비트코인 라이트닝 네트워크 완벽 가이드: 2025 최신 작동 원리 분석

확장성(Scalability)은 비트코인의 성장과 전통 결제 프로토콜에 대한 완전한 대안으로서의 채택과 관련해 가장 중대한 동시에 오랜 숙제로 꼽혀온 문제 중 하나입니다.

현재 비트코인 네트워크는 초당 최대 7건의 거래만 처리할 수 있으며, 이는 전 세계적인 주류 가치 전송 시스템으로 도약하고자 하는 네트워크에 요구되는 처리량에는 턱없이 부족합니다. 참고로 비자(Visa)와 마스터카드(MasterCard)는 초당 5,000건이 넘는 거래를 처리할 수 있습니다.

이 문제를 해결하고 비트코인의 처리량을 높이기 위해, 비트코인 개발 커뮤니티에서는 크게 두 가지 범주(1층 솔루션, 2층 또는 오프체인 솔루션)로 나뉘는 여러 확장성 솔루션들을 제안해왔습니다.

1층(온체인) 확장과 2층(오프체인) 확장 솔루션의 차이점은?

1층(온체인) 확장 솔루션은 실제 암호화폐 프로토콜의 근본적인 코드 베이스 자체에 변화를 주는 방식입니다. 대표적으로 블록 크기를 늘리는 방식(예: 비트코인캐시 하드포크)이 있으며, 또 다른 대안은 블록 생성 시간— 네트워크 전체가 새로운 블록을 찾고 블록체인에 추가하는 데 걸리는 평균 시간—을 줄이는 방안도 있습니다.

반면 2층(오프체인) 솔루션은 기존 블록체인 위에서 별도로 구축되며, 기본 프로토콜의 코드베이스를 변경하지 않고 블록체인과 상호작용합니다. 주로 일부 거래를 오프체인 채널에서 처리함으로써 네트워크 혼잡을 줄이고 거래 처리 속도를 높이는 방식입니다.

비트코인 2층 확장 솔루션 중 대표적인 것이 2018년 1월 10일 첫 구현된 라이트닝 네트워크(Lightning Network)입니다.

왜 비트코인에는 라이트닝 네트워크가 필요한가? 확장성 문제

비트코인은 보안성과 탈중앙화를 우선시함에 따라 약 1~2MB 블록이 10분마다 생성되며, 이로 인해 처리량이 제한됩니다. 사용량이 몰릴 때는 네트워크 혼잡이 심해지고 평균 거래 수수료가 크게 상승하는데, 2021년 NFT 붐 때가 대표적 사례입니다. 비트코인의 초당 거래 처리량(TPS)은 약 7건에 불과해 대중적 확장성에는 한계가 분명합니다.

온체인 방식(블록 크기 증가, 블록 생성 시간 축소 등)은 탈중앙화 약화나 기술적 리스크를 초래할 수 있어, 비트코인 커뮤니티는 세그윗(SegWit), 라이트닝 네트워크 등 대안적 솔루션을 선택했습니다. 2015년 Joseph Poon과 Thaddeus Dryja가 제안한 라이트닝 네트워크는 레이어2 솔루션으로, 오프체인 거래를 허용해 메인 블록체인의 부담을 줄입니다.

결제 채널을 활용해 라이트닝은 빈번한 소액 거래를 오프체인에서 거의 즉시 정산할 수 있게 하며, 미미한 수수료로 마이크로페이먼트도 가능케 해 콘텐츠 후원이나 기계 간 결제 등 새로운 활용처를 촉진합니다.

요약하자면, 라이트닝은 비트코인의 고빈도, 소액 결제를 실현하며, 메인체인은 보안성이 높은 대규모 전송에 집중함으로써 실생활 사용에 실질적 편의를 제공합니다.

라이트닝 네트워크의 작동 방식 (출처)

라이트닝 네트워크란?

라이트닝 네트워크는 비트코인(BTC) 블록체인 위에서 작동하는 2층 오프체인 결제 프로토콜입니다. Joseph Poon과 Thaddeus Dryja가 개발해 2015년 라이트닝 백서로 처음 공개되었습니다.

