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DAO to (Anonymous) DAO Transactions

이 논문은 다중 서명 권한을 가진 조직 (DAO) 간에 자금을 전송하되 수신자의 익명성과 분산된 자금 관리를 보장하는 새로운 프레임워크인 'Dao²'를 제안하고, 분산 키 유도, 분산 스텔스 주소 생성, 임계값 서명 기술을 결합하여 안전하고 효율적인 DAO 간 거래를 가능하게 함을 보여줍니다.

원저자: Minfeng Qi, Lin Zhong, Qin Wang

게시일 2026-04-17

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CC BY 4.0

원저자: Minfeng Qi, Lin Zhong, Qin Wang

원본 논문은 CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. ✨ 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기

DAO2: 조직 간의 비밀스러운 자산 이동을 위한 새로운 열쇠

이 논문은 **"DAO(분산 자율 조직) 가 서로 자산을 주고받을 때, 어떻게 하면 수신자의 신원을 숨기면서도 자산을 안전하게 관리할 수 있을까?"**라는 문제를 해결하는 새로운 방법, DAO2를 소개합니다.

기존의 암호화폐 거래는 대부분 "개인"이 "개인"에게 보내는 방식에 맞춰져 있었습니다. 하지만 DAO 나 기업 지갑처럼 여러 사람이 함께 자산을 관리하는 조직이 늘어나면서, 기존 방식으로는 비밀 유지와 공동 관리를 동시에 해결하기 어려웠습니다.

이 복잡한 문제를 해결하기 위해 DAO2 는 세 가지 핵심 기술을 조합했습니다. 이를 일상적인 비유로 설명해 드리겠습니다.

1. 문제 상황: "누구에게 보냈는지 알 수 없는 공동 금고"

기존 방식의 한계:
- 개인 지갑: 내가 내 지갑에 돈을 넣으면, 내 비밀번호 하나로 돈을 쓸 수 있습니다.
- DAO 지갑 (공동 금고): DAO 는 여러 명의 대표가 모여서 "3 명 중 2 명"이 승인해야만 돈을 쓸 수 있습니다.
- 문제: 만약 DAO A 가 DAO B 에게 돈을 보낼 때, DAO B 가 "누구인지 모르게" (비밀로) 돈을 받고 싶다면 어떻게 해야 할까요?
  - 기존 방식으로는 DAO B 가 돈을 받으면, 그 돈을 다시 쓸 때 다시 "3 명 중 2 명"의 승인이 필요한데, 그 과정에서 누가 돈을 받았는지 (어떤 지갑인지) 모두에게 공개되어 버립니다.

2. DAO2 의 해결책: "변장한 우편함과 분산된 열쇠"

DAO2 는 이 문제를 해결하기 위해 세 가지 마법 같은 도구를 사용합니다.

① 분산된 키 파생 (DKD): "부모의 유전자를 물려받은 자식 열쇠"

비유: DAO 는 하나의 거대한 부모 키 (마스터 키) 를 가지고 있습니다. 하지만 이 키는 한 사람이 가지고 있는 게 아니라, 여러 조각으로 나누어 여러 사람이 나누어 잡고 있습니다.
기능: 새로운 자산을 받기 위해 새 지갑 (자식 키) 이 필요할 때, 부모 키를 다시 합치지 않고도 각자가 가진 조각을 이용해 새로운 자식 키를 만들 수 있습니다.
효과: DAO 는 자산을 받으면서도, 원래의 거대한 금고 구조를 유지할 수 있습니다.

② 분산 스텔스 주소 생성 (DSAG): "일회용 변장 우편함"

비유: DAO B 가 자산을 받기 위해 "일회용 우편함"을 만듭니다. 이 우편함은 한 번만 사용되고 사라지는 가상의 주소입니다.
기능: DAO A 는 DAO B 의 공개된 정보를 이용해 이 일회용 우편함을 만듭니다. 하지만 DAO B 가 이 우편함을 찾을 수 있는 '열쇠'는 DAO B 의 여러 대표들이 각자 조각을 가지고 있어야만 완성됩니다.
효과: 블록체인을 보는 외부인은 "누구에게 돈을 보냈는지" 전혀 알 수 없습니다. 오직 DAO B 의 대표들만이 "아, 이 우편함이 우리 것임을" 알아차리고 열 수 있습니다.

