 이 방식을 사용하면 비트코인을 redeemScript라고 하는 임의의 스크립트의 해시 값으로 보낼 수 있습니다. 이렇게 전송된 비트코인은 redeemScript를 제공하고 해당 스크립트에 명시된 요구 사항을 충족하는 사람이라면 누구나 인출할 수 있습니다.

• Pay-to-Script-Hash(P2SH)의 SegWit 버전
• 다중 서명 및 복잡한 스크립트에 사용됨
• 스크립트 데이터를 Witness에 유지하여 블록체인 용량 증가를 줄임

✅세그윗 Bech32

세그윗(SegWit)은 또한 가독성과 효율성을 향상시키는 새로운 주소 형식인 Bech32를 도입했습니다.

이전 버전보다 무게 측면에서 더욱 효율적입니다. 이는 세그윗 트랜잭션보다 훨씬 더 빠른 트랜잭션 속도, 더 뛰어난 확장성 및 트랜잭션당 더 낮은 수수료를 의미합니다. 여기에다 bech32는 더 뛰어난 에러 탐지 기능을 보유하며 주소에 소문자만 사용해 가독성이 더욱 뛰어납니다. 그러한 이유 때문에 제시되는 경우 가장 인기가 좋은 옵션입니다.

세그윗(SegWit)은 Bech32 주소 표준과 함께 사용됩니다. 이 Bech32 주소는 흔히 ‘네이티브 세그윗(Native SegWit)’ 주소라고 불리며, 주소 시작 부분이 “bc1″로 되어 있습니다. 반면, 기존의 레거시(Legacy) 주소는 “1”로 시작합니다.

예시:

• Bech32: bc1qar0srrr7xfkvy5l643lydnw9re59gtzzwf5mdq
• Legacy: 157fRrqAKrDyGHr1Bx3yDxeMv8Rh45aUet

현재 대부분의 비수탁형(Non-custodial) 지갑들은 기본적으로 SegWit (Bech32) 수신 주소를 사용하도록 설정되어 있습니다. 비트코인을 SegWit 주소로 받으면, 나중에 이 비트코인을 전송할 때 더 낮은 수수료의 혜택을 누릴 수 있습니다.

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세그윗의 장단점

세그윗 장점: 

블록 용량 증가

세그윗(SegWit)의 주요 장점 중 하나는 블록 용량을 향상시킨다는 점입니다. 거래의 서명 데이터를 거래 입력값에서 분리함으로써 하나의 블록에 더 많은 거래를 포함시킬 수 있게 됩니다.

하나의 거래는 입력값과 출력값의 두 가지 주요 요소로 구성됩니다. 입력 부분은 발신자의 공개키 주소를 포함하고, 출력 부분은 수신자의 공개키 주소를 포함합니다. 하지만 발신자는 디지털 서명을 통해 전송할 충분한 자금을 가지고 있음을 증명해야 합니다. 세그윗(SegWit)을 사용하지 않는 경우 서명 데이터는 하나의 블록에서 최대 65%의 공간을 차지할 수 있습니다. 하지만 세그윗을 통해 서명 데이터가 거래 입력 데이터에서 분리되어, 블록의 유효 크기가 1MB에서 4MB까지로 확장될 수 있습니다.

중요한 점은 세그윗이 직접적으로 블록 크기 제한을 확대시키지 않는다는 것입니다. 이는 하드포크 없이, 거래 구조 최적화를 통해 유효한 데이터 블록 크기를 늘리는 기술적 해결책입니다.

트랜잭션 및 채굴 수수료 변화

레거시 주소를 사용하는 경우 비트코인을 전송할때 트랜잭션 크기가 상대적으로 큽니다. 이로 인해 블록 내에 차지하는 공간이 많아지면 수수료도 자연스럽게 증가된다. 따라서 같은 비트코인 금액이라도 세그윗보다 수수료가 더 비쌀 수 있습니다.

