FHE 기술에 대한 간략한 분석: 프라이버시 거래의 가능성을 확장하다
Epicenter 팟캐스트에서 ZAMA CEO의 인터뷰를 듣고 나서 다시 한번 두뇌 용량 부족에 대한 불안감을 느꼈다. 간단히 말해 FHE는 제로지식 증명(ZKP)보다 더 고도화된 암호화 기술로, 클라우드 스토리지, 유전자 예측, 생체인식, 암호화폐 프라이버시 거래 등 보다 광범위한 분야에서 데이터 프라이버시 전송을 실현할 수 있다. 마침 최근 VC들도 FHE에 큰 관심을 보이고 있어, 내 이해를 간략히 정리해본다.
1) FHE(Fully Homomorphic Encryption, 완전 동형 암호화)란 특정 형태로 암호화된 데이터에 대해 복호화 없이도 연산을 수행할 수 있게 해주는 기술로, 데이터 프라이버시를 노출하지 않으면서도 계산이 가능하다. 이는 인터넷 전체를 아우르는 광의의 기술 개념으로 오래전부터 존재했으나, 최근에는 Fhenix Network가 FHE 기능을 이더리움에 통합하여 fhEVM 솔루션을 출시하면서 암호화폐 분야에서 주목받고 있다. 개발자라면 누구나 FHE 기능을 사전 컴파일된 바이너리(pre-compile binary) 형태로 트랜잭션 흐름에 추가할 수 있다.
2) 그러면 어떤 상상 가능한 영역들이 열릴까? 예를 들어 게임 시나리오에서 플레이어가 소유한 카드 정보를 공개하지 않은 채, 플랫폼이 이를 기반으로 연산을 수행하며 게임을 진행하게 되면 게임의 '공정성'을 높일 수 있다. DAO 투표 시나리오에서는 대규모 지갑(whale)이 자신의 투표 수량을 숨긴 채 거버넌스에 참여하더라도 프로토콜은 정상적으로 투표 결과를 산출할 수 있다.
프라이버시 거래 시나리오에서는 사용자가 mempool에 완전히 암호화된 트랜잭션을 전송함으로써 amount 등의 개인정보를 노출하지 않을 수 있고, 규제 준수(Compliance) 시나리오에서는 정부가 합법적인 거래 내용을 확인하지 않으면서도 자금의 해외 유출 여부를 모니터링하고, 블랙리스트 주소와 관련된 자산만 차감하는 것도 가능하다. 상상 가능한 범위가 ZKP보다 한 단계 더 확장된다.
3) FHE와 ZKP의 차이는 무엇인가? 간단히 설명하면:
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ZKP는 데이터가 암호화된 상태에서도 일관성 있는 전달 문제를 해결한다. 데이터 제공자는 구체적인 정보를 숨긴 채 수신자에게 데이터의 진위를 증명할 수 있으며, 이는 점대점(P2P) 암호화 방식이다. 특히 경량화된 zk-SNARKS는 레이어2 롤업(Layer2 Rollup)에서 널리 활용되고 있다.
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반면 FHE는 암호화된 데이터 상태에서의 재연산(re-computation) 문제를 해결하려 한다. 이는 다수 대 다수(many-to-many)의 보다 광범위한 암호화 기술이다. 아직까지 널리 보급되지 못한 이유는 연산 과정에서 막대한 컴퓨팅 파워를 소모하며 효율성이 낮기 때문이다.
4) ZAMA사는 fhEVM 솔루션을 개발하여 FHE 기술을 블록체인 분야에 적용할 수 있도록 했으며, Phenix Network는 SDK처럼 임베디드 방식으로 FHE 모듈을 사전 컴파일 처리 과정으로 모듈화하여 다양한 블록체인에 통합하고 있다. 현재는 OP-Rollup과의 호환성이 더 뛰어나며, 특정 트랜잭션에만 FHE 기능을 로드할 수 있는 파이프라인을 설정하는 것도 가능하다.
이는 사용자가 레이어2에서 자신의 프라이버시를 보호하기 위해 FHE를 통해 트랜잭션을 시작할지 선택할 수 있음을 의미한다. 일반 거래보다 수수료는 약간 비싸지만, 그만큼 보안과 프라이버시가 강화된다. 이는 마켓 메이커(MM) 및 프라이버시 중심 기관 사용자들을 끌어모을 수 있을 것이다.
수요와 시나리오는 이미 명확해졌으며, 핵심은 효율성, 성능, 비용 사이의 종합적인 트레이드오프(tradeoff)에 달렸다.
내 개인적인 견해로는, 프라이버시 거래는 트랜잭션 확장성 문제 이후의 다음 세대 세분화 트렌드가 될 것이다. 현재 확장성 문제의 핵심은 더 이상 인프라 기술이 아니라 규제, 시장 수용 등 대중화(Mass Adoption) 조건의 부재에 있다. 반면 프라이버시 거래는 기술 인프라 최적화를 통해 사용자, 거래, 사용 시나리오를 더욱 세분화하며, 어느 정도는 ZKP 기술과 유사한 광범위한 응용 가능성을 가질 것이다.
FHE 기술이 지원된다면 DEX와 CEX 간의 거래 경험 격차가 줄어들 수 있고, 일부 레이어3 프라이버시 애플리케이션 체인은 보다 폐쇄적이며 안전한 거래 환경을 제공할 수 있으며, 게임들은 체인상의 무작위성(randomness) 관련 보안 문제를 해결할 수 있다. 심지어 규제 당국도 과도한 간섭 없이도 보다 적절한 방식으로 개입할 수 있다. 상상 가능한 잠재력은 충분하지만, 현재 TPS는 여전히 매우 낮아 초당 2~5건 수준으로 겨우 EVM 메인넷 수준에 근접할 뿐이며, 롤업 수준의 만 건/초 처리 능력에 도달하기까지는 아직 멀었다.
참고: 나는 주로 암호화폐 관점에서 몇 가지 견해를 언급했지만, FHE 기술은 인터넷 및 AI 분야에서도 매우 광범위한 응용 가능성을 가지고 있으므로 관심 있는 분들은 더 깊이 연구해보기를 권한다.
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Haotian | CryptoInsight
