라이트닝 네트워크 (2부) – 송금 수수료 경제학

요약: 이번 보고서에서 저희 비트멕스 리서치 팀은 라이트닝 네트워크 송금 수수료의 시장 역학과 라이트닝 노드 운영자가 유동성을 제공하기 위한 재정적 인센티브에 대해 살펴보고자 합니다. 저희는 송금 문제의 컴퓨터 과학 측면보다는 네트워크의 주요 과제로 라이트닝 송금 수수료와 채널 유동성 공급자의 투자 수익률 간의 상호 관계와 균형을 파악합니다. 저희는 라이트닝 네트워크의 규모가 적어도 이론적으로 조정되는 경우, 금리 변화와 투자 심리와 같은 광범위한 금융 시장의 조건이 라이트닝 네트워크 수수료에 영향을 미칠 수 있다고 결론지었습니다. 그러나 우세한 경제 상황과는 무관하게 저희는 장기적으로 경쟁이 물가의 주요 동력이 될 것이라는 견해를 가지고 있습니다. 시장 진입 장벽이 낮으면 균형이 유동성 제공자의 투자 수익률보다는 사용자와 낮은 수수료를 선호할 수도 있다는 것을 의미합니다.

(싱가포르 시를 강타하는 번개) (Pexels)

개요

저희는 2018년 1월 라이트닝 네트워크가 이론적인 측면이 강했을 당시에 처음으로 이에 대한 보고서를 작성했습니다. 오늘 날 라이트닝 네트워크가 추상적인 부분에서 실험적인 부분으로 전환함에 따라 저희는 다시 한 번 살펴봐야 할 때라고 생각했습니다. 이 보고서의 주요 초점은 특히 라이트닝 네트워크 제공 업체의 수수료 및 인센티브와 관련하여, 재정적 및 투자 관점에서 라이트닝 네트워크를 분석하는 것입니다. 저희는 해당 기술의 다른 측면들을 살펴보지 않을 것입니다.

송금 문제

라이트닝 네트워크의 비평가들은 종종 송금을 주요 문제로 지적하는데 일반적으로 “컴퓨터 과학의 미해결 문제”와 같은 주장을 합니다. 일반적으로 저희는 송금 문제의 이러한 특성에 실제로 동의하지 않으며 송금과 관련한 컴퓨터 과학이 주요 도전 과제로 간주하지 않습니다. 지불을 위해 채널 간의 경로를 검색하는 것은 상대적으로 간단하고 비트코인과 같은 다른 개인 간 거래 방식 네트워크와 유사할 수 있습니다.

그러나 저희가 생각하는 주요 과제는 유동성 공급과 지불 송금의 재정적 측면과 경제적 측면 사이의 상호 작용 혹은 균형입니다. 라이트닝 네트워크 노드 운영자는 충분한 유동성을 제공하기 위해 송금 비용으로 인센티브를 받을 필요가 있으며, 이를 통해 지불이 원활히 이루어질 수 있습니다. 특히 신규 거래자들이 네트워크에 진입할 경우, 수요가 있는 채널에 유동성을 특별히 할당하고 이러한 채널을 식별하는 것이 어려울 수 있습니다. 네트워크가 사용자에 대한 저렴한 수수료를 보장하는 부분과 유동성 공급자에게 인센티브를 제공할 수 있도록 수수료를 충분히 높게 유지하는 부분 사이의 이러한 균형은 중요한 문제가 될 가능성이 높습니다. 이번 보고서에서 더 자세히 설명했듯이, 이 문제의 규모와 시장이 지우는 수수료율은 경제 상황에 달려 있습니다.

