서브체인 (Subchain)

서브체인(Subchain)은 피터 리준(Peter Rizun)이 2016년 학술지 Ledger에 발표한 비트코인 확장 기법입니다. 채굴자들이 정식 블록과 블록 사이의 시간 동안 난이도가 낮은 "약한 블록(weak block)"을 차례로 이어 붙여, 다음 블록에 들어갈 트랜잭션을 같은 체인 안에서 미리 나누어 전파하는 구조를 말합니다.

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작업 증명(PoW) 체인에서는 채굴자가 블록의 해시값이 목표값보다 작아지는 답을 찾아야 정식 블록이 됩니다. 이때 목표값의 일부만 만족하는, 즉 정식 난이도의 몇 분의 일에 해당하는 답은 훨씬 자주 나옵니다. 리준의 제안은 이런 답을 버리지 않고 약한 블록으로 공개하는 것입니다. 각 약한 블록은 직전 약한 블록을 가리키며 트랜잭션을 조금씩 더해 가고, 이렇게 이어진 약한 블록의 사슬이 서브체인입니다.

정식 블록을 찾은 채굴자는 블록 전체를 처음부터 보낼 필요가 없습니다. 다른 노드들은 서브체인을 통해 내용 대부분을 이미 받아 두었기 때문에, 마지막 약한 블록 이후 달라진 부분만 전하면 됩니다. 원래는 블록을 찾는 순간 한꺼번에 몰리던 전파 부담이 블록 간격 전체로 퍼지는 셈입니다. 그 결과 전파가 늦어 경쟁 블록에 밀려나는 고아 블록(orphan block) 위험이 줄어듭니다. 논문은 고아 블록으로 사라지던 손실이 줄면 수수료 수익이 해시 파워 유지로 돌아가고, 채굴자들이 서브체인 구축에 협력할 유인이 생겨 초당 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있다고 주장합니다. 또한 비트코인의 합의 규칙을 바꾸지 않고도 도입할 수 있다고 설명합니다.

이름이 비슷한 사이드체인(sidechain)과는 다른 개념입니다. 사이드체인은 메인 체인과 따로 블록을 만드는 별도의 체인입니다. 반면 서브체인은 같은 체인의 같은 블록 간격 안에서만 존재하며, 정식 블록이 나오면 그 블록에 흡수됩니다. 별도의 장부나 별도의 통화가 생기지 않습니다.

블록체인·암호화폐에서는

서브체인과 약한 블록은 블록 전파 지연과 확장성 논의에서 주로 다뤄집니다. 2017년에는 비트코인 언리미티드(Bitcoin Unlimited) 개발 커뮤니티에서 약한 블록의 개념 증명 구현이 공개되었지만, 실제 구현 사례는 많지 않습니다. 비판도 있습니다. 2019년 StrongChain 논문은 서브체인 설계에 서브체인 단위의 구체적인 보안 분석이 부족하고, 서브체인에서 이기적 채굴(selfish mining)이 가능할 수 있다고 지적했습니다. 따라서 효과는 구현 방식과 네트워크 상황에 따라 달라지는 제안 단계의 설계로 보는 것이 정확합니다.

쉽게 말하면

이삿짐을 이사 당일에 한꺼번에 옮기는 대신, 며칠 전부터 상자를 조금씩 새집에 옮겨 두는 것과 같습니다. 열쇠를 받는 날에는 남은 몇 상자만 옮기면 되므로 당일 작업이 훨씬 짧아집니다. 짐은 여전히 같은 집으로 가며, 두 번째 집이 생기는 것은 아닙니다.