크로스체인 메시징과 공유 유동성: 레이어제로 v2, 하이퍼레인, IBC 3.0의 보안 모델
레이어제로 v2 (LayerZero v2), 하이퍼레인 (Hyperlane), IBC 3.0과 같은 상호운용성 프로토콜은 멀티체인 DeFi 생태계의 핵심 인프라로 부상하고 있습니다. 각 프로토콜은 크로스체인 메시징과 공유 유동성에 대해 서로 다른 접근 방식을 취하며, 고유한 보안 모델을 가지고 있습니다.
- 레이어제로 v2 – 탈중앙화 검증 네트워크 (DVN)를 사용하는 증명 집계 모델
- 하이퍼레인 – 멀티시그 검증인 위원회를 자주 사용하는 모듈식 프레임워크
- IBC 3.0 – 코스모스 생태계 내 신뢰 최소화 릴레이어를 갖춘 라이트 클라이언트 프로토콜
이 보고서는 각 프로토콜의 보안 메커니즘을 분석하고, 라이트 클라이언트, 멀티시그, 증명 집계 방식의 장단점을 비교하며, DeFi 구성성과 유동성에 미치는 영향을 살펴봅니다. 또한 현재 구현 현황, 위협 모델, 채택 수준을 검토하고, 이러한 설계 선택이 멀티체인 DeFi의 장기적인 생존 가능성에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 전망으로 마무리합니다.
주요 크로스체인 프로토콜의 보안 메커니즘
레이어제로 v2: 탈중앙화 검증 네트워크 (DVN)를 통한 증명 집계
레이어제로 v2는 모듈식, 애플리케이션 구성 가능 보안 레이어를 강조하는 옴니체인 메시징 프로토콜입니다. 핵심 아이디어는 애플리케이션이 하나 이상의 독립적인 **탈중앙화 검증 네트워크 (DVN)**를 통해 메시지를 보호하도록 하는 것입니다. 이 DVN들은 집합적으로 크로스체인 메시지를 증명합니다. 레이어제로의 증명 집계 모델에서 각 DVN은 본질적으로 메시지를 독립적으로 검증할 수 있는 검증인들의 집합입니다 (예: 블록 증명 또는 서명 확인). 애플리케이션은 메시지를 수락하기 전에 여러 DVN으로부터 집계된 증명을 요구할 수 있으며, 이를 통해 임계값 기반의 "보안 스택"을 형성합니다.
기본적으로 레이어제로는 몇 가지 DVN을 즉시 사용할 수 있도록 제공합니다. 예를 들어, 2/3 멀티시그 검증을 사용하는 레이어제로 랩스 운영 DVN과 구글 클라우드가 운영하는 DVN이 있습니다. 하지만 결정적으로, 개발자들은 DVN을 혼합하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 DVN의 서명과 함께 다른 5개 중 2개의 서명을 요구하는 "1 of 3 of 5" 구성을 요구할 수 있습니다. 이러한 유연성은 라이트 클라이언트, 영지식 증명, 오라클 등 다양한 검증 방법을 하나의 집계된 증명으로 결합할 수 있게 합니다. 사실상, 레이어제로 v2는 v1의 초경량 노드 모델 (하나의 릴레이어 + 하나의 오라클에 의존)을 DVN 간의 X-of-Y-of-N 멀티시그 집계로 일반화한 것입니다. 각 체인에 있는 애플리케이션의 레이어제로 엔드포인트 컨트랙트는 요구되는 DVN 쿼럼이 해당 메시지에 대한 유효한 증명을 작성한 경우에만 메시지를 전달합니다.
보안 특성: 레이어제로의 접근 방식은 요구되는 집합 내 최소 하나의 DVN이 정직하거나 (또는 하나의 영지식 증명이 유효한 경우 등) 신뢰가 최소화됩니다. 앱이 자체 DVN을 필수 서명자로 실행하도록 허용함으로써, 레이어제로는 앱 팀의 검증인이 승인하지 않는 한 어떤 메시지도 거부할 수 있는 권한을 앱에 부여합니다. 이는 (중앙화의 대가를 치르더라도) 보안을 크게 강화하여, 앱의 서명 없이는 어떠한 크로스체인 메시지도 실행되지 않도록 보장합니다. 반면에, 개발자들은 더 강력한 신뢰 분산을 위해 더 탈중앙화된 DVN 쿼럼 (예: 15개 독립 네트워크 중 5개)을 선택할 수도 있습니다. 레이어제로는 이를 "애플리케이션 소유 보안"이라고 부릅니다. 각 앱은 DVN을 구성하여 보안, 비용, 성능 간의 절충점을 선택합니다. 모든 DVN 증명은 궁극적으로 변경 불가능한 레이어제로 엔드포인트 컨트랙트에 의해 온체인에서 검증되어 무허가 전송 레이어를 유지합니다. 단점은 보안이 선택된 DVN만큼만 강력하다는 것입니다. 만약 구성된 DVN들이 공모하거나 손상되면, 사기성 크로스체인 메시지를 승인할 수 있습니다. 따라서 각 애플리케이션은 견고한 DVN을 선택하거나 더 약한 보안의 위험을 감수해야 하는 부담을 가집니다.
