양자 위협 대비 암호화폐의 미래

양자 컴퓨팅의 도래와 암호화폐의 위협

양자 컴퓨팅은 컴퓨터 과학 분야의 새로운 기술로, 기존 컴퓨터로 해결할 수 없는 복잡한 문제를 해결할 수 있는 능력을 지니고 있습니다. 이러한 기술의 발전은 기존의 암호화폐 프로토콜에 큰 위협이 될 수 있습니다. 특히, 많은 블록체인들이 사용하는 ECDSA와 같은 암호 알고리즘을 양자 컴퓨터가 해독할 수 있게 될 것입니다.

양자 컴퓨터는 쇼어 알고리즘을 활용해 256비트의 ECDSA를 수 분 내에 무력화할 수 있습니다. 이는 현재 컴퓨터로는 수십억 년이 걸릴 작업입니다.
글로벌 사이버 보안 기업 가트너는 2030년 이후 양자 컴퓨터가 상용화될 경우 IT 인프라의 20%가 취약해질 것이라 예측했습니다.

양자 저항성을 위한 암호화폐의 준비

전문가들은 암호화폐가 이러한 위협에 대비할 시간을 가지려면 양자 컴퓨터의 발전이 아직 약 10년은 걸릴 것이라고 예상합니다. 이를 위해 여러 암호화폐들이 포스트-양자 암호 알고리즘을 도입하여 양자 저항성을 강화하고 있습니다. 일부 프로젝트는 포스트-양자 솔루션을 필요에 따라 유연하고 맞춤화할 수 있도록 설계되었습니다.

2021년 NIST는 양자 컴퓨터에 저항할 수 있는 새로운 암호화 방법을 연구 중이며, 이 중 몇 가지는 채택 가능한 단계에 도달했습니다.
각국 정부와 연구기관들도 양자 저항성을 확보하기 위한 공동 프로젝트를 추진하며, 실용화 연구에 막대한 자금을 투자하고 있습니다.

양자 컴퓨터와 고전 컴퓨터의 차이

양자 컴퓨터는 데이터 저장과 처리 방식에서 고전 컴퓨터와 다릅니다. 고전 컴퓨터는 이진 비트(0과 1)를 사용하는 반면, 양자 컴퓨터는 큐비트라는 양자 비트를 활용하여 추가 데이터를 인코딩합니다. 큐비트는 양자 입자를 조작하고 측정하여 생성되며, 결합 시 지수적으로 확장할 수 있습니다.

큐비트의 중첩 특성은 한 번에 여러 상태를 취할 수 있으며, 얽힘은 큐비트들 간의 강력한 임시 결합을 형성해 병렬 처리를 가능케 합니다.
2023년 IBM은 433큐비트에 도달하는 양자 컴퓨터를 발표하며, 양자 컴퓨팅의 상용화를 향한 중요한 이정표를 세웠습니다.

암호화폐의 양자 위협과 대응

양자 컴퓨터가 암호화폐 블록체인의 데이터를 보호하는 암호 알고리즘을 해독할 수 있는 날이 올 것이라는 우려가 있습니다. 이는 암호화폐 지갑 해킹, 블록체인 거래 조작, 이중 지출, 51% 공격 등의 위협을 포함합니다. 특히 비트코인도 이러한 위험에 처할 수 있다는 우려가 있습니다.

이미 과학계에서는 양자 컴퓨터가 RSA 2048를 8시간 안에 해독할 수 있다는 시나리오도 연구되고 있으며, 이는 블록체인 보안에 대한 심각한 경고입니다.
학계에서는 2030년까지 거의 모든 디지털 암호화폐 프로토콜이 양자 저항성을 요구할 것이라 전망합니다.

양자 저항 암호화폐 사례

Quantum Resistant Ledger(QRL)는 양자 컴퓨터 공격을 견딜 수 있는 최초의 암호화폐 네트워크를 주장합니다. QRL은 양자 저항성을 위해 XMSS라는 해시 기반 디지털 서명 시스템을 사용합니다. Nervos Network와 Cellframe도 각자의 독특한 방식으로 양자 저항성을 강화하고 있으며, Algorand는 FALCON 서명 알고리즘을 통해 양자 시대를 대비하고 있습니다.

QRL은 ISO/IEC 블록 체인의 표준과 일치하는 유일한 양자저항 네트워크로, 클라이언트 애플리케이션을 통해 보안을 제공합니다.
Algorand는 FALCON을 사용하여, 이미 보안성을 인정받은 NIST PQC 표준에 맞추어 개발되었습니다.

양자 저항성을 위한 기술적 도전과 사회적 합의

암호화폐가 양자 저항성을 확보하려면 기술적 도전뿐 아니라, 분산화된 커뮤니티 내의 사회적, 경제적 합의가 필요합니다. 이는 하드 포크를 유발할 수 있으며, 그 과정에서 불확실성이 존재합니다. 암호화폐 프로젝트들은 다양한 접근 방식을 통해 양자 위협에 대비하고 있으며, 양자 저항 암호 알고리즘을 도입하여 미래의 위협을 대비하고 있습니다.