라이트닝 수수료 시장 역학

온체인 비트코인 거래의 경우 사용자 (혹은 이들의 지갑)가 지불할 때 각 거래에 대한 수수료를 명시하고, 그 후 마이너들은 수수료 수익을 극대화하기 위해 단위 블록 중량 당 더 높은 수수료 거래를 선택하여 블록을 생성하려고 시도합니다. 이와 대조적으로 라이트닝은 현재 다른 방식으로 작동하는 것처럼 보입니다. 송금 노드 운영자는 수수료를 설정한 후, 사용자는 수수료를 최소화하기 위해 채널을 선택하여 지불 방식을 정합니다. 라이트닝을 통해 처음에는 사용자가 아닌 공급업체가 수수료를 설정했습니다. 따라서 라이트닝은 공급업체가 전문화된 서비스를 제공함에 따라 우수한 수수료 구조를 제공할 수 있으며, 단순성에 우선 순위를 두어야 하는 일반 사용자보다 공급업체들이 수수료율을 두고 경쟁하는 것이 더 적합합니다.

라이트닝에는 송금 수수료 노드 운영자가 지정해야 하는 두 가지 유형의 송금 수수료, 즉 기본 수수료와 수수료율이 있습니다.

두 가지 유형의 라이트닝 네트워크 수수료

수수료 유형 설명 관례
기본 수수료 금액이 채널을 통해 송금될 때마다 부과되는 고정 수수료 이는 사토시의 1,000분의 1로 표현됩니다. .

예를 들어 기본 수수료 1,000은 거래 당 1 사토시입니다.

수수료율 지불 금액에 부과되는 일정 비율의 수수료 이는 이체된 사토시의 백만 분의 1로 표현됩니다.

예를 들어 1,000의 수수료율은 1,000/100,000이며, 이는 채널을 통해 이체된 값의 0.1%입니다. 10bps와 동등합니다.

투자 자본

송금 지불에 유동성을 제공하고 수수료 수익을 얻기 위해 라이트닝 노드 운영자는 지불 채널 내에서 자본 (비트코인)을 고정시켜야 합니다.

두 가지 유형의 채널 수용량

설명 창출
유입 수용량 유입되는 유동성은 입금을 받는 데에 있어 사용할 수 있는 노드 지불 채널 내의 자금입니다.

이러한 자금은 라이트닝 네트워크의 다른 참여자들이 소유하고 있습니다.

만일 지불 채널이 운영 중지가 되는 경우, 이들 자금은 노드 운영자에게 반환되지 않습니다.

유입 밸런스는 두 가지 방법 중 하나로 창출됩니다:

* 다른 네트워크 참여자가 노드를 사용하여 지불 채널을 여는 경우

* 노드 운영자가 기존 채널을 통해 지불하는 경우

유출 수용량 유출되는 유동성은 출금을 하는 데에 있어 노드 지불 채널 내의 자금입니다.

이러한 자금은 노드 운영자와 이들의 투자 자본의 일부가 소유하고 있습니다. 노드 운영자는 총 유출된 밸런스를 고려하면서 다른 투자의 기회 비용 또한 고려할 수 있습니다.

만일 지불 채널이 운영 중지가 되는 경우, 이들 자금은 노드 운영자에게 반환됩니다.

유출 밸런스는 세 가지 방법 중 하나로 창출됩니다:

* 노드 운영자가 또 다른 네트워크 노드를 사용하여 지불 채널을 여는 경우

* 노드 운영자가 기존 채널을 통해 지불을 받는 경우

* 지불금이 노드를 통해 송금하고 수수료를 받는 경우

채널의 유입 및 유출 수용량에 대한 그래프 도표 

(출처: Bitcoin Lightning Wallet)
(공지사항: 오렌지색의 밸런스는 유입 수용량, 파란색의 밸런스는 유출 수용량을 나타냅니다)

라이트닝 수수료 시장의 운영

송금 노드를 성공적으로 운영하는 것은 생각보다 어렵습니다. 1ml.com에 따르면 보고서 작성 당시 7,615개의 공공 라이트닝 노드가 존재했습니다. 그러나 노드 관리, 채널 재조정 및 적절한 방식으로 수수료를 설정함으로써 이러한 노드 중 몇 백 개만이 유동성을 제공하는 데 기여를 하고 있습니다.