세그윗 업데이트는 비트코인 네트워크 효율성(변조가능성제거 및 확장성 개선)을 높였으며, 거래 수수료 절감과 채굴자 수익이 증대 되었습니다.

광범위한 도입 잠재력 확대

하지만 세그윗이 비트코인에 주는 이점은 단순히 블록 크기를 줄이고 네트워크 속도를 높이는 것 이상입니다.

세그윗은 비트코인을 비롯한 여러 주요 암호화폐 네트워크의 확장성을 향한 첫걸음입니다. 비트코인 ​​네트워크가 제대로 기능하려면 빠르고 효율적인 블록체인 네트워크가 필수적이며, 세그윗은 블록체인 네트워크의 확장성을 위한 길을 열어주었고, 이는 직간접적으로 비트코인의 광범위한 도입에 기여했습니다.

세그윗 단점(논쟁):

비트코인 네트워크에서 세그윗(SegWit) 트랜잭션 채택률이 증가하여 2020년 초 65%를 넘어 사상 최고치를 기록했음에도 불구하고, 비트코인 ​​네트워크의 변화 과정은 비트코인의 규모와 중요성 때문에 다른 알트코인 네트워크보다 훨씬 더 오랜 시간이 걸립니다. 너무나 많은 것이 걸려 있기 때문입니다. 또한, 현재까지도 모든 사람이 세그윗(SegWit) 트랜잭션을 지지하는 것은 아닙니다.

지속적인 확장성 논쟁은 지난 몇 년간 비트코인 ​​블록체인에서 여러 차례 하드 포크가 발생한 주요 원인으로 여겨집니다. 이러한 포크 중 가장 주목할 만한 것은 2017년 8월 1일에 발생한 비트코인 ​​캐시 하드 포크입니다. 비트코인 ​​캐시는 2018년 11월 15일에 다시 포크되어 네트워크의 블록 크기 제한을 1MB에서 8MB로 늘렸습니다.

세그윗(SegWit)이 비트코인에 미치는 영향

세그윗(SegWit)은 비트코인 ​​거래 처리 방식에 상당한 변화를 가져왔습니다. 첫째, 기존 노드(세그윗 미사용 노드)와 세그윗 노드가 동시에 작동할 수 있도록 하는 소프트 포크를 비트코인 ​​네트워크에 도입했습니다. 이 모든 과정은 네트워크 작동을 중단하거나 보안을 손상시키지 않고 이루어집니다.

둘째, 세그윗 비트코인 ​​블록 크기를 확대할 수 있는 길을 열었습니다. 세그윗의 가장 큰 구조적 변화 중 하나는 비트코인 ​​블록의 최대 크기를 1MB에서 4MB로 늘린 것입니다. 이를 통해 세그윗은 하드포크와 그에 따른 부작용 없이 비트코인 ​​블록 크기를 크게 늘릴 수 있도록 보장합니다. 또 다른 중요한 변화는 “bc1” 또는 “bc3″으로 시작하는 새로운 유형의 비트코인 ​​주소인 세그윗 주소를 생성했다는 점입니다.

또한, 세그윗 덕분에 세그윗을 지원하는 지갑을 가진 사용자는 기존 지갑(및 주소)을 사용하는 사용자에게 암호화폐를 보낼 수 있습니다. 이렇게 하면 SegWit 사용자는 거래 수수료가 낮아지고 확인 속도가 빨라지는 이점을 누릴 수 있습니다. 반대로 기존 지갑을 사용하는 사용자도 기존 주소를 이용하여 세그윗을 지원하는 사용자에게 암호화폐를 보낼 수 있지만, 세그윗의 이점을 누릴 수는 없습니다.

한편, 세그윗의 제안은 라이트닝 네트워크(Lightning Network) 구축의 기반을 마련했습니다. 라이트닝 네트워크에서는 오프체인 거래가 변조 공격에 취약하지 않도록 세그윗이 필수적이기 때문입니다.

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