라이트닝 네트워크의 핵심 아이디어는 거래를 메인체인에서 벗어나 라우팅함으로써 비트코인의 확장성 문제를 해결하는 데 있습니다. 사용자가 직접 생성하는 양방향 결제 채널을 이용해 네트워크 참가자 간 거의 즉시 P2P(피어투피어) 암호화폐 거래를 할 수 있게 합니다.

라이트닝 네트워크는 비트코인 네트워크와 별도로 작동하며, "블록체인 위에 구축된다"는 의미는 라이트닝 네트워크를 이용한 결제가 모든 거래를 메인 블록체인에 즉각적으로 기록하거나 브로드캐스트하지 않아도 된다는 뜻입니다.

중요한 점은, 라이트닝 네트워크는 자체 코인이나 고유의 블록체인이 없습니다. 오직 비트코인 거래를 더욱 저렴하고, 익명에 가깝고, 거의 즉각적으로 처리하기 위한 네트워크입니다. 참고로 비트코인 메인체인에서의 일반 거래는 최소 10분이 소요되고 수수료도 수 달러까지 발생할 수 있지만, 라이트닝 네트워크를 통한 비트코인 거래는 몇 밀리초 안에 정산되고 수수료는 한 사토시 혹은 1센트 이하에 불과합니다.

라이트닝 네트워크의 작동 원리

앞서 언급했듯, 라이트닝 네트워크는 비트코인 사용자가 양방향 P2P 오프체인 채널을 열어, 해당 채널 내부에서 모든 거래를 비트코인 블록체인에 매번 기록할 필요 없이 자유롭게 할 수 있게 합니다.

라이트닝 결제 채널을 설정하려면, 두 당사자는 조인트 멀티시그 지갑을 생성해야 합니다. 이는 여러 개인키 혹은 서명이 거래 승인에 필요한 특별한 암호화폐 지갑입니다. 공동 명의 은행계좌와 비슷하게 모든 서명자가 승인해야 거래가 확정됩니다.

이 결제 채널(멀티시그 지갑)은 앵커(Anchor) 혹은 개시 거래(Opening Transaction)라고 하는 온체인 트랜잭션으로 생성됩니다. 이는 비트코인 블록체인에 기록되는 일반적 온체인 거래입니다. 이 과정에서 두 당사자는 멀티시그 지갑에 일정량의 비트코인을 예치하게 되며, 이후 이 자금을 활용해 수수료 없이 즉각적인 거래를 반복할 수 있습니다.

각자의 예치금은 같을 필요가 없습니다. 예를 들어, Alice와 Bob이 라이트닝 결제 채널을 열기로 했다면, Alice는 1 BTC, Bob은 2BTC를 넣을 수 있습니다. 라이트닝 네트워크는 비트코인의 네이티브 스마트 컨트랙트 프로토콜을 활용해 각자의 몫을 추적하고, 각 당사자가 본인 예치금 한도 내에서만 자금에 접근할 수 있도록 합니다.

이후부터는 두 당사자 간 모든 거래가 결제 채널 내 오프체인에서 처리됩니다. 실제로 라이트닝 네트워크는 코인을 왔다갔다 전송하는 것이 아니라, 단지 멀티시그 지갑 내에서 각자 잔고를 갱신하는 구조라고 볼 수 있습니다.

이처럼 모든 거래가 오프체인 또는 멀티시그 지갑 내에서 이루어지기 때문에, 채굴 등 온체인 검증 과정이 필요 없어 거래 속도와 비용이 크게 절감됩니다.

거래가 끝난 뒤, 두 당사자 중 한 명 또는 모두가 이른바 마감 거래(Closing Transaction)를 전송, 서명함으로써 결제 채널을 종료할 수 있습니다. 다시 말해, 메인 비트코인 원장에 브로드캐스팅되는 온체인 트랜잭션입니다. 이 마감 거래를 통해 오프체인에 수행한 거래 내역 전체가 단일 비트코인 트랜잭션에 요약되어 기록됨으로써 온체인 거래량이 줄어들고 비트코인의 확장성이 강화됩니다.

