비트코인 마이너 트랜잭션 수수료 수확 능력

요약

본 보고서를 통해 특정 트랜잭션을 검열할 것으로 예상되는 마이닝풀을 다루고자 합니다. 이는 일반적인 수익 최대화 트랜잭션 선별 정책과는 확연히 구분되는 결과로 이어질 수 있으며 이는 분석의 근간이 됩니다. 저희는 비트코인 코어 명령어인 “getblocktemplate”를 사용해 해시없이 비트코인 후보 블록을 생성했으며 이 작업을 20초 간격으로 2주 기간에 걸쳐 실시한 다음 데이터베이스에 해당 결과들을 기록했습니다. 비트코인 코어 다중 버전을 사용했고 2015년 버전과 비교해 신규에 해당하는 비트코인 코어는 수수료 수익이 40.3% 개선되는 효과를 보여주었습니다. 이와 더불어, 도출된 결과들을 리얼 비트코인 네트워크와 비교해 벤치마킹했고 가설적 수수료 수익이 0.15% 상승함으로써 리얼 비트코인 마이너(채굴자)보다 우위에 설 수 있었습니다. 이러한 유형의 분석은 마이너 검열을 감지하고 비트코인 검열 저항 속성이 본 시스템의 보편적인 속성인지 아니면 단지 트랜잭션 수수료 프리미엄 결과에 따른 것인지 여부를 판단하는데 궁극적인 도움을 줄 수 있습니다.

개요

메모리 풀을 통해 비트코인 트랜잭션들을 수집하고 블록 후보들을 구축하는 비트코인 마이너들은 블록에 작업 증거들을 추가하기 위한 해싱 작업에 들어가기에 앞서 블록 후보들을 생성합니다. 이론적으로 마이너들은 블록 중량 한도 제약 안에서 블록들에 가능한 한 많은 트랜잭션들을 끼워 넣어 트랜잭션 수수료 수익을 최대화시키는데 주력합니다. 저희가 알기로는 이러한 수수료 최대화 프로세스가 지닌 효과를 평가하는 분석 작업이 지금까지 거의 이뤄진 적이 없습니다. 이에 따라 비트멕스 리서치에서는 이러한 사안을 규명하는데 노력을 기울이기로 했습니다.

비트코인 코어에는 후보 블록 템플릿을 생성할 수 있는 내장 명령어를 지니고 있습니다. 비트코인 개발업자들은 수수료 수익을 최대화할 수 있도록 트랜잭션 선별이 가능한 트랜잭션 선별 알고리즘을 만들어 왔습니다. 본 네트워크의 마이너 대부분은 이러한 알고리즘을 사용하고 있을 것입니다.

getblocktemplate

본 보고서에서는 자체 로컬 메모리 풀을 이용한 비트코인 코어 블록 템플릿 생성 알고리즘을 자체적으로 사용하여 후보 블록들을 생성하고 있습니다. 이를 통해 저희는 상이한 버전의 비트코인 코어들은 물론 실제 마이너들과도 그 결과들을 비교해 볼 수 있게 되었습니다.

후보 블록 구축 방법

저희는 본 분석의 실행을 위해 비트코인 코어 0.20.0 (2020년 배포)와 비트코인 코어 0.10.3(2015년 배포)에서 20초 간격으로 “getblocktemplate” 명령어를 실행했습니다. 그런 다음 이들 블록 템플릿 결과들을 데이터베이스에 입력했습니다. 그리고 이 결과들을 2021년 1월 15일에 걸쳐 이 결과들을 기록했습니다.