③ 임계값 서명 (Threshold Signatures): "여러 개의 열쇠로 잠금 해제"

비유: 자산을 쓰려면 "3 명 중 2 명"이 서명해야 하는 금고가 있습니다.
기능: 자산을 받든, 쓰든, 이 모든 과정에서 단 한 사람도 전체 비밀번호를 알지 못한 채 공동으로 승인합니다.
효과: 해커가 한 두 명을 해킹해도 자산을 뺏을 수 없으며, 조직의 통제권이 유지됩니다.

3. 실제 작동 과정: "비밀스러운 자산 이송 시나리오"

이 세 가지 기술이 합쳐져 다음과 같은 일이 일어납니다.

준비 (DAO B): DAO B 는 새로운 자산을 받기 위해, 자신의 여러 대표들이 협력하여 새로운 자식 지갑 주소를 만듭니다. (이때 부모 키는 합치지 않음)
변장 (DAO A → DAO B): DAO A 는 DAO B 의 주소 정보를 이용해 **일회용 변장 주소 (스텔스 주소)**를 생성합니다. 마치 DAO B 의 얼굴을 가린 가면을 씌운 것과 같습니다.
이송: DAO A 는 이 가면을 쓴 주소로 자산을 보냅니다. 블록체인에는 "누구에게 보냈는지"가 전혀 드러나지 않습니다.
발견 (DAO B): DAO B 의 대표들은 블록체인을 훑어보며 "아, 우리 조직을 위한 일회용 우편함이 왔네!"라고 알아냅니다.
해금: DAO B 의 대표들은 각자 가진 열쇠 조각을 합쳐서 그 일회용 우편함을 엽니다. (이때 전체 비밀번호는 다시 합쳐지지 않음)
사용: 이제 DAO B 는 그 자산을 다시 자신의 조직 금고로 옮기고, 필요할 때 다시 공동 승인 (3 명 중 2 명) 으로 사용할 수 있습니다.

4. 왜 이것이 중요한가요? (핵심 이점)

비밀 유지: 외부인은 DAO 간의 거래를 추적할 수 없습니다. "누가 누구에게 보냈는지"가 완전히 숨겨집니다.
안전한 관리: 자산을 받은 후에도 여전히 "여러 사람이 함께 관리"하는 구조가 유지됩니다. 한 사람이 자산을 독점할 수 없습니다.
빠른 속도: 연구 결과에 따르면, 7 명으로 구성된 DAO 가 이 과정을 완료하는 데 27 밀리초 (0.027 초) 미만이 걸립니다. 이는 사람이 눈을 깜빡이는 시간보다 훨씬 빠릅니다.
확장성: DAO 의 규모가 커져도 (예: 20 명) 속도가 느려지지 않고 선형적으로만 증가합니다.

요약

DAO2는 **"여러 사람이 함께 관리하는 조직 (DAO) 이 서로 자산을 주고받을 때, 수신자의 신원은 완벽하게 숨기면서도 자산을 안전하게 공동 관리할 수 있게 해주는 새로운 시스템"**입니다.

마치 비밀스러운 우편물을 여러 사람이 나누어 가진 열쇠로 안전하게 주고받는 것과 같습니다. 이 기술은 블록체인 기반의 기업, 투자 펀드, 공동 프로젝트 등이 더 안전하고 비밀스럽게 운영될 수 있는 길을 열어줍니다.

