PASS: A Provenanced Access Subaccount System for Blockchain Wallets
이 논문은 AI 에이전트나 기업용 지갑과 같이 다수의 참여자가 협업해야 하는 환경을 위해, 자산의 사용 권한을 입금 이력(provenance)에 기반하여 관리함으로써 내부 활동의 프라이버시를 보호하면서도 안전하고 유연한 공동 관리를 가능하게 하는 'PASS' 시스템을 제안합니다.
지금까지의 블록체인 지갑(EOA)은 마치 **집 전체의 모든 문을 열 수 있는 단 하나의 '마스터키'**와 같습니다.
문제 1 (보안): 만약 이 키를 잃어버리거나 도둑맞으면, 거실, 안방, 금고까지 집 안의 모든 것을 한꺼번에 털리게 됩니다.
문제 2 (프라이버시): 만약 회사에서 직원들에게 월급을 줄 때 이 마스터키를 쓴다면, 누가 얼마를 받는지, 회사가 어디에 돈을 쓰는지 모든 내역이 동네 사람들에게 생중계되는 것과 같습니다.
문제 3 (권한 위임): AI 로봇에게 "심부름 좀 해줘"라고 키를 맡기면, 로봇이 내 집의 모든 재산을 팔아치울 수도 있는 위험이 있습니다.
2. PASS의 해결책: "스마트한 투명 금고와 개인용 서브 계좌"
PASS는 이 문제를 해결하기 위해 **'출입 관리 시스템이 갖춰진 거대한 투명 금고'**를 도입합니다.
💡 핵심 개념 1: 인박스(Inbox)와 아웃박스(Outbox)
이 시스템에는 두 개의 특별한 통로가 있습니다.
인박스(Inbox - 입구): 외부에서 돈이 들어오는 통로입니다. 돈이 들어오면 일단 '입구 보관함'에 쌓입니다.
아웃박스(Outbox - 출구): 돈을 밖으로 내보낼 때만 사용하는 통로입니다. 모든 돈은 반드시 이 출구를 통해서만 나갈 수 있습니다.
💡 핵심 개념 2: 출처 기반 권한 (Provenance-based Access)
이게 PASS의 가장 똑똑한 점입니다. 기존에는 "누구냐(ID)"가 중요했다면, PASS는 **"이 돈이 어디서 왔느냐(출처)"**를 따집니다.
비유를 들어볼까요? 여러분이 큰 식당(지갑)을 운영한다고 해봅시다.
입구(Inbox): 식재료(자산)가 들어옵니다.
서브 계좌(Subaccounts): 주방장, 홀 매니저, 청소부에게 각각 '식재료 사용권'을 나눠줍니다.
출처 추적: 주방장이 고기를 쓰려고 하면, 시스템은 **"이 고기가 아까 입구로 들어온 그 고기가 맞나?"**를 확인합니다. 만약 출처가 확실하다면 주방장은 고기를 쓸 수 있습니다.
프라이버시: 주방장이 고기를 써서 요리를 하든, 홀 매니저가 음료를 옮기든, 식당 밖의 사람들은 내부에서 누가 무엇을 하는지 전혀 알 수 없습니다. 오직 식재료가 들어오고(입구), 완성된 요리가 나가는(출구) 모습만 보일 뿐입니다.
3. PASS가 가져올 변화 (활용 사례)
🤖 AI 에이전트 시대: AI 로봇에게 "딱 10달러만큼만 결제해"라고 권한을 줄 수 있습니다. 로봇은 자기가 가진 '10달러짜리 출처'를 가진 서브 계좌만 쓸 수 있으므로, 내 전 재산을 날릴 위험이 없습니다.
🏢 기업의 월급 지급: 회사는 직원들에게 월급을 줄 때, 내부적으로는 각 직원의 서브 계좌로 돈을 옮깁니다. 이 과정은 완벽하게 비밀로 유지됩니다. 외부에서는 회사가 돈을 보관하고 있다는 사실만 알 뿐, 누가 얼마를 받는지 알 수 없습니다.
🎮 게임 및 앱: 게임 내에서 아이템을 거래하거나 복잡한 결제를 할 때, 매번 비싼 블록체인 수수료를 낼 필요 없이 금고 내부에서 순식간에, 그리고 공짜로 처리할 수 있습니다.
4. 요약하자면
PASS는 "내 지갑의 주인은 나이지만, 그 안의 권한은 아주 세밀하게 쪼개서 안전하고 비밀스럽게 나눠 쓸 수 있게 해주는 스마트한 관리 시스템"입니다.
이 논문은 이 시스템이 단순히 아이디어에 그치지 않고, **수학적으로 완벽하게 안전하다는 것을 증명(Lean 4 사용)**했으며, **실제로 아주 빠르게 작동한다(AWS, Intel 기술 사용)**는 것을 보여주었습니다.
[기술 요약] PASS: 블록체인 지갑을 위한 출처 기반 액세스 서브계정 시스템
1. 문제 배경 (Problem Statement)
기존의 블록체인 지갑은 **소유권 모델(Ownership Model)**을 따릅니다. 즉, 개인키(Private Key)를 가진 사람이 해당 주소에 대한 모든 권한을 독점적으로 가집니다. 하지만 다음과 같은 현대적 요구사항에서는 이 모델이 한계를 드러냅니다.
AI 에이전트 및 스마트 에이전트: AI가 자산을 관리할 때, 사용자의 전체 자산이 아닌 특정 범위 내에서만 권한을 갖도록 하는 '제한된 권한(Bounded Authority)'이 필요합니다.
