9분 만에 비트코인 개인 키 해독? 양자 위협 하의 블록체인 생존 가이드
글쓴이: Changan, Biteye 콘텐츠 팀
요약
구글 양자 AI 팀의 최신 논문에 따르면, 오류 정정 기능을 갖춘 50만 큐비트 규모의 양자 컴퓨터는 이론적으로 9분 만에 비트코인 개인키를 해독할 수 있으며, 이로 인해 공개된 공개키가 이미 노출된 약 690만 개의 비트코인에 위협이 될 수 있다. 현재 기술 수준은 이 목표와 446배 차이가 나며, 실현 시점은 약 2029년 경으로 전망되지만, 이는 더 이상 먼 미래의 공상과학이 아니다. 비트코인 커뮤니티는 BIP-360, SPHINCS+ 등 양자 내성 업그레이드 방안을 추진 중이다. 일반 사용자는 당장 패닉에 빠질 필요는 없으나, 주소 형식을 점검해야 하며(특히 bc1p로 시작하는 탭루트 주소를 장기간 사용하지 않도록 주의), ‘한 주소당 한 거래’ 습관을 들이고, 지갑 제조사의 후속 업데이트를 주시해야 한다.
2026년 3월 31일, 평범한 월요일이었다. 그런데 암호화폐 커뮤니티는 갑작스럽게 발칵 뒤집혔다.
구글 양자 AI 팀이 논문을 발표했는데, 그 내용은 양자 컴퓨터가 비트코인 개인키를 단 9분 만에 해독할 수 있다는 것이었다. 반면 비트코인 블록 하나의 평균 확인 시간은 10분이다.
어떤 이들은 이를 과장된 경고라고 말했고, 또 다른 이들은 현실과는 여전히 천지차이가 난다고 주장했다. 그러나 이번 경고를 보낸 주체는 구글이었다.
양자 컴퓨터는 실제로 비트코인을 해독할 수 있을까? 이 위협은 실제일까, 아니면 과장된 것일까? 일반 사용자들은 무엇을 해야 할까? 이 글에서는 이 문제를 명확히 설명해 보려 한다.
1. 구글 논문의 핵심 내용은 무엇인가?
기존 업계의 일반적 인식은, 비트코인 암호 알고리즘을 해독하려면 수백만 개의 양자 비트(qubit)가 필요하다는 것이었다. 이 숫자는 매우 거대하여, 적어도 수십 년은 더 걸릴 것으로 모두가 여겨왔다. 그러나 구글 논문은 이 수치를 50만 개 미만으로 대폭 낮췄다. 즉, 기존 추정치보다 약 20배나 줄어든 것이다.
논문에는 구체적인 공격 시나리오가 제시되어 있다. 당신이 비트코인 거래를 발송하면, 당신의 공개키는 블록에 포함되기 전까지 일정 기간 동안 네트워크 상에서 잠시 노출된다. 이 창은 평균적으로 10분 정도 지속된다. 구글의 계산에 따르면, 충분히 강력한 양자 컴퓨터는 이 공개키로부터 약 9분 안에 개인키를 역산해 낼 수 있으며, 이를 이용해 더 높은 마이너 수수료를 부여한 위조 거래를 생성하여 원본 거래가 블록체인에 기록되기 전에 자금을 가로챌 수 있다. 성공 확률은 약 41%이다.
물론 논문에서 언급된 것은 완전한 오류 정정 능력을 갖춘 양자 컴퓨터다. 구글 자체의 윌로우(Willow) 프로세서는 단지 105개의 물리적 큐비트만 보유하고 있는 반면, 논문에서 요구하는 규모는 50만 개이다. 두 수치 사이에는 446배의 격차가 있으므로, 현재로서는 비트코인을 해독할 수 있는 양자 컴퓨터는 존재하지 않는다.
구글은 스스로 2029년까지 양자 내성 암호학으로의 전환을 완료하겠다는 목표를 제시했는데, 이 시점은 어느 정도 그들이 위협이 현실화될 시기를 어떻게 판단하고 있는지를 보여주는 지표이기도 하다.
