[논문 리뷰] Wrapping trust for interoperability. A study of wrapped tokens

Giulio Caldarelli|arXiv (Cornell University)|2021. 09. 14.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 외부 블록체인에 네이티브 자산을 표현함으로써 상호 운용성을 가능하게 하는 워핑 토큰(wrapped tokens)을 메커니즘으로 분석하며, 신뢰 모델, 기술적 구현 및 상호 교환 조건을 검토한다. 워핑 토큰은 오라클과 유사하게 신뢰를 재도입하고 단일 장애 지점이 발생시키지만, 제3자 보관 및 암호학적 검증을 통해 상호 운용성을 실현한다.

ABSTRACT

As known, blockchains are traditionally blind to the real world. This implies the reliance on third parties called oracles when extrinsic data is needed for smart contracts. However, reintroducing trust and single point of failure, oracles implementation is still controversial and debated. The blindness to the real world makes blockchains also unable to communicate with each other preventing any form of interoperability. An early approach to the interoperability issue is constituted by wrapped tokens, representing blockchain native tokens issued on a non-native blockchain. Similar to how oracles reintroduce trust, and single point of failure, the issuance of wrapped tokens involves third parties whose characteristics need to be considered when evaluating the advantages of crossing-chains. This paper provides an overview of the wrapped tokens and the main technologies implemented in their issuance. Advantages, as well as limitations, are also listed and discussed.

연구 동기 및 목표

• 고립된 블록체인 간의 상호 운용성을 가능하게 하는 워핑 토큰의 역할을 분석하기 위해.
• 제3자 보관자가 워핑 토큰 발행 과정에서 도입하는 신뢰 및 보안 영향을 조사하기 위해.
• 주요 워핑 토큰 구현체의 기술 아키텍처와 운영 모델을 비교하기 위해.
• 원자 스왑 또는 탈중앙화 오라클과 같은 대안적 크로스체인 솔루션과 비교하여 워핑 토큰의 장점과 한계를 평가하기 위해.
• 연구자 및 실무자들을 위한 현재 워핑 토큰 기술의 전반적 상태를 종합적으로 개괄하기 위해.

제안 방법

• WBTC, renBTC, wETH와 같은 기존 워핑 토큰 프로토콜을 조사하여 공통적인 기술 패턴과 신뢰 가정을 파악하기 위해.
• 보관자 기반 및 비보관자 기반 모델이 워핑 토큰 발행에 미치는 영향을 분석하며, 보안, 탈중앙화 및 운영 효율성 간의 상호 교환 조건을 중점적으로 다루기 위해.
• 워핑 토큰의 백업을 검증하는 데 사용되는 암호학적 메커니즘을 검토하기 위해, 예를 들어 예치 증명 시스템과 온체인 검증을 포함하여.
• 워핑 자산이 블록체인 간에 유지되는 무결성을 확보하기 위해 오라클과 탈중앙화 검증 레이어의 역할을 평가하기 위해.
• 신뢰 모델, 합의 메커니즘, 온체인 검증 전략을 기반으로 워핑 토큰 시스템을 분류하기 위해.
• 다양한 워핑 토큰 구현체의 복원력, 확장성, 탈중앙화 수준을 평가하기 위한 비교 프레임워크를 사용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 워핑 토큰은 고립된 블록체인이 상호 운용성을 가지기 위해 어떻게 작용하는가?
• RQ2 워핑 토큰 보관자가 도입하는 주요 신뢰 가정과 단일 장애 지점은 무엇인가?
• RQ3 보유자 기반 대비 비보유자 기반 등의 다양한 기술 아키텍처가 워핑 토큰의 보안성과 탈중앙화 수준에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 신뢰성 측면에서 워핑 토큰은 전통적인 오라클 시스템과 유사한가, 아니면 다른가?
• RQ5 워핑 토큰 설계에서 사용성, 보안성, 탈중앙화 수준 간의 핵심 상호 교환 조건은 무엇인가?

주요 결과

• 워핑 토큰은 고립된 블록체인 간의 자산 이전을 가능하게 하기 위해, 네이티브 블록체인 자산을 외부 블록체인에 표현함으로써, 상호 운용성이 없는 시스템 간의 다리를 놓는다.
• 발행 과정은 네이티브 자산을 잠금하고 다른 체인에 동일한 토큰을 발행하는 제3자 보관자에 의존하며, 이로 인해 중심화된 신뢰 지점과 잠재적 고장 지점이 발생한다.
• 보유자 기반 워핑 토큰, 예를 들어 WBTC는 소수의 신뢰할 수 있는 운영자에 의존하므로, 공모 또는 해킹에 취약하다.
• 비보유자 기반 워핑 토큰, 예를 들어 renBTC는 탈중앙화된 합의와 암호학적 검증을 통해 단일 기관에 대한 의존도를 줄이지만, 복잡성과 높은 운영 오버헤드를 유발한다.
• 예치 자산의 백업을 검증하기 위해 오라클를 사용하면 추가적인 신뢰 레이어가 추가되며, 이는 전체 시스템이 오라클 조작이나 실패에 취약하게 만들 수 있다.
• 그럼에도 불구하고 워핑 토큰은 단순성과 기존 DeFi 생태계와의 호환성 덕분에 크로스체인 상호 운용성의 주요이고 실용적인 솔루션으로 남아 있다.