노드 운영자는 다음을 필요로 할 수 있습니다:

  • 수수료율과 기본 수수료 모두를 조정하고, 조정의 영향을 감시하며 최적의 소득 극대화 세트를 보정합니다
  • 네트워크를 분석하고 신규 거래자와 같이 지불 요구가 높으면서 연결 상태가 불량인 노드를 찾습니다
  • 네트워크 전체뿐만 아니라 목표에 맞추고 있는 고수요 저수용량 송금을 위해 수수료 시장을 분석합니다
  • 양뱡향 유동성이 충분하도록 채널을 지속적으로 감시하고 재조정합니다
  • 최신 채널 상태에 대한 사용자 지정 백업 솔루션을 구현하여 노드 기계가 충돌 시 자금을 보호합니다

현재 위의 기능을 수행할 수 있는 자동화된 시스템은 없습니다. 만일 이 부분이 변하지 않으면 라이트닝 네트워크에 유동성을 제공할 수 있도록 전문적인 사업체를 설립해야 할 수도 있습니다. 그러나 유동성과 마찬가지로 이러한 기술적 문제들을 극복하는 데에 있어서의 어려움이 반드시 지불이 어렵거나 비싸다는 것을 의미하지는 않습니다. 이러한 기술적 문제들은 단순히 평형 상태의 시장 수수료율을 조정할 수 있습니다. 이러한 문제가 극복하기 어려울수록 잠재적 투자 수익률은 채널 운영자에게 더 높을 것이고, 문제를 해결하는 인센티브가 더 커질 것입니다. 라이트닝의 성공을 이끌 부분은 노드 운영자에게 직면한 문제가 아닌 수요입니다.

라이트닝 수수료 시장이 제대로 운영되기 위해서는 노드 운영자가 경쟁 환경에 따라 수수료를 조정해야 할 수도 있으며, 이는 알고리즘을 기반으로 하거나 수수료 수익을 극대화하기 위한 수동적인 절차일 수 있습니다. 비트멕스 리서치 팀은 결국 표준 사례가 될 수 있는 부분을 따라가기 위해 아래 섹션에서 알 수 있듯이, 3개월 동안 노드 중 하나의 수수료율을 수정하는 실험을 수행했습니다.

수수료율 실험

비트멕스 리서치 팀은 현재 라이트닝 네트워크의 초기 상태에서도 수수료 시장의 상태를 시험 및 평가하기 위해 기본적인 실험을 수행하기로 결정했습니다. 저희는 네트워크 조정에 따라 노드 운영자가 결국 수행할 것으로 예상할 수 있듯이, 어떤 요율이 수수료 수익을 최대화할 것인지를 결정하기 위해 라이트닝 노드를 설정하고 정기적으로 수수료율을 변경했습니다.

하나의 차트에서 나온 저희의 기본적인 비과학적 분석은 아래 분포 차트에서 보여주고 있습니다. 이는 수수료율이 현재 라이트닝 노드의 수수료 수입에 영향을 미치고 있음을 나타냅니다. 수수료율이 0에서 0.1 bps까지 증가함에 따라 일일 수수료 수익이 빠르게 증가하는 것처럼 보입니다. 수수료가 이 요율 이상으로 증가하면 하루 평균 수수료 수입은 점차 줄어드는 것으로 보입니다. 따라서 이 실험을 기반으로 수익을 극대화하는 수수료율은 0.1 bps 정도로 나타나는데 이는 다른 결제 시스템과 비교하면 확실히 매우 낮은 수준입니다. 그러나 물론 이는 단일 거래에 대한 수수료이며 지불에 있어 다수의 거래가 존재할 수 있습니다. 동시에 현재의 라이트닝 수수료 시장은 거의 존재하지 않으며 실제로 비트멕스 리서치 팀은 수수료를 변경함으로써, 경제적 수익을 극대화하는 실험을 큰 규모로 수행한 소수의 라이트닝 노드 중 하나일 수 있습니다.

