[논문 리뷰] Atomic Loans: Cryptocurrency Debt Instruments

Matthew Black, TingWei Liu외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 01. 16.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 1인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 원자 스왑 기술을 사용하여 중개자가 없는 신뢰할 수 없는, 크로스체인 암호화폐 채무 증권인 원자 레이븐(atomic loans)을 제안한다. HTLC와 비밀 공유 메커니즘을 활용해 블록체인 간 탈중앙화된, 중개자가 없는 대출을 가능하게 하며, 실패 시 콜라테럴 매각을 위한 공정한 입찰 절차를 제공한다.

ABSTRACT

Atomic swaps enable the transfer of value between the cryptocurrencies of various blockchains without the need to trust an intermediary. In this paper, we propose the concept of atomic loans, which utilize atomic swap technology to allow market participants to create overcollateralized debt instruments in a trustless and disintermediated manner. The primary use cases for atomic loans include enabling fiat/stablecoin access for cryptocurrency holders to participate within legacy systems, as well as enabling leverage for margin trading. We also introduce a bidding process for liquidating collateral in the case of default which provides the ability for a more fair distribution of collateral.

연구 동기 및 목표

• 신뢰할 수 없고 탈중앙화되며 크로스체인인 암호화폐 담보 대출 메커니즘의 부족을 해결하기 위해.
• 암호화폐 대출에서 중심화된 레이너 또는 거버넌스 제어의 스마트 계약에 의존하는 것을 제거하기 위해.
• 탈중앙화된 프로토콜 수준의 솔루션을 통해 암호화폐 보유자들이 법정 통화 및 스테이블코인에 액세스할 수 있도록 하기 위해.
• 세 번째 당사자 입찰자를 활용해, 실패한 대출에 대해 공정하고 경매 기반의 콜라테럴 매각 메커니즘을 도입하기 위해.
• 다양한 블록체인 간 상호운용성을 확보하기 위해 HTLC와 시간 잠금 계약을 사용하기 위해.

제안 방법

• 프로토콜은 해시 타임 락 컨트랙트(HTLCS)를 사용해 블록체인 간 자산의 신뢰할 수 없는 교환을 가능하게 하며, 이는 대출 계약의 기초가 된다.
• borrower Alice와 lender Bob 각각에 대해 두 개의 비밀번호(A1, A2; B1, B2)를 사용해 대출 수락, 상환, 실패 행동을 표현한다.
• Alice가 대출을 수락할 때 A1 비밀번호가 공개되며, 이후 행동이 이어지지 않으면 이를 실패로 간주한다; B1은 Bob이 실패 시 콜라테럴을 확보할 수 있도록 한다.
• 제3자(찰리)가 콜라테럴에 입찰할 수 있는 입찰 절차를 도입하였으며, 다중 서명 승인과 비밀번호 C 공개에 따라 환금이 이루어진다.
• 크로스체인 동기화를 보장하기 위해 시스템은 리눅스 에포크 타임스탬프를 사용해 타임락을 설정하여 블록 높이 예측 문제를 회피한다.
• 프로토콜은 한 블록체인이 입찰 수락을 감지하기 위해 스마트 계약을 지원하는 것으로 가정하며, 두 블록체인이 동일한 해시 함수를 사용하는 HTLC를 지원해야 한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 신뢰할 수 없고 탈중앙화되며 크로스체인 방식으로 과담보 암호화폐 대출을 만들 수 있는가?
• RQ2 중앙 집중적 제어 없이도 실패 시 공정하고 투명한 콜라테럴 매각 메커니즘을 확보하기 위한 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 어떻게 원자 스왑 프리미티브를 확장해 채무 계약과 같은 복잡한 금융 상품을 지원할 수 있는가?
• RQ4 블록체인 분할(forks)은 원자 레이븐의 보안과 기능에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 탈중앙화성이나 보안을 훼손하지 않고도 원자 레이븐의 사용자 경험을 어떻게 향상시킬 수 있는가?

주요 결과

• 원자 레이븐은 HTLC와 비밀 공유를 활용해 중개자가 없는 방식으로 블록체인 간 과담보 채무 증권을 신뢰할 수 있게 실행할 수 있다.
• 프로토콜는 조기 취소 기능과 실패 시 콜라테럴 매각을 위한 공정한 입찰 메커니즘을 지원해 기말 상대방 리스크를 줄인다.
• Bob은 Alice가 상환하지 못하고 비밀번호 A2를 공개하지 않을 경우에만 콜라테럴을 확보할 수 있으며, 이는 프로토콜가 강제하는 시간 간격을 통해 실패를 감지한다.
• 시스템은 일부 블록체인 분할에 대해 내성적이다. Alice는 비협조 상태일 경우 환급 기간 동안 콜라테럴을 환급할 수 있는 능력을 유지한다.
• 프로토콜는 입찰 수락 감지를 위해 한 블록체인이 스마트 계약을 지원하는 것을 요구하지만, 튜링 완전 실행이나 거버넌스 토큰을 요구하지 않는다.
• 스테이블코인 기반 대출은 페그 불안정성에 취약하므로 참가자들이 기초 스테이블코인 메커니즘을 신뢰해야 한다.