결제 라우팅 방식

라이트닝 네트워크의 핵심 기능은 네트워크 내 연결된 피어들 간 결제 라우팅이 가능하다는 점입니다. 이것이 라이트닝 네트워크를 진정한 네트워크로 만듭니다. 아니었다면 이 오프체인 인프라의 효과는 극히 제한적이었을 것입니다.

다시 말해, 라이트닝 네트워크 내 모든 사용자는 직접 결제 채널이 없어도 중간에 연결된 다른 피어를 통해 누구와도 거래할 수 있습니다. 예컨대 Alice가 Jane에게 비트코인을 보내고 싶다면, Jane과 별도 결제 채널을 직접 구축하지 않고, 이미 Bob과 Jane 사이에 생성된 결제 채널을 경유해 거래를 보낼 수 있습니다. 이 과정에서 Bob은 Jane에게 자금을 전달하고, Alice는 Bob과의 직접 채널을 이용해 Bob을 상환하게 됩니다.

이렇게 라이트닝 네트워크 내 피어들은 초고속으로 명목 수수료를 내고 서로 연결, 거래할 수 있습니다. 한 피어가 상대에게 비트코인을 전송하면, 프로토콜이 최단 경로를 계산해 자동 라우팅합니다. 중간에 어느 노드가 연결이 끊기거나 잔고가 부족하면 거래는 당사자 보호 상태로 취소됩니다.

이처럼 수천 개의 결제 채널이 얽혀있는 2층 네트워크 덕분에, 메인 비트코인 네트워크에 혼잡을 야기하지 않고도 수백만 건의 즉시 거래가 처리될 수 있습니다.

라이트닝 네트워크 결제 흐름 (출처)

라이트닝 네트워크의 장점

라이트닝 네트워크는 다음과 같은 주요 이점을 통해 비트코인의 실사용성을 크게 높여줍니다.

• 초고속 거래: 라이트닝은 거의 즉각적인 결제를 실현하며, 음료구매나 택시비처럼 즉시 확인이 필요한 일상 결제에 적합합니다. 10분 이상 블록 컨펌을 기다릴 필요가 없습니다.

• 초저렴 수수료: 거래 수수료가 매우 저렴해(몇 사토시 수준), 마이크로페이먼트 및 글로벌 송금에 적합합니다. 예를 들어 100달러 상당 비트코인 전송 시 수수료가 몇 센트면 충분할 수 있습니다(온체인 대비 월등히 낮음).

• 확장성(처리량): 라이트닝은 블록 크기 제한없이 운영되어, 이론상 초당 수백만 건의 거래도 지원할 수 있어 비트코인 블록체인 혼잡 없이 생태계 성장을 뒷받침합니다.

• 프라이버시: 온체인 거래와 달리, 라이트닝 결제는 블록체인에 공개적으로 저장되지 않습니다. 채널 개설 및 마감 기록만 남기고, 여러 노드를 경유해 거래 출발지와 도착지가 노출되지 않습니다.

• 상호운용성 및 글로벌 접근성: 라이트닝은 오픈 프로토콜이라 누구나 승인 없이 이용할 수 있고, 다양한 지갑과 서비스 구현이 이뤄지고 있습니다. 글로벌 어디서든 즉시 결제가 가능해 송금 수수료가 비싸거나 화폐 불안정 국가에 특히 유용합니다.

• 새로운 활용처 가능: 라이트닝은 마이크로페이먼트를 지원해 스트리밍 결제, SNS 팁, 소액 전자상거래 등 다양한 모델을 촉진합니다. 엘살바도르 등 비트코인 일상화 국가에서 신용카드 만큼 빠른 결제와 순환경제에 기여합니다.

라이트닝 네트워크의 한계 및 과제

라이트닝 네트워크는 강력한 솔루션이지만, 도입 초기 단계에서는 다음과 같은 과제도 존재합니다.

1. 유동성 관리: 대규모 결제에는 적절한 채널 유동성이 필요합니다. 예를 들어 1BTC를 받기 위해서는 인바운드(수신) 용량이 해당 금액만큼 확보되어야 하며, 채널 수 조정이나 유동성 서비스 활용 등 복잡성이 동반됩니다.

