Auger를 통해 보는 암호경제
탈중앙화되어있는 블록체인의 시스템적 기반은 신뢰할만한 중개인이 아닌 수익을 추구하는 다수의 개별 노드의 경제행위에 의해 유지된다. 즉 이는 과거 거래, 행위의 무결성을 보장하는 암호기술과 미래에 적절한 움직임을 취할 수 있도록 유도하는 경제 메커니즘을 결합시킨 암호경제 덕분이라고 본다. 앞으로 소개할 Auger는 탈중앙화된 오라클을 기반으로 하는 예측시장 플랫폼으로, 긴밀한 암호경제메커니즘을 통해 중개인없이 예측시장에 전달되는 결과값의 무결성을 보장하고자 한다. 이제부터 Auger의 암호경제에 대해 자세히 파헤쳐 보겠다.
Auger 소개 : 탈중앙화된 오라클 그리고 예측시장 플랫폼
기존 중앙화된 예측시장에서는 신뢰할만한 주체(대게 시장운영자)에 의해 예측시장의 결과값이 결정되고 이에 따라 트레이터들이 베팅에 지불한 자금이 재분배된다. 그러나 감시 혹은 검증과정없이 단순히 결과만 통보하는 중앙화된 예측시장에서는 확실한 신뢰를 보장하기 어렵다. 이에 Auger는 이윤을 추구하는 다수의 리포터들로 구성되어 있는 탈중앙화된 오라클(oracle)을 통해 현실세계에서 벌어진 사실을 블록체인 플랫폼에 보다 투명하고 신뢰있게 전달하고자 한다. 또한 각 예측 결과값에 대한 트레이더들의 지출역시 프로그래밍(스마트컨트랙트)을 통해 자동 분배된다.
Auger예측시장의 참가자는 예측시장 형성자(market creator), 예측 결과값에 대한 지분(shares)을 거래하는 트레이터(trader), 사건의 실제 결과값을 Auger플랫폼에 전달 및 검증하는 리포터들(reporters)로 구성되어 있다. Auger예측시장은 1) 시장 형성자에 의한 예측 시장 설립, 2) 트레이더들에 의한 예측 결과 값에 대한 지분 거래, 3) (실제 사건 발생 후) 리포터들에 의한 최종 결과값 결정 및 보고, 4) 트레이더들의 거래 완료 및 수익 회수 등 4단계를 통해 완료된다.
Auger 예측시장의 전반적인 흐름을 알고자 하는 분은 ‘AUGUR, 먹튀 없이 안전한 블록체인 예측시장’을, Auger예측시장의 핵심기능인 트레이더의 지분구매 및 처분 방법, 분기 프로토콜에 대해 보다 알고자 하는 분은 Appendix를 참조해 주시기 바란다.
Auger의 고유 토큰(token) : REP(reputation token)
Auger에서 베팅(예상 결과값에 대한 지분 구매)에 사용되는 암호화폐는 이더(ETH)다. 반면 Auger네트워크에서 자체적으로 발행하는 REP토큰은 처음 예측시장에 결과값을 보고할 때 및 잠정적 결과값에 대해 논쟁할 때 활용된다. 따라서 REP는 주로 리포터에 의해 활용되며, REP토큰 소유자라면 누구나 리포터로서 Auger에 참여할 수 있다. REP토큰이 리포터들에 의해 지속적으로 소유되고 예측시장의 올바른 결과값을 결정하는데 적극적으로 활용되기 위해서는 REP토큰에 대한 경제적 가치가 보장되어져야 한다. 이를 위해 Auger는 트레이더들이 예측 결과값에 대한 지분을 처분하고 회수한 자금(ETH)에 대해 결과보고수수료(ETH)를 부과하고 이러한 수수료는 일주일 간격으로 열리는 fee window(수수료와 유효성본드가 모이는 기간)를 통해 결과보고수수료풀(reporting fee pool)에 모아진다. 이렇게 일주일 동안 모인 수수료는 예측시장의 3단계인 보고기간(reporting) 동안 올바른 결과값(추후에 최종결과값으로 결정됨)에 REP토큰을 예치한 리포터들에게 예치한 REP토큰 수에 비례하여 배분되어 진다. 즉 REP토큰을 뒷받침하는 ETH가 수많은 블록체인 이용자로부터 꾸준한 수요가 있고 일정한 가치가 유지된다는 전제하에 REP토큰도 보상으로서의 가치를 가질 수 있게 된다.
