[논문 리뷰] The Evolution Of Centralisation on Cryptocurrency Platforms

Carlo Campajola, Raffaele Cristodaro외 4명|arXiv (Cornell University)|2022. 06. 10.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 15

한 줄 요약

이 논문은 네트워크 과학 및 복잡계 방법을 사용하여 비트코인, 이더리움, 라이트코인, 도지코인, 모나코인, 피더코인, 비트코인 캐시의 일곱 대표 블록체인에서의 중앙집중화 추이를 분석한다. 원시 블록체인 데이터에서 주기적인, 누적되지 않은 거래 네트워크를 구성하고 주소를 실체로 군집화함으로써, 연구는 시간이 지남에 따라 자산, 채굴 능력, 네트워크 구조에서의 중앙집중화가 증가하고 있음을 밝혀내며 암호화폐 시스템의 핵심적 주장인 탈중앙화의 타당성을 도전한다.

ABSTRACT

More than ten years ago the blockchain was acclaimed as the solution to overcome centralised trusted third parties for online payments. Through the years the crypto-movement changed and evolved, although decentralisation remained the core ideology and the necessary feature every new crypto-project should provide. In this paper we study the concept of centralisation in cryptocurrencies using a wide array of methodologies from the complex systems literature, on a comparative collection of blockchains, in order to define the many different levels a blockchain system may display (de-)centralisation and to question whether the present state of cryptocurrencies is, in a technological and economical sense, actually decentralised.

연구 동기 및 목표

• 현대 암호화폐가 비트코인 화이트페이퍼에서 처음으로 제안된 바와 같이 진정으로 탈중앙화를 달성했는지 조사하기 위해.
• 시간이 지남에 따라 주요 블록체인에서 거래 네트워크, 자산 배분, 채굴 능력의 중앙집중화 정도를 정량화하기 위해.
• 익명의 블록체인 주소에서 경제 실체를 식별하기 위한 강력하고 다중 히وري스틱 기반의 방법을 개발하고 적용하기 위해.
• 누적되지 않은 주간 거래 네트워크를 분석하여 장기적 역사적 데이터의 왜곡을 피함으로써 현재 경제 동역학을 더 정확히 반영하기 위해.
• 암호화폐 시스템의 구조적 및 경제적 취약성을 평가하여 탈중앙화 주장이 훼손될 수 있는 가능성을 분석하기 위해.

제안 방법

• 매주 발생한 모든 실체 간 거래를 집계하여 누적되지 않은 주간 거래 네트워크를 구축함으로써, 자기 거래(예: 변경 출력)는 제외함.
• BlockSci C++ 라이브러리를 사용하여 변경 주소 탐지, 주소 재사용, 페일링 체인 패턴 등의 히وري스틱을 기반으로 다수의 주소를 하나의 경제 실체로 군집화함.
• 거짓 긍정을 최소화하기 위해 변경 주소로 간주되는 데 다수의 히وري스틱이 일치하는 보수적인 군집 전략을 적용함.
• 실체를 노드로 매핑하고 실체 간 거래를 방향성 있는 링크로 변환하여 동적이고 시간에 따라 해석 가능한 거래 네트워크를 구성함.
• 도수 분포, 거대 연결 성분, 코어-퍼리퍼리 구조와 같은 네트워크 성질을 분석하여 중앙집중화 수준을 평가함.
• 실체 간 자산 분포와 채굴 능력 분포를 측정하여 경제적 중앙집중화 수준을 평가함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 시간이 지남에 따라 주요 블록체인들이 자산과 거래 네트워크 구조 측면에서 어느 정도 중앙집중화 경향을 보였는가?
• RQ2 누적되지 않은 주간 거래 네트워크를 사용할 경우 정적이고 누적된 네트워크에 비해 탈중앙화 평가의 정확도가 어떻게 향상되는가?
• RQ3 채굴 능력 집중이 블록체인 시스템의 탈중앙화를 어떻게 약화시키는가?
• RQ4 히وري스틱 기반 주소 군집화 방법이 익명 시스템에서 실체 수준의 네트워크 분석 신뢰성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 코어-퍼리퍼리 네트워크 구조와 같은 구조적 특징이 암호화폐 생태계 내 중앙집중화 증가를 나타내는가?

주요 결과

• 모든 분석 대상 블록체인은 거래 네트워크에서 거대 연결 성분을 보이며, 사용자 간 경제적 통합도가 높음을 시사한다.
• 모든 블록체인에 고도로 상호 연결된 노드로 구성된 코어 성분이 존재하여 소수의 실체가 네트워크 연결 유지에 중심적인 역할을 하고 있음을 나타낸다.
• 실체 간 자산 분포는 매우 집중되어 있으며, 모든 분석 대상 블록체인에서 소수의 실체가 비례를 뛰어넘는 비율로 토큰을 보유하고 있다.
• 채굴 능력은 점점 중앙집중화되고 있으며, 특히 비트코인과 이더리움에서 몇몇 채굴 풀이 대부분의 계산 능력을 차지하고 있다.
• 네트워크 코어는 다른 실체 간 거래에 자주 관여하는 중개자 역할을 하는 실체에 의해 지배되며, 이는 중앙집중화를 강화한다.
• 이 연구는 이론적으로 탈중앙화의 약속이 있었음에도 불구하고 실제 주요 암호화폐의 상태는 경제적 및 구조적 차원에서 상당한 중앙집중화 경향을 보이고 있음을 발견했다.