라이트닝 노드 일일 수수료 수익 대 수수료율

(출처: BitMEX Research)
(라이트닝 수수료 수익 데이터 차트 – 공지사항 및 주의사항:
* 2018년 12월 31일부터 2019년 3월 24일까지의 일일 데이터
* 하나의 라이트닝 노드에서 추출된 데이터
* 해당 기간 동안 기본 수수료는 0
* 투자 수익률 데이터는 가장 최적의 수수료율을 제외한 모든 수수료의 영향을 포함하여 음수의 투자 수익률을 나타낼 때 온체인 비트코인 거래 수수료를 제외합니다
* 해당 데이터는 평일과 주말을 모두 포함하며 일반적으로 주말에 라이트닝 네트워크 트래픽이 크게 감소합니다
* 수수료율은 매일 21:00 UTC 경에 변경되었습니다. 해당 수수료율은 매일 감소했고, 다음 수수료율을 하향 조정하기 위해 몇 차례 하락에 대한 언급이 있은 후 수수료율 범위의 최상위로 뛰어 올랐습니다. 이에 대한 이유는 일부 지갑 (예. 모바일 지갑)은 노드를 통해 송금을 진행할 때 마다 항상 수수료율을 조회하지 않았으므로, 수수료율을 인상할 때 다수의 지불이 실패하게 됩니다. 예를 들어, 모바일 지갑에서 라이트닝 노드로 채널을 연 다음 수수료율을 인상하고 즉시 지불을 시도할 때 지갑이 너무 낮은 수수료로 지불을 시도하면서 실패하는 경우가 많았습니다. 저희의 관점에서 볼 때 라이트닝 네트워크 수수료 시장이 운영되기 위해서는 노드 운영자가 정기적으로 수수료를 변경해야 할 수도 있으므로, 지갑을 통해 수수료율을 더 자주 문의해야 할 수도 있습니다
* 채널 재조정은 2주에 한 번 수동으로 수행되었습니다. 각 경우에 약 30분이 소요되었습니다 

* 라이트닝 노드가 LND를 실행하고 있었으며 소프트웨어는 2주마다 원본으로 업데이트되었습니다 
* 채널의 약 30% (가치 기준)가 자동 조종 장치를 사용하여 열렸으며 나머지 70%는 수동으로 열렸습니다
* 투자 수익률은 매일 네트워크의 유출 채널 수용량을 이용해서 산정하고 일일 수수료 수익을 기반으로 투자 수익률을 연산한 후, 특정 범위의 수수료율로 모든 요일을 기준으로 단순 평균값을 산출했습니다
* 해당 데이터는 하나의 노드 및 특정 채널 집합에 기반하므로 다른 노드 운영자의 경험은 매우 다를 수 있습니다
* 저희는 이 실험을 위해 공개 노드를 사용하려고 시도했지만 수수료 수익은 너무 산발적이었고, 일부 네트워크 참여자들은 광고 요금보다 훨씬 더 상회하는 금액을 정기적으로 지불하여 데이터를 신뢰할 수 없게 만들었습니다 

* 안타깝게도 저희는 두 축에 로그 척도를 사용해야 했습니다. 수수료율과 관련하여 저희는 어떤 요율을 부과해야 할지, 심지어 어느 정도의 크기를 설정해야 할지 확신할 수 없었습니다. 따라서 저희는 0.0001%에서 0.5%까지 다양한 요율을 시도해 보았고 로그 척도가 가장 적절하다는 것을 확인할 수 있었습니다. 동시에 일일 수수료 수익은 0 사토시에서 3,000 사토시에 이르면서 유동성이 매우 높았습니다. 따라서 로그 척도가 가장 적절하다고 간주할 수 있었습니다. 네트워크가 발전하고 신뢰도가 높아졌을 뿐만 아니라 수수료 시장의 정보 또한 개선됨에 따라 선형 규모가 더 적합할 수 있습니다