하지만 언젠가 그런 기계가 실제로 만들어진다면, 비트코인을 해독하는 데 드는 비용은 우리가 예상했던 것보다 훨씬 낮을 수 있다.
2. 양자 컴퓨터와 일반 컴퓨터는 도대체 어떤 차이가 있는가?
그러나 이것이 어떤 의미인지 논하기 전에, 먼저 하나의 근본적인 질문을 해결해야 한다. 바로 ‘양자 컴퓨터란 도대체 무엇인가?’이다.
일반 컴퓨터는 정보 처리를 위해 비트(bit)를 사용하며, 각 비트는 0 또는 1이라는 두 가지 상태만 가질 수 있다.
모든 계산은 이러한 0과 1에 대한 조작으로 이루어진다. 256비트 개인키는 2²⁵⁶가지 가능한 조합을 의미한다. 고전 컴퓨터로 무차별 대입 공격을 시도한다고 해도, 전 세계 모든 컴퓨팅 파워를 집결시켜도 우주의 나이보다 훨씬 긴 시간이 소요된다. 이것이 바로 비트코인이 지난 15년간 안전하게 유지된 이유이다.
양자 컴퓨터는 양자 비트(큐비트, qubit)를 사용하는데, 큐비트의 특이한 점은 ‘중첩 상태(superposition)’에 있다. 즉, 큐비트는 동시에 0이면서도 1일 수 있다. 8개의 큐비트는 단 하나의 상태만 표현하는 것이 아니라, 256개의 상태를 동시에 표현할 수 있다. 큐비트 수가 증가함에 따라 병렬 처리 능력은 지수적으로 증가한다.
그러나 단순한 병렬 처리만으로는 비트코인에 대한 위협이 되지 않는다. 양자 컴퓨터가 암호학에 진정한 위협이 되는 이유는 1994년 매사추세츠공과대학(MIT)의 수학자 피터 쇼어(Peter Shor)가 고안한 ‘쇼어 알고리즘(Shor’s algorithm)’ 때문이다. 이 알고리즘은 큰 정수의 소인수 분해 및 타원곡선 이산 로그 문제를 풀기 위해 특별히 설계되었으며, 이 두 문제는 바로 비트코인과 이더리움의 개인키 보안성의 근간을 이루고 있다.
예를 들어보면, 전통적 컴퓨터는 미로 속에서 출구를 찾는 사람처럼, 가능한 길을 하나씩 시도해야 한다. 반면 양자 컴퓨터 + 쇼어 알고리즘은 마치 누군가 미로의 위쪽에서 바라본 지도를 건네주는 것과 같아, 한눈에 출구 위치를 파악할 수 있다.
비트코인은 secp256k1 곡선 위에서 작동하는 타원곡선 디지털 서명 알고리즘(ECDSA)을 사용한다. 이 시스템은 고전 컴퓨터에게는 철벽과 같지만, 쇼어 알고리즘은 타원곡선의 수학적 구조를 특화하여 공격할 수 있다.
3. 양자 컴퓨터는 도대체 어떻게 당신의 비트코인을 훔치는가?
양자 컴퓨터의 원리를 이해한 다음, 이제 그것이 구체적으로 비트코인에 어떤 위협을 주는지 살펴보자.
지갑을 생성할 때 시스템은 256비트의 무작위 숫자인 개인키를 생성한다. 이 개인키에서 공개키를 유도하고, 다시 공개키에서 지갑 주소를 유도한다. 이 연쇄 과정은 단방향이며, 개인키를 알면 공개키를 계산할 수 있지만, 그 반대는 불가능하다.
당신이 비트코인을 송금할 때, 개인키는 단지 거래와 함께 전파되는 디지털 서명을 생성하는 데만 사용된다. 네트워크는 이 서명이 유효함을 검증한 후 거래를 승인하고, 거래가 완료된다.
쇼어 알고리즘은 이론적으로 타원곡선 암호학, 즉 비트코인 개인키 보안의 근간을 해독할 수 있다. 그러나 아무도 이 문제를 심각하게 받아들이지 않았던 이유는, 이 알고리즘을 실행하기 위해 필요한 계산 능력이 고전 컴퓨터로는 도저히 달성할 수 없었기 때문이다.