경제적 보상은 참가자들의 올바른 기여를 이끌어 내기도 하지만, 보상을 노린 악의적인 참가자의 공격에 의해 정직하게 행동한 참가자들이 손해를 보고 결과적으로 네트워크가 실패할 수 있다. 따라서 Augur가 예측시장에 올바른 결과값을 제공한다는 확실한 신뢰를 보장하기 위해서는 다음과 같은 조건이 충족되어야 한다.
1) 잘못된 결과값에 대해 논쟁(dispute)하여 올바른 결과값이 최종 결과값이 되도록 하는 것
2) 올바른 결과값에 대해 논쟁할 유인을 잃게 하는 것
이제부터 Auger가 상기 두가지 조건을 충족시키기 위해 어떠한 보상메커니즘을 갖고 있는지에 대해 알아보도록 하겠다(Auger는 안정적이고 신뢰 높은 예측시장을 형성 및 운영하기 위해 유효성 본드(validity bond), 노쇼본드(no-show bond) 등 다양한 장치를 마련했지만, 필자는 예측시장에로의 올바른 결과값 전달이 Auger의 가장 중요한 기능이라 판단하여 후자 조건에 보다 초점을 두어 설명하고자 한다).
Auger의 암호경제(Auger백서 Figure 2. Reporting flowchart. 참조)
1. 잘못된 결과값은 논쟁하여 올바른 결과값이 최종 결과값이 되도록 함 : 리포터가 논쟁에 성공했을 시 투자금의 50% 획득
Auger는 단순히 신뢰할 만한 중개인의 사실 보고에 의존하지 않고, 서로 신뢰하지 않는 독립적인 노드들이 상대방의 보고 행위를 감시하고 잠정결과값을 검증하는 논쟁 단계(dispute round)를 통해 올바른 결과값을 가려내고자 한다. 따라서 Auger에서는 예측시장에서 지정한 사건이 실제로 발생한 이후 3일 이내에 지정된 리포터 혹은 다른 리포터가 결과값을 먼저 보고하고(첫번째로 보고된 결과값은 잠정결과값(tentative outcome)이 됨), 7일 동안 해당 잠정 결과값이 옳은지, 틀리다면 올바른 결과값이 최종 결과값이 될 수 있도록 논쟁(투표)을 진행한다. 논쟁이 이뤄지는 방법과 논쟁에서 성공했을 시 보상배분이 이뤄지는 방법은 다음과 같다.
예를 들어, 시장에 처음으로 결과값을 보고한 리포터X는 예측 결과값(a, ω, 무효) 중 a를 잠정결과값으로 보고한다.(X는 자신이 보고한 결과값에 대해 책임을 지기 위해 3 REP를 예치)
① 논쟁기간 동안 기존 잠정결과값인 a를 ω라는 결과값으로 바꾸기 위해서는 ω에 대해 요구되어지는 논쟁 채권(dispute bond)의 규모만큼 REP토큰을 예치해야 함.(예를 들어, 현 시점에서 ω가 잠정결과가 되기 위한 논쟁 채권의 규모는 6 REP라고 가정)
② 논쟁기간 동안 리포터들에 의해 논쟁 채권이 다 채워지지 않으면 해당 논쟁은 실패로 끝나고 기존 잠정결과값이 최종 결과값이 됨. 실패한 논쟁 채권에 예치된 토큰은 원 소유자(리포터)에게 되돌아감.(해당 논쟁은 실패했으므로 현 논쟁 단계를 통해 예치된 REP토큰의 개수는 여전히 3 개임)
③ 논쟁기간 동안 논쟁 채권에 REP토큰이 모두 채워지면 잠정결과값은 a에서 ω로 변경됨.(이때 추가로 6REP가 예치된것이므로 현 논쟁단계의 총 예치된 REP토큰의 개수는 9(3+6)임)
④ 더 이상 현 잠정결과값(ω)에 대해 성공적인 논쟁이 발생하지 않는다면 해당 잠정결과값은 최종결과값(ω)이 됨.
