(블록체인)Side-chain 과 State-chain 이란

(블록체인)사이드체인(Side-chain)과 스테이트체인(State-chain)기술 이란? 

블록체인(Blockchain)은 분산원장(Distributed Ledger) 기술을 기반으로 하여, 중앙관리자가 없이 분산된 참여자들이 데이터를 공유하고 검증하는 시스템입니다.

블록체인은 일반적으로 단일 체인에서 모든 거래를 처리하지만, 이러한 체인 모델은 대규모 거래량을 처리하기에는 제한이 있습니다. 

블록체인은  기술적인 3가지 한계를 가지고 있으며 이를 블록체인 트릴레마 (Blockchain Trilemma)라고 합니다.

(1)분산 원장(Decenterlization)으로서 (2) 확장성 (Scalability)를 가지고 (3) 익명성과 보안성(Security)를 모두 갖춘 블록체인이 되려면 막대한 컴퓨팅 파워도 필요하지만 거래 속도와 확장성 측면에서 기술적 한계가 있습니다.

블록체인의 기술적인 한계를 극복하기 위해 나온 것이 사이드체인(Side-chain)과 스테이트 체인 (State-chain) 기술입니다

사이드체인과 스테이트 체인의 필요성

블록체인은 거래를 처리하는데 분산된 시스템간의 합의와 블록저장 처리 속도가 느리고, 분산 시스템간의 합의 과정에서 비용(수수료)가 필요한데 코인의 가치가 상승하면서 수수료도 비싸 집니다.
그래서 많은 거래를 분산해서 빠르게 처리하고 거래를 하는데 수수료를 절감하기 위해서 사이드 체인과 스테이트 체인 같은 기술이 필요합니다.


이러한 블록체인의 확장에서 발생하는 한계인  트릴레마를 극복하기 위해서는  성능의 문제와 거래를 위한 비용의 문제 등을 해결하도록 고안된 Layer-2 기술 중에서 사이드체인과  스테이트 체인을 소개 합니다.  

 

[요약]
사이드체인과 스테이트 체인은 메인 넷의  처리를 하지 않고 외부의 체인을 이용해서 거래를 완료한 후에  메인넷에 거래를 처리하는 방식으로 메인넷의 부하를 경감하고 수수료 비용을 낮출수 있는 방법입니다.  사이드 체인을 이용해서 빈번한 거래를 처리하고 특정 거래들을 모아서 Rollup 하여 원장에 거래를 입력 하는 방식입니다.
스테이트 체인은 두개의 채널을 이용하여 상대방과 거래를 완료하고  거래 결과를 원장에 기입하는 방식으로 주로 Payment에 활용하는 기술 입니다.  

ㅁ 사이드체인(Side-chain)은 기존 블록체인의 대규모 거래를 처리하기 위한 새로운 블록을 생성하는 기술 입니다.

즉, 기존의 블록체인(메인넷, 메인체인) 과 연결된 별개의 체인(사이드체인)에서 작업을 수행하고 결과를 기존 블록체인(메인넷) 에 반영하는 것입니다. 이렇게 하면 기존 블록체인에서 처리하지 못하는 대규모 거래를 빠르게 처리 할 수 있습니다.  그리고 다양한 스마트 계약 기능 별도로 추가할 수 있습니다. 예를 들어, 비트코인 블록체인의 경우, Lightning Network가 사이드체인 기술을 활용하여 대규모의 거래를 처리하고 있는데, 비트코인이  5~10분마다 블록을 생성하는 느린 속도의 문제를 별도 체인에서 처리하고 결과를 비트코인에 전달 함으로써 속도 문제를 해결 할 수 있게 됩니다.

 

ㅁ 스테이트체인(State-chain)은 블록체인에서 검색 속도를 향상하기 위해 블록의 상태를 관리하는 기술입니다. 