메모리 풀 최대 사이즈 300MB
OS Ubuntu 20.04
하드웨어 사양 4 CPUs
16GB RAM
클라우드 서비스 제공 업체 Google

본 결과들을 실제 마이너와 비교해보기 위해 생성된 각 블록의 타임스탬프를 주시하는 가운데 본 타임스탬프가 저희의 로컬 후보 블록의 타임스탬프와 가장 근사한 초 단위로 일치할 때까지 1초 단위로 뒤로 이동하였습니다. 실제 마이너와 비교된 대상은 본 블록의 수수료 수익입니다. 후보 블록들은 20초 간격으로 생성되기 때문에 저희가 뒤로 이동한 최대 시간은 시간은 20초이며 평균 시간 간격은 10초입니다. 신규 트랜잭션들이 메모리 풀에 추가될 수 있는 시간이 10초라는 짧은 시간에 한정되어 있기 때문에 이론적으로 이러한 상황은 실제 마이너에게 약간의 이점을 안겨 주었습니다. 물론 마이너들은 본인들의 블록에 가짜 타임스탬프나 아니면 수정된 타임스탬프를 선택할 수도 있고 저희는 이에 대해 대항하지는 않습니다.

블록 템플릿 결과 – 비트코인 코어 버전간의 비교

그림 1 – 블록 당 평균 비트코인 수수료 수익 – 비트코인 코어 템플릿 vs 실제 마이너 (BTC)

(출처: BitMEX Research)
(참고: 2021년 1월 3일 – 2021년 1월 18일 사이 수집한 데이터)

저희의 조사 결과에 따르면 비트코인 코어의 2015년 버전과 2020년 버전 간의 트랜잭션 선별 알고리즘이 눈에 띄게 개선되었습니다. 신규 버전에서의 수수료 수익은 같은 기간 기존 버전에 비해 40.3%의 증가율을 보였습니다. 기존 버전의 비트코인은 pre , pre opt-in Replace by Fee 및 pre Child Pays For Parent로 배포되었습니다. 이러한 차이 대부분이 SegWit를 통해 설명될 수 있을지도 모르지만 기존 버전의 비트코인 블록 안에 신규 트랜잭션 포맷인 SegWit가 포함되어 있지 않다는 점에서 SegWit를 수수료 최적화 향상 요인으로 바라보는 것은 바람직하지 않습니다.

하기 그림 2 트랜잭션 선별과 수수료 수익 측면에서 비트코인 코어 최신 버전(파랑)5년 전 버전(빨강)간의 유의미한 차이들을 보여주고 있습니다.

그림 2 – 후보 블록별 트랜잭션 수수료 수익 (BTC) – 비트코인 코어 0.20.0(파랑) & 비트코인 코어 0.10.3(빨강)

(출처: BitMEX Research)
(참고: 2021년 1월 3일 – 2021년 1월 18일 사이 수집한 데이터)

블록 템플릿 결과 – 리얼 네트워크와 비트멕스 로컬 생성 블록 간의 비교

그림 1을 통해 나타낸 바와 같이 비트코인 코어 0.20.0을 이용해 구축된 로컬 블록들은 블록별 평균 수익이 0.775비트코인을 기록한 리얼 네트워크와 비교해 평균 블록별 0.777비트코인 생성에 성공함으로써 같은 기간 수수료 수익 부문에서 리얼 네트워크를 제칠 수 있었습니다. 0.15%라는 차이가 작게 보일지 몰라도 이러한 차이는 리얼 마이너들이 이론적으로 10초라는 짧은 시간 제한으로 즐길 수 있었던 유리한 고지에도 불구하고 얻어진 우위라는 점에서 중요합니다. 이 우위는 같은 기간 리얼 마이너들이 생성한 다수의 빈 블록으로 인해 얻어진 이유도 부분적으로 있고 2017년 10월 당시 설명한 SPV 마이닝으로 인해 성취된 것이기도 합니다.

하기 그림 3에서는 수수료 수익 부문에서 저희의 로컬 생성 블록들과 리얼 네트워크 블록들 간의 시간의 경과에 따른 차이를 보여줍니다. 이들 데이터에 따르면 실제 마이너들에 비해 뒤지는 상황도 일부 있기는 하지만 평균적으로 리서치팀이 생성한 블록들이 수확한 네트워크 수수료가 더 높습니다. 그림 4의 막대 그래프에 따르면 절대 다수의 블록들에 포함된 로컬 생성 블록들의 수수료가 실제 네트워크와 아주 유사한 수준을 유지하고 있습니다.