⑤ 논쟁 단계 동안 최종 결과값(ω)에 토큰을 예치했던 리포터들은 자신이 예치한 토큰의 수에 비례하여 논쟁기간 동안 예치된 토큰을 분배 받음.(논쟁 단계를 통해 예치된 전체 REP토큰의 개수는 9개이므로 ω값에 토큰을 예치한 리포터에게 그들이 예치한 토큰의 수에 비례하여 9개 토큰을 분배해줌)
1) 논쟁 채권 규모 결정과 논쟁에 성공한 리포터에 대한 보상(50%의 투자자본수익률(ROI))
앞서 설명을 통해서 봤듯이, 논쟁 단계는 여간 귀찮은게 아니다. 따라서 Auger는 논쟁에 성공한 리포터의 투자수익률(예치한 토큰)의 50%를 보장해 줌으로써 이윤을 추구하는 리포터들의 적극적인 참여를 이끌어 내고자 한다. 이를 위해 Auger는 다음과 같이 논쟁 채권의 규모가 결정되도록 규정하였다.
B(ω, n) = 2An − 3S(ω, n)
l B(ω, n): n번째의 논쟁(dispute round)에서 결과값 ω로 논쟁에서 우승하기 위해 채워야 하는 논쟁 채권의 크기(논쟁 채권에 예치해야 할 REP토큰의 개수)
l An: n번째의 논쟁 초반에 예측시장의 모든 결과값에 예치되어있는 REP토큰의 개수
l S(ω, n): n번째의 논쟁 초반에 결과값ω에 예치되어있는 REP토큰의 개수(S(ω/, n): n번째의 논쟁 초반에 ω이외의 모든 결과값(예: a, 무효)에 예치되어있는 REP토큰의 개수)
예를 들어, 첫 번째 리포터가 a라는 결과를 보고하면서 REP토큰 3개를 예치한다. 이에 첫 번째 논쟁에서 a대신 ω를 잠정결과로 만들기 위해서는 B(ω, 1)=2(3)-3(0) =6개의 REP토큰을 예치해야 한다. 또다시 두 번째 논쟁에서 ω에서 a로 잠정 결과값을 뒤엎기 위해서는 B(a, 2)=2(3+6)-3(3)=9개의 REP토큰을 예치해야 한다.
결론부터 말하자면, 상기의 논쟁 채권 규모 산출 공식에 의하면, 논쟁을 통해 결정된 최종결과값에 예치되어 있는 REP토큰의 개수는 그 외의 다른 결과값들에 예치된 REP토큰 개수의 두배가 된다(예를 들어, 최종결과값이 된 ω에 예치된 REP토큰의 개수는 ω이외의 값(a, 무효)에 예치된 REP토큰 개수의 두배다). 따라서 논쟁에서 최종우승한 결과값에 토큰을 예치했던 리포터들은 각자가 예치한 토큰의 양에 비례하여 논쟁 단계에서 예치된 전체 토큰을 배분받음으로써 자신이 투자(예치)한 토큰의 50%를 추가로 더 얻을 수 있다.
이를 수식으로 풀어쓰면 다음과 같다. 논쟁 채권을 구하는 공식인 B(ω, n) = 2An − 3S(ω, n)은 B(ω, n-1) = 2An-1 − 3S(ω, n-1)로도 표현된다. 이때, An은 모든 결과값에 대해 예치된 전체 토큰의 개수 이므로, ω에 예치된 토큰의 수(S(ω,n))와 ω이외의 결과값에 예치된 토큰의 수(S(ω/, n))의 합이기도 하다. 또한 이전 논쟁단계에서 ω에 대한 논쟁이 성공하여 다음 논쟁단계 초기에 ω에 대해 예치되어 있는 토큰의 수(S(ω,n+1))는 이전 논쟁단계에서 ω에 대해 새롭게 예치된 REP토큰의 규모인 논쟁 채권(B(ω, n))의 규모와 기존에 ω에 대해 예치된 토큰의 수(S(ω, n))를 더한 것과 같다. 이를 정리하면, An = S(ω,n) + S(ω/, n)이고, S(ω,n+1) = B(ω, n) + S(ω, n)일 때, B(ω, n-1) = 2An-1 − 3S(ω, n-1)는 S(ω,n) = 2S(ω/, n)로 축약된다.