하이퍼레인: 모듈식 ISM을 갖춘 멀티시그 검증인 모델
하이퍼레인은 대상 체인에서 메시지가 전달되기 전에 이를 검증하는 온체인 **인터체인 보안 모듈 (ISM)**을 중심으로 하는 상호운용성 프레임워크입니다. 가장 간단한 (그리고 기본) 구성에서, 하이퍼레인의 ISM은 멀티시그 검증인 집합을 사용합니다. 오프체인 검증인 위원회가 소스 체인에서 나가는 모든 메시지의 머클 루트와 같은 증명에 서명하고, 목적지에서는 임계값 이상의 서명이 필요합니다. 즉, 하이퍼레인은 "메시지 X가 체인 A에서 실제로 발생했다"는 것을 확인하기 위해 허가형 검증인 쿼럼에 의존하며, 이는 블록체인의 합의와 유사하지만 브리지 수준에서 이루어집니다. 예를 들어, 웜홀은 19명의 가디언과 13/19 멀티시그를 사용하는데, 하이퍼레인의 접근 방식은 정신적으로 유사합니다 (물론 하이퍼레인은 웜홀과 다릅니다).
핵심 특징은 하이퍼레인이 프로토콜 수준에서 단일한 고정 검증인 집합을 가지고 있지 않다는 것입니다. 대신, 누구나 검증인을 운영할 수 있으며, 다른 애플리케이션들은 다른 검증인 목록과 임계값을 가진 ISM 컨트랙트를 배포할 수 있습니다. 하이퍼레인 프로토콜은 기본 ISM 배포 (팀이 부트스트랩한 검증인 집합 포함)를 제공하지만, 개발자들은 자신의 앱에 맞게 검증인 집합이나 보안 모델을 자유롭게 커스터마이징할 수 있습니다. 실제로 하이퍼레인은 여러 유형의 ISM을 지원하며, 여기에는 여러 검증 방법을 결합하는 **집계 ISM (Aggregation ISM)**과 메시지 매개변수에 따라 ISM을 선택하는 **라우팅 ISM (Routing ISM)**이 포함됩니다. 예를 들어, 앱은 하이퍼레인 멀티시그 와 외부 브리지 (웜홀이나 액셀러 등)의 서명을 모두 요구하여 중복성을 통해 더 높은 보안 수준을 달성할 수 있습니다.
보안 특성: 하이퍼레인 멀티시그 모델의 기본 보안은 대다수 검증인의 정직성에서 비롯됩니다. 만약 임계값 (예: 8명 중 5명)의 검증인이 공모하면 사기성 메시지에 서명할 수 있으므로, 신뢰 가정은 대략 N-of-M 멀티시그 신뢰입니다. 하이퍼레인은 아이겐레이어 리스테이킹과 통합하여 이 위험을 해결하고 있으며, 검증인들이 잘못된 행동에 대해 슬래싱될 수 있는 스테이킹된 ETH를 예치하도록 요구하는 *경제적 보안 모듈 (ESM)*을 만들고 있습니다. 이 "액티브 검증 서비스 (AVS)"는 만약 하이퍼레인 검증인이 유효하지 않은 메시지 (실제로 소스 체인 기록에 없는 메시지)에 서명하면, 누구나 이더리움에 증거를 제출하여 해당 검증인의 지분을 슬래싱할 수 있음을 의미합니다. 이는 사기를 경제적으로 억제함으로써 보안 모델을 크게 강화합니다. 하이퍼레인의 크로스체인 메시지는 검증인의 사회적 평판뿐만 아니라 이더리움의 경제적 가치에 의해 보호됩니다. 그러나 한 가지 절충점은 슬래싱을 위해 이더리움에 의존하면 이더리움의 활성성에 대한 의존성이 생기고, 사기 증명을 제시간에 제출하는 것이 가능하다고 가정해야 한다는 것입니다. 활성성 측면에서, 하이퍼레인은 임계값을 충족할 만큼 충분한 검증인이 온라인 상태가 아니면 메시지 전달이 중단될 수 있다고 경고합니다. 프로토콜은 유연한 임계값 구성을 허용하여 이 문제를 완화합니다. 예를 들어, 더 큰 검증인 집합을 사용하여 간헐적인 다운타임이 네트워크를 중단시키지 않도록 합니다. 전반적으로, 하이퍼레인의 모듈식 멀티시그 접근 방식은 검증인 집합에 대한 신뢰를 추가하는 대가로 유연성과 업그레이드 가능성 (앱이 자체 보안을 선택하거나 여러 소스를 결합)을 제공합니다. 이는 진정한 라이트 클라이언트보다 약한 신뢰 모델이지만, 최근의 혁신 (리스테이킹된 담보 및 슬래싱 등)을 통해 실제로는 유사한 보안 보장을 달성하면서도 여러 체인에 걸쳐 배포하기 쉬운 상태를 유지할 수 있습니다.