문제는 양자 컴퓨터가 지난 몇 년간 실제로 꾸준히 진전을 이뤄왔다는 점이다. 일단 양자 컴퓨터가 충분히 강력해지면, 단지 당신의 공개키만 확보해도 개인키를 역산해 내고, 위조 서명을 생성하여 자금을 탈취할 수 있게 된다.
이는 핵심적인 질문 하나를 이끈다: 당신의 공개키는 이미 노출되었는가?
공개키 노출은 두 가지 경우로 나뉜다.
첫 번째는 장기 노출로, 공개키가 이미 영구적으로 블록체인에 기록되어 있어 양자 컴퓨터가 언제든지 읽을 수 있는 상태이다. 이런 경우에 해당하는 주소는 두 가지 유형이 있다:
나카모토 사토시와 초기 마이너들이 사용했던 원시 주소 형식으로, 당시에는 공개키가 평문으로 직접 저장되었다;
bc1p로 시작하는 주소인데, 탭루트(Taproot)는 본래 프라이버시와 효율성을 개선하기 위한 설계였으나, 공개키를 주소 자체에 내장하는 방식 때문에 오히려 양자 위협 앞에서는 역효과를 낳았다.
두 번째는 단기 노출로, 당신이 거래를 발송하는 순간 발생한다. 전통적인 주소 형식의 경우, 미사용(UXTO) 상태에서는 공개키가 해시값 뒤에 숨겨져 있어 외부에서 볼 수 없다. 그러나 당신이 거래를 발송할 때마다 공개키는 메모리풀(memory pool)에 진입하여 블록에 포함되기 전까지 전 네트워크에 공개된다. 이 창은 평균적으로 10분 정도 지속된다.
즉, 당신이 평소 얼마나 신중하게 운영하든, 거래를 한번이라도 발송했다면 공격 가능성은 존재한다.
현재 약 690만 개의 비트코인에 대해 공개키가 이미 블록체인 상에 영구적으로 노출되어 있다. 이 비트코인이 개인 지갑에 있든, 거래소의 핫월렛에 있든, 위에서 언급한 고위험 주소 유형에 해당하거나, 혹은 해당 주소에서 거래를 한 번이라도 발송한 경우라면, 공개키는 이미 유출된 것이다.
4. 비트코인 커뮤니티는 지금 무엇을 하고 있는가?
구글 논문이 발표된 당일, CZ(@cz_binance)는 트위터에서 다음과 같이 반응했다: “공포를 느낄 필요는 없다. 암호화폐가 양자 내성 알고리즘으로 업그레이드되면 문제가 해결된다. 위협은 실재하지만, 산업은 이에 대응할 능력을 갖추고 있다.”
반면, V 뷰(Vitalik Buterin, @VitalikButerin)는 훨씬 신중한 태도를 보였다. 그는 이미 오래전부터 이 문제를 경고해 왔으며, 2030년 이전에 실제 공격 능력을 갖춘 양자 컴퓨터가 등장할 확률이 약 20%라고 추정한 바 있다.
두 사람 모두 이 위협이 실재한다는 데는 동의하지만, 그 긴급성에 대한 판단은 다르다. 비트코인 개발자 커뮤니티는 이 논문 이전부터 이 문제를 무시하지 않고 있었으며, 현재 네 가지 방향이 진지하게 논의되고 있다.
BIP-360, 즉 ‘Pay-to-Merkle-Root’. 현재의 비트코인 주소는 공개키를 영구적으로 블록체인에 기록하지만, BIP-360은 거래 구조에서 공개키를 완전히 제거하고, 대신 머클 루트(Merkle root)를 사용하려는 아이디어이다. 양자 컴퓨터가 분석할 공개키가 없으므로 공격 자체가 불가능해진다.
이 방안은 이미 BTQ Technologies의 테스트넷에서 구동 중이며, 현재 50개 이상의 마이너가 참여해 20만 개 이상의 블록을 처리했다. 다만 분명히 해야 할 점은, BIP-360은 새로 생성되는 코인만 보호한다는 것이다. 이미 공개키가 노출된 170만 개의 오래된 주소는 여전히 문제이다.