이더리움이나 비트코인 같은 블록체인 메인넷은 전세계의 거래를 저장하므로 방대한 정보가 블록체인에 저장되고 있어서 , 블록체인의 크기가 커질수록 블록체인 전체를 검색하는 것이 어려워집니다.
 이를 극복하기 위해 상태 정보를 별도의 체인으로 분리하여 처리하여, 블록체인의 크기를 줄여서 검색 속도도 향상하는 방안이 필요합니다. 이러한 기술을  스테이트체인 기술이라고 하며 이더리움(Ethereum)에서 활용되고 있습니다.  이더리움 2.0에서는 이더리움 블록체인과 스테이트체인을  분리하여 블록체인의 처리 성능을 해결하고 있습니다. 이러한 기술을 레이터2 기술 (Layer2) 하고 합니다.

그리고 스테이트 체인은 요청과 결과응답을 주는 2단계 상태 관리 채널(2 way state channel) 을 가지고 있습니다.
아래 그림과 같이 거래를 위해 두개의 블록체인간의 거래를 위해 2개의 채널을 열어두고 트랜젝션이 완료 후에 메인넷으로 결과를 전송하는 방식으로 Payment에서 활용이 가능한 기술 입니다.
* 이러한 기술은 블록체인의 요청의 결과가 블록체인에 저장되는데 수초 ~ 수십초가 걸리기  때문에 비동기 방식으로 ( Async Transaction)  처리하는데 필요한 기능입니다.

 

사이드 체인(Side-chain)을 활용하는 블록체인들

사이드 체인명	메인넷	주요기능
Liquid Network	비트코인 (Bitcoin)	비트코인 거래의 신속성과 개인정보 보호를 강화하는 기능을 제공
Polygon (Matic)	이더리움 (Ethereum)	이더리움 블록체인의 과부화 문제를 해결하고 저렴하고 빠른 거래 가능
Telos	이오스 (EOS)	더욱 안정적인 성능과 높은 확장성을 제공 - Telos는 EOSIO 소프트웨어를 사용하기 때문에 EOSIO 블록체인과 호환 - 빠른 블록생성 시간, 거래 처리 속도 및 분산 스토리지 기능으로 블록체인 확장성 문제를 해결 - 무작위 블록체인 검증자 선출 방식으로 블록체인의 분산성을 유지하며, 51% 공격을 예방
Rootstock (RSK)	라이트코인 (Litecoin)	가상 머신 기반의 스마트 계약 플랫폼으로 이더리움과 유사한 스마트 계약 기능을 제공

 

스테이트체인(State-chain)을 이용한 블록체인들

스테이트체인	메인넷	주요 기능
Rootstock (RSK)	비트코인 (Bitcoin)	[다양한 분산 애플리케이션 dAPP 및 스마트 계약을 지원] - 비트코인 블록체인의 기능을 확장하여 이더리움과 같은 스마트 계약 기능을 제공하여, 분산 애플리케이션(DApp) 개발이 가능 - 채굴 알고리즘을 사용하지 않으며, 비트코인의 해시 파워를 공유 - 이더리움과 호환 가능한 스마트 계약 언어인 Solidity를 지원 - RSK는 비트코인과 2-way pegging을 제공하여, 사용자들이 비트코인과 RSK 간에 쉽게 자산을 이동할 수 있음 - 스마트계약으로 두 개의 지갑 사이에서 채널을 열어두고, 거래가 이루어지면 스마트 계약이 업데이트되어 거래 내역이 적용
Lightning Network	비트코인 (Bitcoin)	마이크로페이먼트(Micropayment) 기능을 제공 - 채널이라는 개념을 사용하여 거래를 처리하여 빠른 처리가 가능 - 비트코인, 라이트코인, 비트코인 캐시와 같은 다양한 블록체인 네트워크에서 사용될 수 있음
Raiden Network	이더리움 (Ethereum)	마이크로페이먼트(Micropayment) 기능을 제공 - 이더리움 블록체인에서 거래 내역을 직접 처리하지 않고, 채널 상에서 거래를 진행 - 거래는 블록체인 상에 기록되지 않으며, 거래 수수료 절감
Stellar	Stellar 블록체인	거래 처리 속도를 향상시키고 수수료를 절감
네오 (NEO)	네오 (NEO)	거래 처리 속도를 높이고 수수료를 절감

 
 

 
[블록체인-Layer2기술] Plasma_chain optmistic_Rollup zk_Rollup,  Validium 의 특징과 장점 단점 정리  https://couplewith.tistory.com/413