이처럼 Auger는 올바른 결과값에 투표를 한 참가자에게 투자(예치)금의 50%의 수익을 보장함으로써 올바른 결과값이 최종 결과값이 될 수 있도록 신뢰를 보장한다.
2. 올바른 결과값에 대해 논쟁할 유인을 잃는다: 악의적인 리포터가 잘못된 결과값을 최종결과값으로 만들 때 드는 비용이 그랬을 때의 이익보다 큼(비용>이익)
Auger의 논쟁단계에서 예치된 토큰의 규모가 발행된 전체 REP토큰의 2.5%이상이 되면 분기(fork)단계로 넘어가게 된다. Auger상의 분기란 블록체인이 하나의 체인으로 합의되지 못하고 부모체인에서 자식체인이 2개 이상으로 분화되듯이, 예측시장이 열리던 부모 유니버스에서 합의되지 않는 결과값들이 자식 유니버스로 분화되는 것을 말한다. 이로 인해 부모 유니버스는 영원히 잠기고 아직 마무리되지 않은 다른 예측시장의 논쟁단계는 60일간 지연된 채 REP보유자들은 REP를 새로운 자식 유니버스로 이동시켜야 한다. 60일 동안 전체 발행된 REP토큰의 절반 이상 혹은 가장 많은 REP가 이동된 자식 유니버스의 결과값이 최종 결과값이 되며 분기단계를 통해 결정된 결과값은 번복될 수 없다. 이때 서로 다른 유니버스로 이동된 REP토큰은 아예 다른 토큰으로 분류되기 때문에 다른 유니버스에서 사용이 불가하며 가치도 다르게 매겨진다(Appendix_Auger에서 분기 프로토콜 참조).
Auger는 분기단계를 거쳐 결정된 결과값의 무결성을 보장함으로써 악의적인 참가자가 분기단계까지 가서 본인에게 유리한 결과값을 예측시장의 최종 결과값으로 조작하는 것을 방지하고자 한다. 즉 공격자가 논쟁을 통해 잘못된 결과값을 최종 결과값으로 만들고자 한다면, 논쟁단계에서의 충분한 보상(ROI의 50%)으로 인해 정직한 리포터들이 옳지 않은 결과값을 계속해서 논쟁하기 때문에, 논쟁단계에서 예치된 토큰이 기준점(전체 REP의 2.5%)에 달하여 분기단계로 넘어가게 된다. 이때 매 분기단계에서 공격자가 자신에게 유리한 결과값을 최종결과값으로 만들기 위해 소모해야 하는 비용이 공격의 성공을 통해 얻는 이익보다 크다는 것이 확실시 되면 공격자(악의적인 리포터)는 일찍부터(분기단계 이전부터) 공격을 포기할 것이고 상기에서 설명한 바와 같은 복잡한 분기는 자주 일어나지도 않을 것이다.
이제부터 공격자가 Auger상의 예측시장을 공격했을 때 얻는 이익과 지불해야 하는 비용을 비교해 보고, 이익이 비용보다 작게 하기 위한 Auger에서 제시한 조건에 대해 알아보도록 하겠다.
