비트코인에 대한 양자 컴퓨팅 위협
작성: Bitcoin Magazine Pro
번역: 백화블록체인
비트코인은 정부의 금지 조치나 시장 붕괴가 아닌 양자 컴퓨팅으로 인해 첫 번째 진정한 생존 위협에 직면해 있다. 중본 쑨 지갑에 보관된 약 110만 개의 비트코인(약 1,000억 달러 상당)과 유통 중인 전체 비트코인의 약 25%는 현재 양자 공격에 매우 취약한 구식 암호화 키 아래 노출되어 있다. 양자 컴퓨터 기술이 성숙하게 되면 — 5년 후일 수도, 25년 후일 수도 있지만 — 이 비트코인들은 해킹될 것이다.
위협의 본질
비트코인의 보안은 타원곡선 디지털 서명 알고리즘(ECDSA)에 의존한다. 이 알고리즘은 개인 키를 알지 못하는 상태에서 수학적 수단으로 비트코인 서명을 위조하는 것을 극도로 어렵게 만든다. 전통적인 컴퓨터의 경우 이러한 서명을 해독하는 데 수백만 년이 걸린다. 그러나 양자 컴퓨터는 완전히 다른 방식으로 작동하며, ECDSA의 기반이 되는 이산 로그 문제를 몇 분 또는 몇 시간 내에 해결할 수 있을 가능성이 있다.
그림 1: 중본 쑨의 지갑에는 약 110만 개의 비트코인이 보관되어 있다.
모든 비트코인이 동일한 위험에 처해 있는 것은 아니다. 초기의 P2PK(공개키 직접 지불) 주소(중본 쑨의 주소 포함)의 경우 공개키가 장부에 직접 노출된다. 이러한 비트코인은 양자 컴퓨터에게 마치 지갑에 바로 진입할 수 있는 ‘보편 만능 열쇠’와 같다. 반면, 나중에 도입된 주소 유형(예: P2PKH)은 공개키를 암호화 해시 뒤에 숨겨 두고, 거래를 시작할 때만 공개키를 노출시킨다. 이는 짧은 취약성 창을 만들어 낸다: 즉, 송금을 위해 공개키를 공개한 순간부터 광부가 해당 거래를 블록에 포함시켜 확인할 때까지의 짧은 시간 동안, 성능이 충분히 뛰어난 양자 컴퓨터가 이를 가로채는 것이 이론적으로 가능하다.
시간표의 불확실성
양자 컴퓨팅의 실현 시점은 극도로 불확실하다. 1년 안에 등장할 수도 있고, 영원히 실현되지 않을 수도 있다. 그러나 바로 이 불확실성이 적이다. 왜냐하면 비트코인은 수동적 적응이 아니라 능동적 이주를 요구하기 때문이다. 만약 양자 컴퓨터가 등장했을 때 비트코인이 후양자 암호(PQC)로 이주하지 못했다면, 비트코인은 완전히 무너질 것이다. 수천억 달러 규모의 공개키가 노출되며, 공격자들이 비트코인을 탈취해 시장에 매각하기 시작할 것이고, 이는 파멸적인 가격 붕괴를 초래할 것이다.
그림 2: 다양한 비트코인 주소 유형의 장기 노출 공격 취약성 비교.
PQC 솔루션을 구현하는 데 필요한 시간은 최상의 경우에도 코드 최종 확정 및 합의 도달에 6~12개월이 소요되며, 서명 최적화 정도에 따라 추가로 6개월에서 2년이 더 걸릴 수도 있다.
토큰 소각(Coin Burning)
문제는 마감 기한을 설정해 그 기한까지 양자 저항 주소로 이주하지 않은 비트코인을 ‘소각’해야 하는지 여부이다. 만약 유통량의 약 20~30%가 동시에 해제(해킹)된다면, 비트코인은 심각한 신뢰 위기에 직면하고, ‘하드 머니’라는 주장은 완전히 무너질 것이다. 이 규모의 공급 물량 매도는 약세장 조건을 조성하며, 비트코인의 전체 철학 자체를 위협할 수도 있다.
그림 3: 비트코인 유통 공급량.
그러나 토큰 소각은 거대한 철학적 장벽에 부딪힌다. 이는 곧 비트코인 자산이 압류 가능한 재산이 될 수 있음을 의미한다. 만약 네트워크가 토큰 소각을 통해 스스로를 구원할 수 있다고 결정한다면, 정부나 통제 주체가 어떤 주소(테러리스트나 반체제 인사의 자산 등)를 소각·검열 대상으로 삼을 것인지 결정하는 것을 누가 막을 수 있겠는가? 이는 주권적 개인의 자산 소유권을 파괴하는 선례를 만들 것이다.
우선순위 목표
비트코인은 세계 최대의 ‘벌집(honey pot)’이다. 가치를 직접 탈취하고 24시간 7일 내내 유동성을 확보해 현금화할 수 있는 유일한 금융 네트워크다. 달러는 그러한 일이 불가능하다—거액을 탈취하면 송금이 차단되며, 해킹이 발생하더라도 기관은 고객에게 환불한다. 그러나 비트코인은 그런 사치를 누릴 수 없으며, 오직 코드에 대한 신뢰에만 기반을 두고 있다.
그림 4: 잔고가 10,000 BTC를 초과하는 주소 수가 눈에 띄게 많다.
누군가 암호화를 해독할 수 있는 양자 컴퓨팅 능력을 확보한다면, 비트코인 지갑은 최우선 표적이 될 것이다. 왜냐하면 이 지갑은 현금화가 용이하고 선발 우위를 갖추고 있기 때문이다. 이미 첫 번째 해커가 돈을 모두 가져간 후라면, 두 번째 해커는 아무것도 얻지 못할 것이다.
결론
이러한 생존 수준의 취약점은 암호학 문헌에서 오래전부터 인정되어 왔으나, 예방 조치를 취할 수 있는 창이 점차 좁아지고 있으며, 이는 채굴자, 거래소, 지갑 제공업체, 그리고 개인 이해관계자들이 즉각 전략적 관심을 기울여야 함을 의미한다. 진정한 시험은 위협이 존재하는지 여부가 아니라, 충분한 계산 능력을 갖춘 양자 컴퓨터가 등장하기 전에 네트워크가 양자 저항 서명 알고리즘으로 조율되고 체계적으로 이주할 수 있는지 여부에 달려 있다.
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