SPHINCS+: 공식 명칭은 SLH-DSA로, 해시 함수 기반의 양자 내성 서명 방안이다. 그 논리는 매우 직관적이다. 쇼어 알고리즘이 타원곡선을 특화하여 공격하므로, 타원곡선을 버리고 해시 함수를 기반으로 서명을 생성하자는 것이다.
이 방안은 2024년 8월에 NIST 표준화를 통과했다. 그러나 문제는 서명 크기이다. 현재 비트코인의 ECDSA 서명은 단지 64바이트이지만, SPHINCS+ 서명은 8KB 이상으로, 크기가 100배 이상 증가한다. 이는 거래 수수료와 블록 공간 수요를 크게 끌어올린다.
이에 개발자들은 SHRIMPS 및 SHRINCS 등 최적화 방안을 제시했는데, 보안성을 희생하지 않으면서 서명 크기를 줄이는 것을 목표로 한다.
Commit/reveal 방안: 라이트닝 네트워크 공동 창립자 타지 드라이야(Tadge Dryja)가 제안한 방안으로, 메모리풀 내 단기 노출 위협을 타깃으로 한다. 이 방안은 거래를 두 단계로 나눈다:
첫 번째 단계에서는 거래 정보를 전혀 포함하지 않은 해시 지문(hash fingerprint)만 제출하여, 블록체인 상에 타임스탬프만 남긴다;
두 번째 단계에서야 진짜 거래를 방송하고, 이때 공개키가 비로소 노출된다. 양자 공격자가 두 번째 단계에서 공개키를 가로채 개인키를 역산하더라도, 이에 대응하는 첫 번째 단계의 사전 제출 기록이 없기 때문에 네트워크는 위조 거래를 거부한다. 단, 매 거래마다 추가 단계가 필요하므로 비용이 약간 증가한다.
커뮤니티는 이를 완전한 양자 내성 체계가 구축되기 전까지 사용할 수 있는 일종의 과도기 방안으로 간주한다.
Hourglass V2: 개발자 헌터 비스트(Hunter Beast)가 제안한 방안으로, 이미 공개키가 영구적으로 노출된 170만 개의 오래된 주소에 특화되어 있다. 이 방안의 논리는 비관적이지만 현실적이다. 즉, 이러한 주소들의 공개키는 이미 숨길 수 없으므로, 양자 컴퓨터가 충분히 강력해지면 결국 이 자금은 도난당할 수밖에 없다는 것이다.
Hourglass V2는 오래된 주소의 도난을 막으려는 시도가 아니라, 각 블록에서 이러한 주소로부터 전송할 수 있는 비트코인을 1개로 제한하려는 방안이다. 마치 은행 자금 유출 시 하루 인출 한도를 설정하는 것과 같다.
이 제안은 논란이 매우 크다. 왜냐하면 비트코인 커뮤니티에는 ‘누구도 당신의 비트코인을 간섭할 권리가 없다’는 원칙이 존재하기 때문이다. 비록 제한적이라 하더라도, 이런 제한 조치를 두는 것 자체를 많은 이들이 원칙 위반으로 간주한다.
이것은 비트코인이 처음으로 업그레이드 압박을 받는 것이 아니다. 2017년의 확장성 논쟁은 수년간 지속되었고, 결국 비트코인 캐시(Bitcoin Cash)가 분리되었다. 2021년 탭루트 업그레이드는 제안에서 활성화까지 거의 4년이 걸렸다. 매번 커뮤니티는 긴 논쟁과 줄다리기, 타협을 거쳐야 비로소 한 걸음씩 나아갈 수 있었다. 양자 위협에 대한 대응 역시 아마도 같은 길을 걷게 될 것이다.
5. 일반 사용자들이 지금 해야 할 일은 무엇인가?
이렇게 길게 설명했지만, 일반 사용자들이 해야 할 일은 생각보다 복잡하지 않다.
양자 컴퓨터는 오늘날 당신의 비트코인을 해독할 수 없지만, 지금 당장 주의해야 할 몇 가지 사항이 있다.