2. 온라인 상태 요구: 실시간 결제 송수신을 위해 사용자는 직접 혹은 서비스 대행이 온라인 상태를 유지해야 하기에, 네트워크 미접속 시 불편할 수 있습니다.

3. 채널 용량과 자금 잠금: 채널에 예치된 자금은 채널이 닫힐 때까지 온체인에서 인출 불가 상태로 잠기며, 채널 개설 시 온체인 수수료가 발생합니다. 수수료가 급등하면 신규 진입 장벽이 됨.

4. 라우팅 이슈: 경로가 부족하거나 대규모 거래 라우팅 실패 시 결제 지연이 발생할 수 있습니다. 최근 멀티패스 결제 방식으로 개선 중이나 이용 경험에 영향이 있습니다.

5. 커스터디/비커스터디 균형: 편의성 때문에 커스터디형(중앙관리형) 지갑이 많이 사용되지만 신뢰 문제를 야기할 수 있습니다. 비커스터디형(비관리형) 솔루션은 보안성은 높으나 기술적 진입장벽이 존재합니다.

6. 보안: 라이트닝의 보안은 비트코인 인프라에 크게 의존하므로 기본 레이어의 취약점에도 주의를 기울여야 합니다.

요약하자면, 라이트닝 네트워크가 제공하는 장점에도 불구하고 이 같은 과제들이 해결되어야 본격적 대중화가 가능할 것입니다.

라이트닝 네트워크 용량 (출처)

2025년의 라이트닝 네트워크: 현황과 진화

2025년 10월 기준, 라이트닝 네트워크는 틈새 테스트 단계에서 비트코인 인프라의 핵심으로 자리잡으며 크게 성장했습니다. 주요 변화는 다음과 같습니다.

네트워크 성장: 2021년 이래 라이트닝 네트워크의 전체 용량이 증가해 2023년 말 5,000 BTC를 돌파했다가 2025년 중반 기준 4,200BTC 안팎으로 조정되었습니다. 이는 20% 하락이지만, 같은 기간 라우팅 결제량은 2021년 8월~2023년 8월 사이에 1,200% 이상 폭증했으며, 용량의 효율적 활용 증대를 의미한다고 해석됩니다.

노드 및 채널 수: 전체 노드는 2021년 1.6만 개에서 2023년 2만 개를 돌파했으나, 공개 채널 수는 2022년 이후 점진적 감소세입니다. 이는 채널이 대형화되고 효율적으로 관리되는 구조로 최적화되고 있음을 의미합니다.

채택 지표: 라이트닝 네트워크 전체 결제 규모와 사용량이 빠르게 늘었으며, 특히 아프리카 등지에서 인상적인 성장 사례가 이어지고 있습니다.

2025년 현재, 라이트닝 네트워크는 몇 년 전과 비교해 훨씬 안정적이고, 폭넓게 통합됐으며, 사용자 친화적입니다. 해외송금, 일상 소비 결제, 거래소 간 송금, 콘텐츠 크리에이터 팁 등 실제 경제 활동에 활발히 쓰이고 있습니다. 아직 분산성·유동성 관리 등 과제가 남았지만, 기술적 발전도 활발합니다. 라이트닝을 보는 시각도 "과연 작동할 것인가"에서 "이미 작동한다, 이제 얼마나 확장할 수 있고 어떤 새 모델을 만들 것인가"로 전환됐습니다.

총평하자면, 라이트닝 네트워크는 비트코인을 빠른 글로벌 결제 네트워크로 실현해 주었고, "사운드 머니"로서의 비트코인 본연의 가치를 보완해 나가고 있습니다. 앞으로도 더 많은 지갑이 기술을 추상화해 일반 유저의 진입 장벽을 낮추고, 스테이블코인 등 다양한 결제가 유입되면서 "신속, 저비용, USD 이체"와 같은 새로운 니즈도 만족시키는 방향으로 발전이 기대됩니다. 이 모든 것은 비트코인 블록체인이라는 견고한 기반 위에서 안전하게 구현될 것입니다.