그림 3 – 트랜잭션 수수료 수익– 실제 및 로컬 생성 블록들간의 차이(비트코인)

(출처: BitMEX Research)
(참고: 2021년 1월 3일 – 2021년 1월 18일 사이 수집한 데이터)

그림 4 – 트랜잭션 수수료 수익 막대 그래프 – 실제 및 로컬 생성 블록 간의 아치 (횟수)

(출처: BitMEX Research)
(참고: 2021년 1월 3일 – 2021년 1월 18일 사이 수집한 데이터)

블록 템플릿 결과 – 마이닝 풀 간의 비교

본 분석은 각기 다른 성과를 보여준 상이한 마이닝 풀들을 벤치마킹하는데 이용되었습니다. F2Pool은 블록별 수수료 수익 측면에서 평균 0.025비트코인차로 로컬 블록들을 제치며 훌륭한 성과를 보여주었습니다. 상기 언급한 10초라는 짧은 시간 제한으로 인해 얻어진 우위일 것입니다. 다른 한편으로 블록별 0.02비트코인 차로 로컬 블록에 패한 Antpool이 같은 기간 보여준 성과는 보잘 것 없습니다. 이러한 차이들은 작아 보이지만 특히 마이너의 수익 마진이 낮더라도 시간이 흐를수록 차이가 누적되어 쌓일 수 있습니다.

그림 5 – 블록별 평균 수수료 수익 차이(비트코인)

(출처: BitMEX Research)
(참고: 2021년 1월 3일 – 2021년 1월 18일 사이 수집한 데이터. 해당 기간 동안 50개 이상 블록에서 생성된 전체 풀.)

그림 6 – 블록별 평균 수수료 수익(비트코인)

(출처: BitMEX Research)
(참고: 2021년 1월 3일 – 2021년 1월 18일 사이 수집한 데이터. 해당 기간 동안 50개 이상 블록에서 생성된 전체 풀.)

마이너 트랜잭션 검열

2020년 10월 캐나다에서 상장된 비트코인 마이닝 그룹 DMG 블록체인 (DMG Blockchain [DMGI CN])에서는 특정 트랜잭션을 검열하는 정책 수립과 함께 제안된 신규 마이닝 풀의 개시를 발표했습니다. 이후 2021년 1월 현재 미국에 상장된 비트코인 마이너인 마라톤 패턴트 그룹 (Marathon Patent Group [MARA US])에서는 해당 풀을 함께 할 계획이라고 발표했습니다. 해당 풀을 둘러싼 마케팅의 대부분은 북미 지역이 중국 기반의 마이너로부터 순응적인 방식으로 시장 점유율을 늘려갈 수 있다는데 역점을 둔 것으로 보입니다. 저희가 아는 한 비트코인 네트워크에서 해당 풀이 생성한 블록이 아직까지 없습니다. 더불어 디지털 커런시 그룹 (Digital Currency Group)에서 신규 풀을 개시한 것으로 보입니다. 파운드리(Foundry)는 블록을 생성하기 시작했습니다. 해당 풀은 북미 지역에 시장 입지를 굳히겠다는 부분에서 유사한 목표를 지니고 있고 저희는 해당 풀이 검열 정책을 지니고 있는 사실을 인지할 수 없습니다.