1. 연구 배경 및 문제 정의 (Problem)

배경: 블록체인 자산이 개인이 아닌 조직 (DAO, 컨소시엄 지갑, 신탁 거래소 등) 에 의해 관리되는 경우가 급증하고 있습니다. 이러한 조직들은 단일 개인이 아닌 임계값 승인 (Threshold Authorization) 및 다자간 키 관리를 통해 자산을 통제합니다.
문제점:
- 기존 블록체인 결제 시스템은 대부분 단일 사용자 지갑을 대상으로 설계되었습니다.
- 조직 간 자산 이전 시, 수신자의 **개인정보 보호 (Privacy)**와 수신된 자산을 분산 제어 (Distributed Control) 하에 유지해야 하는 요구사항을 동시에 충족하는 통합 솔루션이 부재합니다.
- 기존 스텔스 주소 (Stealth Address) 기술은 수신자가 단일 사용자를 가정하므로, 다자간 키 관리 구조를 가진 DAO 가 익명으로 자산을 받거나 이후에 지출할 때 적용하기 어렵습니다.
- 기존 계층적 결정론적 지갑 (HD Wallet, BIP32) 은 단일 사용자를 위한 키 파생에 최적화되어 있으며, 마스터 시크릿을 재구성하지 않고 분산 환경에서 키를 파생하는 메커니즘이 부족합니다.

2. 제안된 방법론: DAO2 프레임워크 (Methodology)

저자들은 DAO2라는 통합 결제 프레임워크를 제안하여, 임계값으로 제어되는 조직 간의 자산 이전 (익명성 포함) 을 가능하게 합니다. 이 프레임워크는 다음 세 가지 핵심 기술의 결합으로 구성됩니다.

A. 핵심 구성 요소

분산 키 파생 (Distributed Key Derivation, DKD):
- BIP32 스타일의 계층적 키 파생을 임계값 환경에 적용합니다.
- 수신 DAO 의 구성원들은 마스터 시크릿을 재구성하지 않고, 로컬에서 키 공유 (Share) 를 업데이트하여 새로운 자식 주소 (Child Address) 를 생성합니다.
- 이는 익명성이 필요하지 않은 일반적인 DAO 간 이체에 사용됩니다.
분산 스텔스 주소 생성 (Distributed Stealth-Address Generation, DSAG):
- 수신 DAO 의 자식 공개 키를 기반으로 연결 불가능한 (Unlinkable) 일회용 스텔스 주소를 생성합니다.
- 송신 DAO 와 수신 DAO 가 협력하여 분산 ECDH (타원곡선 디피 - 헬만) 프로토콜을 수행하여 공유 비밀 (Shared Secret) 을 유도합니다.
- 이 공유 비밀을 통해 수신자의 공개 키에 오프셋을 추가하여 일회용 주소를 만듭니다.
- 수신자는 이후 분산 방식으로 일회용 지출 키 공유 (One-time spending shares) 를 복구할 수 있습니다.
임계값 서명 (Threshold Signatures):
- 송신 시 결제 승인 및 수신된 자산의 지출 (Redemption) 에 사용됩니다.
- 조직의 승인 임계값 (예: 2-out-of-n) 을 만족하는 구성원들만이 서명을 생성할 수 있으며, 이는 표준 공개 키 하에서 검증됩니다.

B. 프로토콜 흐름

초기화: 송신/수신 DAO 는 각각 분산 키 생성 (DKG) 을 통해 공개/비밀 키 공유를 보유합니다.
주소 파생 (DKD): 수신 DAO 는 새로운 트랜잭션에 맞는 자식 공개 키 ( $B^{(k)}$ ) 를 파생합니다.
스텔스 주소 생성 (DSAG): 송신 DAO 는 $B^{(k)}$ 를 기반으로 일회용 스텔스 주소 ( $D^{(k)}$ ) 를 생성하고, 이를 블록체인에 송신합니다.
검출 및 복구: 수신 DAO 는 블록체인에서 자신의 자산을 검출하고, 분산 방식으로 일회용 지출 키 공유 ( $d^{(k)}_j$ ) 를 복구합니다.
지출 (Threshold Redemption): 복구된 키 공유를 사용하여 임계값 서명으로 자산을 지출합니다.

