양자 컴퓨팅의 부상은 암호화폐 인프라, 특히 비트코인, 이더리움 등 블록체인을 떠받치는 암호학적 기초에 대한 잠재적 실존적 위협으로 점점 더 인식되고 있습니다. 이론적 위험은 오래전부터 알려져 있었지만, 특히 Google과 Microsoft 같은 주요 기술 기업에 의해 연구가 가속화되면서 암호화폐 산업은 불편한 현실에 직면하게 되었습니다. 현재의 블록체인 거버넌스 구조는 다가오는 위협에 빠르게 대응하기에는 적절치 않다는 것입니다.
문제의 핵심은 양자 컴퓨팅 발전의 속도와 탈중앙화 거버넌스 시스템의 느린 변화 속도 간의 불일치에 있습니다. 합의 알고리즘을 업데이트하거나 주소 형식을 수정하고, 블록체인 보안 조치를 다시 설계하는 데는 암호화폐 커뮤니티 내에서 수년간의 토론과 정치적 분쟁이 필요하기 때문입니다.
보안 전문가와 암호학자에 따르면, 양자 기술이 임계 수치에 도달했을 때, 그 변화는 화려한 해킹으로 알려지지 않을 것입니다. 오히려 조용하고 치밀하게, 그리고 파괴적으로 진행될 수 있습니다.
양자 위협: 미묘하고 강력하며 임박한 위험
양자 컴퓨팅은 여전히 개발 중이지만 빠르게 발전하고 있습니다. 이진 논리에 의존하는 전통적인 컴퓨터(0과 1을 나타내는 비트)와는 달리, 양자 컴퓨터는 여러 상태에 동시에 존재할 수 있는 큐빗을 사용합니다. 이를 통해 양자 시스템은 큰 소수의 인수분해나 이산 로그 문제 해결과 같은 특정 문제를 고전적인 시스템보다 기하급수적으로 더 빠르게 해결할 수 있습니다.
이는 블록체인에 특히 안 좋은 소식입니다. 비트코인과 이더리움을 포함한 대부분의 퍼블릭 블록체인 시스템은 트랜잭션 검증과 키 관리를 위해 ECDSA(타원 곡선 디지털 서명 알고리즘)와 같은 고전 암호화 방식을 사용합니다. 이 시스템들은 전통적인 컴퓨터에 대해 강력하지만, 쇼어 알고리즘과 같은 알고리즘으로 ECDSA를 깨고 공용 키에서 개인 키를 폴리노미얼 시간 내에 회복할 수 있는 양자 공격에 대해 이론적으로 취약합니다.
이는 양자 능력을 가진 공격자가 거래를 위조하고, 자금을 훔치거나, 블록체인의 무결성을 손상시킬 수 있게 합니다. 문제는 단순한 속도의 문제가 아닙니다 - 그것은 은밀함에 관한 것입니다.
양자 보안 스타트업 Quip Network의 공동 창업자인 Colton Dillion은 "진정한 양자 공격은 화려하지 않을 것입니다. 그것은 미묘할 것입니다 - 고래들이 아무도 눈치채기 전에 자금을 조용히 이동시키고, 시스템을 악용하는 것입니다."라고 말합니다.
51% 공격에서 양자 이중 지불까지
Dillion이 지적한 특히 우려스러운 가능성 중 하나는 양자 강화 이중 지불 또는 체인 재작성 공격입니다. 이론적으로, 양자에 의해 강화된 적은 블록체인 히스토리를 재작성하기 위한 표준인 51% 공격의 유효 임계값을 해시 기반 문제 해결의 최적화로 인해 26%까지 낮출 수 있습니다.
다음과 같은 방식으로 진행될 수 있습니다: 공격자는 가장 큰 지갑의 개인 키를 손상시킵니다 - 예를 들어, 10,000명의 가장 큰 비트코인 보유자들. 이 키를 사용하여 과거 거래를 뒤집고 손상된 지갑을 청산하며 서로 다른 네트워크 부분에 충돌하는 거래를 발행할 수 있습니다. 결과는? 막대한 가치 손실, 흔들린 신뢰, 그리고 체인의 신뢰성에 잠재적이고 회복할 수 없는 손상.