수수료 수익 및 투자 수익률

일일 수수료 수익 외에 라이트닝 노드 운영 및 다양한 수수료율과 관련된 연간 투자 수익률도 고려할 수 있습니다. 이는 일일 수수료 수익을 연간화하고 해당 수치를 일일 유출 유동성으로 나누어 계산합니다.

실험에서 달성한 가장 높은 연간 투자 수익률은 2.75%였으며, 가장 높은 수수료 버켓 투자 수익률은 거의 1%에 달했습니다. 이는 적어도 라이트닝 채널을 실시간으로 백업할 수 있는 기능이 구현되면 이론상으로는 상대적으로 위험이 낮은 투자로부터의 수익은 상당히 매력적으로 보이게 됩니다. 기존의 비트코인 투자자들은 이러한 수익에 유혹되어 라이트닝 네트워크에 유동성을 제공할 수도 있고, 또는 대체적으로 미국 달러 기반의 투자자들이 비트코인을 매입하여 레버리지로 비트코인 가격 노출을 회피한 다음 라이트닝 네트워크 수수료 수익을 얻기 위한 시도를 할 수 있습니다.

수수료 버켓으로 인한 라이트닝 노드의 연간 투자 수익률

(출처: BitMEX Research)

물론 현재의 라이트닝 네트워크의 유동성 공급자들은 이러한 투자 수익률로 인해 동기 부여될 가능성은 적습니다. 현재 노드 운영자들은 취미 애호가일 가능성이 높으며, 라이트닝 채널을 열고 재조정하는 데 요구되는 온체인 비용을 고려할 때 압도적인 대다수의 노드 운영자들이 손실을 입습니다. 이러한 취미 애호가 기반의 유동성은 아마도 한동안 네트워크를 유지할 수 있지만, 많은 사람들이 라이트닝 네트워크에 대한 야심 찬 규모를 충족시키기 위해서는 투자자가 잠재적인 투자 수익에 매료되어야 합니다.

라이트닝 네트워크 수수료 및 경제적 여건

현재 저수익 환경에서는 1%의 투자 수익률이 매력적일 수 있지만, 라이트닝 네트워크는 초반에 적절한 상업적 유동성 공급자를 유치하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 이 분야의 투자자들은 일반적으로 고위험 고수익 투자를 찾는데, 이는 상대적으로 낮은 위험의 수익률 투자에서 라이트닝 유동성 공급자를 위한 투자와는 반대되는 것으로 보입니다. 따라서 이 프로필에 맞는 새로운 유형의 투자자가 필요할 수 있습니다.

라이트닝 네트워크가 대규모로 도달하는 경우, 안정적인 저위험 수익률의 고유동성 투자 상품은 경제 상황에 따라 민감할 수 있습니다.

다음과 같은 시나리오가 있습니다:

  1. 미국 연방준비제도의 기준 금리는 1.0%입니다
  2. 라이트닝 노드 운영자는 일반적으로 유출 밸런스에서 연간 1.5%의 투자 수익을 얻고 있습니다
  3. 건재한 경제 여건과 물가상승 압박으로 인해 미국 연방준비제도의 공개 시장위원회는 금리를 1%에서 3%로 인상합니다.
  4. 보다 매력적인 투자 수익률로 인해 라이트닝 네트워크 노드 운영자는 라이트닝 네트워크에서 자본을 인출하고 정부 채권을 매수합니다
  5. 라이트닝 네트워크의 유동성 수준이 낮기 때문에 사용자는 송금하는 데에 있어 더 높은 수수료를 지불해야 하며 라이트닝 네트워크에서는 비용이 더 많이 발생합니다

그러나 라이트닝 네트워크 유동성이 위에 언급된 논리가 적용될 만큼 충분히 규모가 큰 경우, 어쨌든 라이트닝은 이미 엄청난 성공을 거두었을 것입니다.