일부에서는 DMG 블록체인의 검열 정책 실행 능력과 더불어 해당 풀이 블록을 전혀 생성하지 못하는 부분에 대해 의구심을 표하고 있지만 저희 의견으로는, 이는 네트워크에 중요한 진전을 이루고 있고 향후 수 년 이내에 주요 이슈가 될 것이라고 생각하고 있습니다. 초기 단계에서 트랜잭션 검열은 중요성이 떨어지는 미사용 트랜잭션 출력값(UTXO) 몇 개만을 나열한 블랙리스트에 기반할 것으로 보입니다. 그러나 누군가가 더 큰 규모의 검열 경로를 구상할 수 있고 여기에는 블랙리스트 명단이 더욱 길어지고 화이트리스트도 포함되며 궁극적으로는 규약에서 벗어난 블록들을 잠정적으로 소외시키는 것 등이 고려될 수 있습니다. 2015년도에서 2017년도에 이르는 기간 동안 비트코인이 스케일링과 하드포크 시행 방법을 둘러싼 주요 내분을 겪었다면 그 다음에는 프라이버시와 트랜잭션 검열을 둘러싼 분쟁을 겪을 가능성이 있습니다.

이러한 잠재된 내분에 의견 대립의 골자는 점점 분명해집니다. 검열을 지지하는 쪽인 찬성론자들은 가치 저장의 유스케이스에 매료된 대규모 기관 자금이 도달했고 무정부적인 얼리어답터들은 이제 비트코인이 신규 투자자들이 필수 요건으로 요구하는 규제 프레임워크 안에 존재하는 현실에 깨어 있어야 한다는 주장을 쏟아내고 있습니다. 그 반대편에 서 있는 얼리어답터들은 검열 저항 속성이 상실될 경우 비트코인이 가치 저장의 유스케이스를 뒷받침하는 특성을 상실할 수 있다는 주장을 제기할 수 있을 것입니다.

결론

이렇게 제안된 트랜잭션 검열 풀은 동기가 되어 이번 조사를 진행하게끔 만들었습니다. 만약 풀이 이러한 정책과 관련을 맺게 되어 수익 최대화 트랜잭션 선별 정책에서 멀어지게 되면 이것이 마이닝 수익에 미칠 영향을 수량화하는 것이 중요해질 수 있습니다. 따라서 저희는 본 분석을 꾸준히 실행하여 마이닝 풀이 검열을 시행하게 될 대상과 수익에 끼칠 영향을 비롯해 검열 대상에 어떤 개별 트랜잭션들이 포함될 것인지 등에 관한 상세 내용을 구분하고 공개하는 것을 목표로 삼고 있습니다.

일부에게 비트코인의 검열 저항 속성은 언제나 수수료 프리미엄과 직접적인 연관성을 가져왔습니다. 수수료는 마이너 수익 최대화의 단순한 충분 요건이 아닌 검열을 무력화하는 단점들을 상쇄시킬 수 있을 정도의 충분 요건이 되어야 합니다. 예컨대 에릭 보스퀼(Eric Voskuil)이 “검열 저항 속성”이라는 글에서 밝힌 바와 같이 “검열 저항은 트랜잭션 수수료의 결과”인 것입니다.

지속적인 검열 집행을 위해 국가는 조세 소비를 적어도 수수료 프리미엄 수준에 맞춰 소비해야 한다.

(출처: Eric Voskuil)

이 부분에서 에릭이 지적한 내용은 정확하고 최근에 제안된 마이닝 풀은 그의 이론을 보기 좋게 뒷받침하고 있습니다. 비트코인 커뮤니티에서는 이러한 잠재적인 새로운 현실을 다뤄야 합니다. 그러나 비트코인의 가치제안인 검열 저항적 트랜잭션이 본 시스템의 보편적인 속성으로 더 이상 자리잡지 못하고 오히려 순전히 본 트랜잭션에 추가된 수수료 프리미엄의 결과로 귀착되면 비트코인은 그렇지 않은 상황에서보다 그 내재적 유용성이 감소하게 될 것입니다. 이러한 시나리오에도 불구하고 이러한 형태의 검열 저항성은 여전히 긴요한 가치 저장와 디지털 금 대체제로서 네트워크를 부트스트랩 하기에 충분히 유용합니다.