[논문 리뷰] Deciphering Bitcoin Blockchain Data by Cohort Analysis

Yulin Liu, Luyao Zhang외 1명|arXiv (Cornell University)|2021. 02. 27.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 비트코인 블록체인 데이터에 코hort 분석을 도입하여, 미사용 거래 출력(UXTO)을 '출생'으로, 지불된 출력(STXO)을 '사망'으로 간주함으로써 거래 수명과 나이를 모델링한다. 매일의 코hort를 분석함으로써, 계산적으로 효율적인 데이터셋을 생성하여 2020년 말 기준으로 1,150만 BTC 이상이 1년 이상 활동하지 않았으며, 이는 강력한 가치 저장 수단으로서의 성향을 시사한다. 반면, 어린 UTXO는 교환 수단으로 기능한다.

ABSTRACT

Bitcoin is a peer-to-peer electronic payment system that has rapidly grown in popularity in recent years. Usually, the complete history of Bitcoin blockchain data must be queried to acquire variables with economic meaning. This task has recently become increasingly difficult, as there are over 1.6 billion historical transactions on the Bitcoin blockchain. It is thus important to query Bitcoin transaction data in a way that is more efficient and provides economic insights. We apply cohort analysis that interprets Bitcoin blockchain data using methods developed for population data in the social sciences. Specifically, we query and process the Bitcoin transaction input and output data within each daily cohort. This enables us to create datasets and visualizations for some key Bitcoin transaction indicators, including the daily lifespan distributions of spent transaction output (STXO) and the daily age distributions of the cumulative unspent transaction output (UTXO). We provide a computationally feasible approach for characterizing Bitcoin transactions that paves the way for future economic studies of Bitcoin.

연구 동기 및 목표

• 16억 건 이상의 거래를 포함하는 전체 비트코인 블록체인을 대상으로 경제 지표를 조회하는 데 있어 계산적으로 비현실적인 문제를 해결하기 위해.
• 원래 사회과학 분야에서 사용되던 코hort 분석을 비트코인의 UTXO 및 STXO 데이터에 적용하여 의미 있는 경제적 통찰을 도출하기 위해.
• BTC 보유량의 나이와 수명을 추적할 수 있는 확장 가능하고 효율적인 방법을 개발하여, 가치 저장 수단, 교환 수단, 또는 계산 단위로서의 역할을 평가하기 위해.
• 회전 공급량과 블록 보상 데이터를 사용하여 방법을 검증함으로써 비트코인 화이트페이퍼 및 CoinMetrics와 같은 외부 자료와의 일관성을 확보하기 위해.
• 재사용 가능하고 경량화된 데이터셋을 통해 향후 비트코인 및 기타 UTXO 기반 암호화폐에 대한 경제학적 및 금융 연구를 가능하게 하기 위해.

제안 방법

• UTXO는 생성 시점(블록 보상 또는 거래 출력)에 '출생'으로 간주하고, 지불 시점에 STXO는 '사망'으로 간주하여 출생 및 사망 일자를 기반으로 코hort 추적을 가능하게 한다.
• 매일의 UTXO 출생 코hort와 매일의 STXO 사망 코hort를 구성하여 타임스탬프가 부여된 블록체인 데이터를 사용해 나이 및 수명 분포를 계산한다.
• 코hort 수준의 집계를 통해 UTXO의 누적 나이 분포와 STXO의 수명 분포를 계산하고, 이를 시계열 지표로 시각화한다.
• 코호트 프레임워크를 적용하여 시간에 따라 누적된 신규 UTXO의 합으로 순환 공급량을 계산하고, CoinMetrics 데이터와 일치함을 검증한다.
• Google Colab 노트북을 통해 파이썬으로 구현하였으며, 코드는 GitHub에 공개되어 있고 Zenodo를 통해 아카이브되었다.
• 전체 블록체인을 처리하는 대신 매 코호트별로 데이터를 처리하여 계산 효율성을 확보함으로써, 자동화되고 점진적인 업데이트가 가능하도록 한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 코호트 분석은 어떻게 비트코인 블록체인 데이터에 적용되어 거래 수명과 보유 기간과 같은 경제 지표를 추출할 수 있는가?
• RQ2 장기간 보유된 UTXO(예: 1년 이상)는 비트코인이 순수하게 가치 저장 수단으로서의 기능을 어떻게 반영하는가? 이는 투기적 또는 수수료 관련 행동과는 독립적인가?
• RQ3 BTC의 어느 비율이 활발히 거래되고 있으며, 장기 보유된 상태로 유지되는가? 이 분포는 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ4 UTXO 나이와 STXO 수명에 대한 코호트 기반 지표는 교환 수단 및 계산 단위와 같은 통화 기능을 신뢰성 있게 반영할 수 있는가?
• RQ5 이 코호트 기반 접근법은 리틀코인, 데이시, 제로캐시와 같은 다른 UTXO 기반 블록체인으로 어떻게 확장될 수 있는가?

주요 결과

• 2020년 말 기준으로 약 1,150만 BTC(순환 공급량의 약 61%)가 1년 이상 거래되지 않았으며, 이는 강력한 장기 가치 저장 행동을 시사한다.
• 200만 BTC 이상이 10년 이상 활동하지 않았고, 200만 BTC가 5~10년 동안 활동하지 않았으며, 이는 초기에 발행된 코인의 깊은 锁정 상태를 강조한다.
• UTXO의 누적 나이 분포는 200만 BTC가 1~2년 동안 보유되었고, 450만 BTC가 2~5년, 200만 BTC가 5~10년 동안 보유되었음을 보여주며, 안정적인 장기 보유 기반을 형성한다.
• 약 500만 BTC는 1개월에서 1년 사이에 보유되었으며, 이는 예금 수요와 유사하고, 200만 BTC는 1~30일 이내에 거래되어 교환 수단으로 기능한다.
• 이 방법은 순환 공급량(연구 기준 시점 기준 1,890만 BTC)과 블록 보상을 정확히 CoinMetrics 데이터와 일치시켜 데이터 무결성을 검증한다.
• STXO 수명과 UTXO 나이에 대한 최종 데이터셋은 각각 1MB 이하로 유지되어 효율적인 저장, 계산 및 자동 업데이트가 가능하며, 향후 연구를 위한 확장성 있는 접근법을 제공한다.