기업용 급여 지급(Enterprise Payroll): 조직이 직원들에게 급여를 지급할 때, 온체인상에서 누가 얼마를 받는지와 같은 민감한 내부 활동이 공개되지 않아야 합니다(프라이버시 문제).
중앙화 거래소(CEX)와 자기 수탁(Self-custody) 사이의 간극: 완전한 자기 수탁은 유연한 권한 관리가 어렵고, 중앙화된 수탁 모델은 투명성이 부족하며 수탁자에게 모든 권한이 집중되는 신뢰 문제를 야기합니다.
기존의 RBAC(역할 기반 제어)나 ABAC(속성 기반 제어) 방식은 자산이 외부에서 유입되는 블록체인의 특성(Exogenous nature)을 반영하기 어렵고, 정책이 공개되어 프라이버시를 침해하는 문제가 있습니다.
2. 방법론 (Methodology)
본 논문은 권한의 기준을 '누구인가(Identity)'가 아닌 **'자산의 출처가 어디인가(Provenance)'**로 전환하는 **PASS(Provenanced Access Subaccount System)**를 제안합니다.
핵심 메커니즘: Inbox–Outbox 설계
PASS는 신뢰 실행 환경(TEE, Trusted Execution Environment) 내에서 동작하며, 다음과 같은 구조를 가집니다.
Inbox (수신함): 외부에서 지갑 주소(EOA)로 입금된 자산이 기록되는 곳입니다. 입금된 자산은 'Claim' 과정을 거쳐야만 내부 서브계정으로 할당됩니다.
Internal Ledger (내부 장부): TEE 내부에서 관리되는 서브계정별 잔액 지도(L)와 자산의 흐름을 기록하는 출처 로그(H)입니다. 내부 계정 간의 이체는 TEE 내부에서만 일어나므로 가스비가 들지 않고 온체인에는 노출되지 않습니다(Off-chain Privacy).
Outbox (발신함): 서브계정이 외부로 자산을 출금하거나 스마트 컨트랙트와 상호작용할 때 사용하는 FIFO(선입선출) 큐입니다. TEE는 이 큐에 쌓인 요청을 확인하고 서명하여 온체인에 전파합니다.
기술적 특징
출처 기반 제어(Provenance-based Control): 자산은 오직 유효한 입금으로부터의 추적 가능한 경로(Lineage)가 증명된 서브계정만이 사용할 수 있습니다.
형식 검증(Formal Verification):Lean 4를 사용하여 시스템의 핵심 불변량(프라이버시, 자산 접근성, 출처 무결성)을 수학적으로 증명했습니다.
하드웨어 보안: AWS Nitro Enclaves 및 Intel TDX(dstack 활용)와 같은 최신 TEE를 백엔드로 사용하여 보안을 강화했습니다.
3. 주요 기여 (Key Contributions)
새로운 권한 모델 제안: 블록체인의 자산 생성 방식에 최적화된 '출처 기반 액세스 모델'을 설계했습니다.
수학적 엄밀성 확보: Lean 4를 통해 내부 이체가 외부 관찰자에게 보이지 않음(Privacy)과 자산이 임의로 생성되지 않음(Integrity)을 증명했습니다.
실제 구현 및 프로토타입: TEE 기반의 멀티 벤더 백엔드와 WalletConnect가 통합된 웹 프론트엔드를 구현하여 실용성을 입증했습니다.
다양한 응용 시나리오 제시: AI 에이전트 권한 위임, 기업용 프라이버시 급여 시스템, 가스비가 없는 앱체인(Appchain) 등 확장 가능한 활용 방안을 제시했습니다.
4. 실험 결과 (Results)
논문은 AWS Nitro Enclaves와 Intel TDX 환경에서 성능 벤치마크를 수행했습니다.
높은 처리량(Throughput): 모든 내부 작업(계정 조회, 이체, 클레임 등)은 TEE 내부 메모리에서 처리되므로 매우 높은 속도를 기록했습니다.
Intel TDX는 AWS Nitro보다 높은 피크 성능을 보였으며, 특히 계정 잔액 조회(≈935,428 ops/sec)와 내부 이체(≈71,292 ops/sec)에서 탁월한 성능을 보였습니다.
효율성: 내부 이체는 온체인 트랜잭션을 발생시키지 않으므로 가스 비용이 거의 제로에 가깝습니다.
실용성: 기존의 Liquefaction 모델과 비교했을 때, PASS는 블록체인 오라클에 의존하지 않고 TEE 내부에서 즉각적인 실행이 가능하여 지연 시간(Latency)을 획기적으로 줄였습니다.
5. 의의 및 결론 (Significance & Conclusion)
PASS는 **"엄격한 자기 수탁(Self-custody)"**과 "유연한 공유 액세스(Shared access)" 사이의 간극을 메우는 중요한 기술적 진보입니다.
보안과 프라이버시의 조화: 자산의 소유권은 수학적으로 증명된 출처를 통해 엄격히 관리되면서도, 내부적인 자산 이동은 완벽하게 은닉됩니다.
확장성: 향후 **zkVM(영지식 가상 머신)**을 통한 구현을 통해 하드웨어 제조사에 대한 의존성을 제거하고, 수학적 증명만으로 보안을 보장하는 방향으로 발전할 수 있는 가능성을 열었습니다.
결론: PASS는 AI 시대의 자산 관리, 기업의 규제 준수(Compliance) 및 프라이버시 보호, 그리고 고성능 온체인 애플리케이션 구축을 위한 실질적이고 강력한 인프라 모델을 제시합니다.