이러한 종류의 시스템적 붕괴는 강제로 해킹할 필요도, 화려한 코드 악용을 필요로 하지 않습니다. 그것은 암호학적 약점을 인내심 있게 악용할 필요가 있으며, 이는 양자 시스템이 맞춤으로 설계된 데이터입니다.
왜 블록체인 거버넌스가 따라가지 못하는가
암호화 프로토콜은 악명 높게 변경이 느립니다. 비트코인의 거버넌스 프로세스는 비트코인 개선 제안(BIP) 주위에서 이루어지며, 이더리움은 이더리움 개선 제안(EIP)을 기반으로 합니다. 이러한 제안은 광범위한 커뮤니티 동의, 광범위한 피어 리뷰, 점진적인 구현이 필요합니다. 이러한 탈중앙화 프로세스는 블록체인에 회복성을 부여하는 부분이지만, 신속한 대응이 필요한 경우에 주요 마찰을 초래하기도 합니다.
예를 들어, 메타데이터 저장 기능을 위한 단일 기능의 적절한 사용을 둘러싼 비트코인에서의 OP_RETURN 논란은 수년간 끌었습니다. 이더리움의 작업 증명(proof-of-work)에서 지분 증명(proof-of-stake)으로의 전환(합병)은 개발, 테스트, 정치적 타협에 5 년 이상이 걸렸습니다. 메타데이터 필드를 수정하거나 비위기 상황에서 합의 메커니즘을 변경하는 데 수년이 걸린다면, 전체 양자 저항성을 구현하는 데 얼마나 걸릴까요?
"BIP와 EIP 과정은 신중하고 민주적인 결정을 내리는 데 적합합니다."라고 Dillion은 말합니다. "하지만 신속한 위협 대응에는 형편없습니다. 양자 위협이 나타날 때 기록의 합의나 이사회 승인을 기다리지 않을 것입니다."
솔루션은 등장하고 있지만 - 채택은 제자리걸음
이 임박한 문제를 해결하기 위해 개발자와 스타트업은 내구성있는 업그레이드를 제안하고 있습니다. 비트코인의 경우, 개발자 Agustin Cruz는 QRAMP라는 제안을 소개했습니다. 이는 모든 자금을 양자 안전 주소로 마이그레이션하기 위해 하드 포크가 필요합니다. 이 접근 방식은 양자 복호화에 저항할 수 있도록 비트코인의 서명 알고리즘을 개편할 것입니다.
한편, BTQ와 같은 스타트업은 한 발 더 나아가 작업 증명 시스템 전체를 양자 네이티브 합의 메커니즘으로 대체할 수 있다고 제안했습니다. 이러한 제안은 야심 찬 것이지만, 주요 장애물에 직면해 있습니다: 거버넌스 관성.
비트코인과 이더리움 모두에서 프로토콜 변경을 시행하려면 단순히 스위치를 전환할 수 있는 중앙 권한이 없습니다. 의미 있는 업그레이드는 핵심 개발자, 채굴자 또는 검증자, 지갑 제공자, 사용자 간의 조정이 필요합니다. QRAMP에 필요한 하드 포크와 같은 경우에는 체인 분열과 혼돈을 방지하기 위해 압도적인 합의가 필요합니다.
명백하고 부인할 수 없는 양자 위협이 나타날 때까지 그 합의가 형성될 가능성은 작습니다.
아래에서 위로 가는 대안
전체 체인 업그레이드를 기다리는 대신, 일부 기술자들은 더 쉽고 빠른 접근 방식 - 가장 위험한 자산부터 시작 - 을 제안하고 있습니다.
예를 들어, Quip Network는 개별 사용자, 특히 많은 보유자 (즉, "고래")가 하이브리드 암호화를 사용하여 계정을 보호하는 "양자 볼트"를 출시하고 있습니다. 이 볼트는 개인 키와 서명 메커니즘을 보호하기 위해 고전 및 양자 저항 암호화를 결합하여 사용합니다.
이러한 볼트는 기본 블록체인 프로토콜에 변경이 필요하지 않으므로 오늘날 바로 구현할 수 있습니다. 가장 가치 있는 지갑을 먼저 보호하고, 전체 에코시스템이 광범위한 솔루션을 채택할 시간을 벌려는 것입니다.