1) 공격자가 Auger 예측시장 공격을 성공했을 시 발생하는 비용과 이익
· 공격자가 얻는 최대 이익: Ia + Ip
l Ia: Auger의 미청산선물계약고(open interest)
l Ip: Auger의 기생 예측시장의 미청산선물계약고
여기서 미청산선물계약고는 아직 트레이더들에 의해 처분되지 않은 지분에 묶여있는 (트레이터들이 지불한)베팅 자금을 의미한다(Appendix_Auger에서 지분 구매 및 처분하는 방법 참조). 따라서 잘못된 결과값인 a의 지분을 보유하고 있는 공격자가 공격에 성공한다면(a가 최종 결과값이 됨) 공격자는 갖고 있는 모든 지분을 처분하면서 다른 결과값에 돈을 걸었던 트레이더들의 돈을 회수할 수 있다. 이는 Auger가 제공하는 결과에 기생하는 기생 예측시장, 즉 Auger와 동일한 주제를 가진 외부 예측시장의 결과에도 영향을 미쳐 공격자는 Auger에서와 동일한 방식으로 이익을 얻을 수 있다.
· 공격자가 공격을 성공하기 위해 최소 지불해야 하는 비용: PSM — PfSM = (P-Pf)SM
l P: REP토큰의 가격
l Pf: 잘못된 결과값을 가진 자식 유니버스로 이동한 REP토큰의 가격
l SM: 옳은 결과값을 가진 자식 유니버스로 이동한 REP의 규모(개수)
(S: 옳은 결과값을 가진 자식 유니버스로 이동한 REP토큰의 비율, M: 전체 REP토큰의 개수)
공격자는 분기 기간 동안 옳은 결과값의 유니버스로 이동한 REP토큰보다 조금이라도 더 많은 REP토큰을 자신에게 유리한(잘못된) 결과값의 유니버스로 이동시켜야 공격에서 성공할 수 있다. 따라서 공격자는 SM규모만큼 옳은 값의 유니버스로 이동한 REP토큰을 잘못된 값의 유니버스에도 이동시키기 위해 P*SM만큼의 비용이 발생한다. 잘못된 결과값의 유니버스로 옮겨진 REP토큰의 가치는 해당 자식 유니버스에서 제공하는 효용의 가치를 반영하므로, 부모유니버스에서 사용되던 REP토큰의 가치(P)와는 다른 Pf의 가치를 갖게 된다. 따라서 해당 자식유니버스에서 공격자가 보유하게되는 REP토큰의 가치의 크기는 Pf*SM이 된다. 결론적으로 공격자가 공격을 하는데 드는 순비용은 공격에 지불한 비용에서 새롭게 얻게 된 자산의 가치를 뺀 ‘PSM — PfSM’이 된다.
2) Auger의 분기 프로토콜이 무결성을 보장하기위한 조건
Auger의 분기단계 프로토콜이 무결성을 보장하기 위해서는 전체 REP토큰의 절반이상이 옳은 값의 유니버스로 이동하거나, 악의적인 참가자가 공격을 통해 지불해야하는 비용이 얻는 이익보다 커야 한다.
· S > 1/2
· Ia +Ip < (P-Pf)SM =PM을 중심으로 정리=> (Ia+Ip)P/(P-Pf)S < PM
분기 기간인 60일 동안 전체 REP토큰의 절반 이상이 옳은 유니버스로 이동한다면 공격자는 그 이상으로 잘못된 유니버스로 옮길 수 있는 토큰이 부족하기에 공격에 실패한다. 그러나 그러지 않을 경우, Auger에서는 다음과 같은 가정하에 REP토큰의 시가총액을 일정 수준 이상으로 조정하여 악의적인 참가자의 공격을 방어할 수 있다고 한다.
· Pf=0 : 잘못된 유니버스로 이동한 REP토큰의 가치는 0으로 수렴(리포터가 거짓 정보를 제공하는 유니버스에서는 예측시장이 형성되지 않을 것이기 때문 거래에 의한 수수료가 발생하지 않아 잘못된 유니버스의 REP토큰을 보유할 유인이 사라지기 때문)
· S≥1/5 : 전체 REP토큰 중 최소 20%만큼은 사실기반의 유니버스로 이동(60일의 분기기간 동안 REP를 자식 유니버스로 옮긴 REP보유자에게는 이에 대한 인센티브로 5%추가 REP토큰 제공하기 때문)
· Ia≥2Ip = 0.5Ia≥Ip : 기생시장의 미청산선물계약고가 Augur의 것의 절반(50%)정도에 그칠것(Augur의 수수료가 경쟁력있으므로 Augur에 더 많은 시장이 형성되었다는 가정 하에)
상기 조건을 (Ia+Ip)P/(P-Pf)S < PM에 대입하면 다음과 같다.