무위험 수익률

어떤 면에서 라이트닝 네트워크가 만기되는 경우, 라이트닝 노드를 운영하면서 얻은 투자 수익률을 비트코인의 무위험 수익률 혹은 적어도 신용 위험이 없는 수익률로 생각할 수 있습니다. 이는 전통적 금융 시스템에서 종종 투자자들이 정부 채권을 보유함으로써 얻는 이자율로써, 정부는 원금과 쿠폰을 지급해야 하는 법적 의무와 채권 보유자들에게 지불하기 위해 새로운 돈을 창출할 수 있는 수단을 가지고 있습니다. 예를 들면 위험이 거의 0입니다. 이론적으로 다른 모든 투자 프로젝트 혹은 대출은 이러한 무위험 요율보다 더 높은 수익률이 발생해야 합니다. 라이트닝 노드 유동성 공급자가 비트코인 생태계 내에서 기본 요율로 간주되는 것처럼 비트코인에도 동일하게 적용될 수 있습니다.

향후에 노드 운영과 관련된 대부분의 기술적 문제가 극복되고 경쟁력 있는 수수료 설정 알고리즘이 존재하는 경우, 이러한 라이트닝 네트워크의 무위험 수수료율은 궁극적으로 다음을 통해 결정될 수 있습니다:

  • 더 넓은 금융 시장의 여건 – 높은 금리는 라이트닝 네트워크의 무위험 요율을 더 높일 수 있습니다
  • 라이트닝 거래에 대한 수요 – 더 많은 수요 혹은 더 높은 속도의 돈은 라이트닝 네트워크의 무위험 요율을 증가시켜야 합니다

결론

전문 헤지펀드 혹은 밴처 캐피탈 투자자들이 2018년 중반 지분 증명 기반의 시스템을 위한 “지분 서비스” 사업 모델처럼 라이트닝 네트워크 유동성 공급자가 되겠다는 열의를 가질지는 미지수입니다. 라이트닝 네트워크 유동성 공급자의 투자 수익률은 아직 설득력이 없어 보이지만, 네트워크가 형성 단계에 있는 상황에서 저희는 이러한 사업 모델을 통해 잠재적인 장점을 확인할 수 있습니다.

저희의 견해로 볼 때 라이트닝 네트워크는 순전히 취미 애호가인 유동성 공급자를 기반으로 한 어떠한 경제적 수수료 시장 주기나 문제에도 부딪히지 않고 비트코인의 현재 온체인 거래량을 여러 배까지 쉽게 확장할 수 있습니다. 그러나 해당 네트워크가 많은 라이트닝 옹호론자들의 희망에 도달하기 위해서는 위험이 조정된 투자 수익을 극대화하려는 굶주린 투자자들로부터 유동성을 끌어들일 필요가 있습니다. 만일 이러한 일이 발생하는 경우, 불행하게도 네트워크는 시간이 지남에 따라 투자 환경에 변화를 가져오기 때문에 수수료 시장 여건과 관련하여 상당한 변화를 겪을 수 있습니다.

그러나 노드를 설정하고 유동성을 제공하며 대응 관계에 있는 거래자보다 값을 내려 수익을 얻는 것은 비교적 쉽습니다. 만일 운영 중인 노드의 운영 채널, 유동성 공급의 범위 및 투자 수익 사이에서 균형이 깨지는 경우, 저희는 분명히 알지 못합니다. 하지만 저희가 라이트닝 네트워크의 구조와 설계를 바탕으로 추측해야 한다면, 저희는 해당 시스템이 유동성 공급자보다는 사용자들과 낮은 수수료에 어느 정도 조작되어 있다고 말할 것입니다.