당신의 주소 형식을 점검하세요
지갑을 열어 수신 주소가 어떤 접두사로 시작하는지 확인하세요. bc1p로 시작하는 주소는 탭루트 주소이며, 공개키가 기본적으로 주소 자체에 내장되어 있어 장기 노출 위험이 높은 형식이다. 만약 자산을 이런 주소에 보관하고 있으며, 아직 한 번도 사용하지 않았다면 현재 위험은 이론적 수준이지만, 향후 BIP-360의 진행 상황을 주시하는 것이 좋다.
bc1q로 시작하는 세그윗(SegWit) 주소나 1로 시작하는 전통적인 주소는, 미사용 상태에서는 여전히 해시로 보호되어 상대적으로 안전하다. 그러나 당신이 단 한 번이라도 거래를 발송했다면, 공개키는 이미 블록체인 상에 영구적으로 노출된 것이다.
주소 위생 습관을 들이세요
같은 주소를 반복적으로 입금 및 송금에 사용하지 않도록 노력하세요. 거래를 보낼 때마다 공개키가 노출되며, 사용된 주소는 더 이상 해시 보호를 받지 못한다. 대부분의 현대 지갑은 수신 시마다 새 주소를 자동 생성하도록 기본 설정되어 있으므로, 이 기능이 켜져 있는지 확인만 하면 된다.
지갑 소프트웨어 업데이트를 주시하세요
레저(Ledger), 트레조(Trezor) 등의 하드웨어 지갑 제조사는 양자 내성 업그레이드의 핵심 축이 될 것이다. 일단 BIP-360이나 양자 내성 서명 방안이 메인넷에서 활성화되면, 지갑은 새로운 주소 형식과 서명 알고리즘을 지원해야 한다. 이 과정에서 사용자가 해야 할 일은 펌웨어 업데이트를 수행하는 것일 수도 있고, 기존 주소에서 새 형식 주소로 자산을 이전하는 작업일 수도 있다. 지금 할 수 있는 일은, 지속적인 업데이트를 제공하는 신뢰할 수 있는 제조사의 지갑을 사용하고, 관련 소식을 주시하는 것이다.
거래소에 보관된 자산
거래소에 보관된 자산의 경우, 사용자가 별도 조치를 취할 필요는 없으며, 기술 업그레이드는 거래소 내 팀이 담당한다. 코인베이스(Coinbase)는 이미 양자 자문 위원회를 설립했으며, 규제 압박 하에 주요 거래소들도 이에 동참할 것이다. 신뢰할 수 있는 대형 거래소에 보관된 자산의 경우, 양자 업그레이드는 사용자에게 투명하게 진행될 것이다.
6. 맺음말
‘양자 컴퓨터가 비트코인을 해독할 것이다’는 말은 오랫동안 회자되어 왔으며, 매번 등장할 때마다 비웃음을 당한 후 아무 일도 일어나지 않았다. 오랜 시간이 지나면서 사람들은 이를 단순한 ‘늑대가 온다’는 이야기로 간주하게 되었다.
그러나 이번 경고는 구글에서 나왔다. 비트코인 개발자들은 이미 진지하게 대응 방안을 준비 중이며, 이더리움 측에서도 로드맵을 통해 관련 작업을 진행 중이다. 그러나 이 문제는 지금까지 이론적 단계에 머물러 있었고, 양자 컴퓨터가 비트코인 암호 알고리즘을 실제로 해독할 수 있을지에 대해서는 지금까지 누구도 확정적인 답을 제시하지 못했다.
구글은 2029년이라고 말했고, 누군가는 수십 년이 더 걸릴 것이라고 말하며, 또 누군가는 결코 실현되지 않을 것이라고 말한다. 이 질문에 대한 정답은, 오직 시간만이 알려줄 수 있다.
양자 컴퓨팅의 진전 또한 균일하게 이루어지는 것이 아니다. 이전의 중대한 돌파구는 아무도 예측하지 못한 시점에 찾아왔고, 다음 돌파구 역시 그러할 가능성이 있다.
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