따라서 Auger의 탈중앙화된 오라클의 무결성이 보장되기 위해서는 REP토큰의 시가총액이 Auger의 미청산선물계약고(open interest)의 7.5배 이상이 되어야 한다. 이를 다른 말로 표현하면, REP토큰의 시가총액이 Auger의 미청산선물계약고(open interest)의 7.5배 이상이 될 때 공격자가 분기 단계에서 공격에 성공했을 시 얻는 이익이 지불해야 하는 비용보다 적어 공격자가 Auger의 예측시장을 공격을 할 유인이 사라진다.
3) 분기 프로토콜의 무결성을 위한 REP토큰의 목표 시가총액 유지 조건
Auger의 고유 토큰인 REP토큰의 시가총액이 오를 수록(가격 증가 혹은 발행량 증가) REP토큰을 통해 예측시장의 결과값을 통제하려는 공격자의 공격비용은 높아진다. 따라서 Auger는 다음과 같이 매 예측시장의 거래마다 부과하는 결과보고수수료(reporting fee)를 조정함으로써 REP토큰의 시가총액을 목표수준으로 맞추고자 한다.
상기 수식에 따라, 리포터에 대한 보상을 위해 트레이더들로부터 거둬들이는 결과보고수수료는 최대 33.3%에서 최소 0.01% 사이에서 결정된다. 이때 현재 REP토큰의 시가총액이 목표시가총액 보다 작으면 결과보고수수료를 높여 보다 많은 리포터들의 REP토큰에 대한 수요를 높이고 REP토큰의 가격 상승으로 이어지게 하며, 반대의 경우에는 결과보고수수료를 낮춰 트레이더들이 필요이상의 수수료를 지불하는 것을 예방한다.
Auger에서 제안한 암호경제의 한계 및 결론
Auger에서는 목표시가총액을 정하기 위해 제시한 3가지 조건 모두 가정을 기반으로한 전제라는 한계가 있다. 예를 들어, Auger에서 분기 기간인 60일 동안 REP토큰을 자식 유니버스로 이동한 사람에게 5%의 추가 REP토큰을 제공한다 하더라도 전체 REP토큰의 최소 20%이상이 올바른 결과값의 유니버스로 이동할 것인가는 확실치 않다. 또한 Auger내부의 미청산선물계약고는 계산이 가능한 반면 Auger외부의 기생예측시장의 미청산선물계약고는 계산하는 것이 거의 불가능하다. 만약 공격자가 공격을 통해 Auger가 아닌 기생예측시장을 통해 얻을 수 있는 이익이 더 크다면 Auger는 공격에 대한 비용을 더욱 높여야 할 것이다. 또한 갑자기 특정 예측시장에 대한 거래가 폭발적으로 늘어나 미청산선물계약고가 급격히 많아지면 이에 맞춰 REP토큰의 시가총액을 급격히 조절하는 것이 쉽지 않는 등의 문제가 있다.
그러나 Auger의 암호경제는 REP토큰의 가치(시가총액)가 일정수준 이상 일 때 선순환이 일어나면서 지속가능할 것으로 보인다. REP토큰의 시가총액이 높을 수록 Auger네트워크의 보안(Auger상의 예측시장에 전달된 결과값의 무결성)은 강화되고 수수료(결과보고수수료)는 낮아져 이는 보다 많은 트레이더들을 끌어들이고 예측시장에 대한 거래도 많아지게 된다. 이는 결과보고수수료풀에 보다 많은 수수료가 쌓이게 하여 리포터들의 REP토큰에 대한 수요를 늘리고, 결론적으로 REP토큰의 가치 상승으로 이어지는 선순환이 일어날 수 있기 때문이다.
이상으로 Auger가 암호경제를 통해 탈중앙화된 오라클이 잘 작동하도록 하는 경제적 전략에 대해 알아 보았다.
(+) 참조 자료
Auger 백서: https://www.augur.net/whitepaper.pdf