3. 주요 기여 (Key Contributions)

통합 프레임워크 제안: 단일 사용자 지갑에서 임계값 제어 조직 (DAO) 으로 확장된 블록체인 결제 프레임워크 DAO2를 최초로 제안했습니다.
엔드 - 투 - 엔드 프로토콜 설계:
- 일반 이체용 DKD, 익명 이체용 DSAG, 그리고 승인 계층인 임계값 서명을 통합한 프로토콜을 설계했습니다.
- 수신자의 익명성과 분산 제어 구조를 동시에 유지하면서 자산을 받거나 지출할 수 있습니다.
형식적 보안 증명:
- 거래 정확성 (Correctness): 모든 합법적 참여자가 동일한 결과를 도출함을 증명했습니다.
- 임계값 지출 보안 (Threshold Spending Security): 임계값 미만의 공격자가 자산을 도용할 수 없음을 증명했습니다.
- 수신자 프라이버시 및 연결 불가능성 (Recipient Privacy & Unlinkability): 외부 관찰자가 트랜잭션의 수신자를 식별하거나 여러 트랜잭션을 연결할 수 없음을 증명했습니다.
- 강건성 (Robustness): 악의적인 노드가 프로토콜을 방해할 수 없음을 증명했습니다.
- 전방향 비밀성 (Forward Secrecy): 일회용 키 공유를 삭제할 경우, 과거 트랜잭션의 보장이 유지됨을 논증했습니다.
실제 구현 및 평가: secp256k1 곡선 기반 프로토타입을 구현하여 성능을 평가했습니다.

4. 실험 결과 및 성능 (Results)

성능 (Performance):
- 일반적인 규모의 DAO(7 명 구성원) 의 경우, 완전한 익명 DAO-to-DAO 트랜잭션이 27ms 미만의 계산 시간 내에 완료됩니다.
- 통신 오버헤드는 1.2KB 미만으로 매우 가볍습니다.
- DAO 규모 (n) 에 비례하여 선형적으로 증가하지만, 블록체인 합의 시간 (수 초~수 분) 에 비해 계산 오버헤드는 무시할 수준입니다.
확장성 (Scalability):
- DKD 모듈의 파생 깊이가 깊어지더라도 (1~1000 단계) 성능 저하가 없음을 확인했습니다.
- 20 명의 구성원을 가진 DAO 에서도 75ms 미만의 지연 시간을 보입니다.
비교 분석:
- 단일 사용자 스텔스 주소 (n=1) 환경과 비교했을 때, DAO2 는 프라이버시와 분산 제어 기능을 추가하면서도 실용적인 성능을 유지합니다.
- 기존 임계값 서명만 사용하는 방식 대비 프라이버시 오버헤드는 약 7.5 배 증가하지만, 여전히 블록체인 트랜잭션 처리에 적합한 수준입니다.

5. 의의 및 중요성 (Significance)

실무적 적용 가능성: DAO 재단, 컨소시엄 자금, 신탁 인프라 등 기관용 디지털 자산 시스템에 직접 적용 가능한 솔루션을 제공합니다.
기술적 통합의 완성: 기존에 분리되어 연구되던 '임계값 서명', '스텔스 주소', '분산 키 파생'이라는 세 가지 기술을 하나의 일관된 프로토콜로 통합하여, 조직 간 거래의 새로운 표준을 제시합니다.
프라이버시와 거버넌스의 조화: 조직의 분산 통제 (거버넌스) 를 해치지 않으면서도 수신자의 신원을 보호하는 익명 거래를 가능하게 하여, 블록체인 생태계의 기관 참여 장벽을 낮춥니다.
확장성: 이 프레임워크는 DAO 가 단일 사용자로 축소될 경우 기존 단일 사용자 결제 시스템으로 자연스럽게 축소 (Reduce) 되므로, 기존 생태계와의 호환성을 보장합니다.

결론적으로, DAO2 는 블록체인 기반 조직 간 자산 이체의 프라이버시와 분산 제어 문제를 해결하는 최초의 통합 솔루션으로, 차세대 기관용 블록체인 인프라의 핵심 기술로 평가됩니다.