"전체 커뮤니티가 프로토콜 업그레이드에 동의하기를 기다리는 대신, 고래들이 지금 그들의 자산을 보호할 수 있습니다." 라고 Dillion은 말합니다. "파편화된 시스템에서 위험 노출을 관리하려는 것입니다."
이러한 사용자 수준 솔루션은 블록체인이 구체적이지 않으며, 비트코인 포크가 필요하지 않으며, 이더리움 업그레이드가 필요하지 않습니다. 사용자 선택에 의해 실행되며 기존 인프라와 병행하여 작동하도록 설계되었습니다.
파편화와 불균등 보호의 위험
그러나 개별 양자 보호로의 이동은 또한 위험을 초래합니다. 파편적인 채택 전략은 일부 사용자 - 주로 자본이 많은 고래 - 가 보호 받는 반면 소규모 홀더와 기존 지갑은 노출되는 분리된 보안 환경을 만들 수 있습니다.
이는 비대칭 공격을 초래할 수 있으며, 이는 공격자가 보호되지 않은 지갑을 표적으로 삼거나 기존 암호화 기준과 연관된 네트워크 취약점을 활용하는 것을 시도할 수 있습니다. 최악의 경우, 작은 비율의 인식 있는 주소가 손상된 반면 다른 사용자가 안전하게 남아 있다면 전체 블록체인에 대한 신뢰를 약화시킬 수 있습니다.
여전히, 옹호자들은 어디서부터 시작하는 것이 새로운 것이 아무것도 없는 것보다 낫다고 주장합니다. 전체 합의를 기다린다는 것은 지나치게 빠르기 위해 제어하기 힘든 파국적인 공격에 문을 열어주는 것일 수 있습니다.
양자 타임라인과 정책 격차
양자 컴퓨팅 돌파구에 대한 타임라인은 여전히 불확실합니다. 일부 전문가들은 대규모 결함 허용 양자 컴퓨터가 여전히 10 년 이상 남아 있을 가능성이 있다고 주장합니다. 다른 이들은 제한적이지만 충분한 능력을 가진 프로토타입 시스템이 훨씬 일찍 나타날 수 있다고 믿습니다 - 아마도 5년 내에 가능합니다.
기술적 비약의 예측 불가능성은 암호화 산업이 특정 암호화 구현에만 영향을 미칠 수 있는 초기 단계의 위협을 포함해 다양한 시나리오에 준비해야 한다는 의미합니다.
한편 규제 당국은 암호화에서 양자 위험 문제에 대해 크게 침묵을 지키고 있습니다. 대부분의 암호화와 관련하 정책 논의는 자금 세탁 방지(AML), 소비자 보호, 시스템 위험에 중점을 둡니다. 그러나 양자 컴퓨팅이 주요 블록체인 인프라를 손상시킨다면, 이는 금융 시장 전체에 파급 효과를 미칠 수 있습니다.
정부는 결국 양자 대비를 디지털 자산 수탁자와 거래소에 명령할 수 있지만, 그때까지는 현재 기준에 따라 보호되고 있는 기존 자산을 보호하기에는 이미 너무 늦을 수 있습니다.
최종 생각
양자 컴퓨팅은 미래의 공상 과학적 시나리오가 아닙니다 - 이는 탈중앙화 금융의 보안 기반을 위협하는 빠르게 다가오는 도전입니다. 프로토콜 수준의 업그레이드는 장기적 회복력에 필수적이지만, 암호화 산업의 느린 거버넌스 모델은 빠르게 진화하는 위협에 대응하기에 부적절합니다.
사용자 수준의 양자 저항 볼트와 같은 임시 해결책은 개별 행위자가 합의를 기다리지 않고 자산을 보호할 수 있는 실용적인 경로를 제공합니다. 그러나 더 넓은 채택과 협조된 접근이 궁극적으로 블록체인 시스템의 무결성을 보호하는 데 필요할 것입니다.
위협을 무시한다고 해서 사라지는 것은 아닙니다. 양자 위험의 조용하고 은밀한 성격으로 인해 암호화 산업은 조만간 조치를 취해야 하며, 그렇지 않으면 탈중화가 더 어려운 방법으로 배우는 것을 위험하게 할 수 있습니다. Resilience와는 같지 않습니다.