Q-Day Prize: 양자 컴퓨팅의 도전
Project Eleven은 양자 컴퓨터로 비트코인의 ECC를 해독할 수 있는 팀이나 개인에게 1 BTC를 제공합니다. 이는 비트코인의 암호화 기초를 실제 환경에서 시험하는 글로벌 도전입니다.
- 이 상은 1 BTC(현재 약 6만 달러에 해당)를 제공하는데, 이는 전 세계 해커와 연구자들이 이 상을 노리고 비트코인의 취약점을 찾도록 유도하는 인센티브로 작용합니다.
- ECC(Elliptic Curve Cryptography)는 비트코인뿐만 아니라 다른 많은 블록체인 기술에 있어서도 근간을 이루고 있는 암호화 방식입니다. 양자 컴퓨터가 ECC를 깨면 블록체인 전반에 영향을 미칠 수 있습니다.
양자 컴퓨팅의 위협과 현재 상황
양자 컴퓨터는 아직 비트코인을 해독할 수 없지만, 구글의 Willow와 마이크로소프트의 Majorana와 같은 발전은 Shor의 알고리즘이 실용화될 가능성을 시사합니다. 현재 1,000만 개 이상의 비트코인 주소가 공개 키를 노출하고 있으며, 만약 양자 컴퓨터가 ECC를 해독한다면, 약 5천억 달러에 달하는 BTC가 위험에 처할 수 있습니다.
- 구글의 2019년 ‘양자 우월성 선언’은 양자 컴퓨터 기술이 얼마나 급격히 발전하고 있는지를 보여주었으며, 이 기술들이 상용화되면 비트코인의 보안 메커니즘이 위험에 처할 수 있습니다.
- 2023년 기준으로 전 세계 비트코인 시가총액은 약 1조 달러에 육박하며, 그 중 절반이 넘는 자산이 잠재적인 위험에 직면해 있습니다. 이는 양자 컴퓨팅의 파급력에 대한 경고로 작용합니다.
ECC와 비트코인의 보안
비트코인의 보안은 ECC, 특히 ECDSA에 크게 의존합니다. 강력한 양자 컴퓨터가 개발되면 공개 키로부터 개인 키를 유도할 수 있어 비트코인 주소의 보안이 위협받을 수 있습니다.
- ECDSA(Eliptic Curve Digital Signature Algorithm)는 현재 인터넷 전반에 걸쳐 사용되는 보안 프로토콜로, 비트코인 뿐만 아니라 SSL, TLS 등 많은 보안 시스템에서 중요하게 다뤄집니다.
- ECC의 안전성은 특정 타원곡선상에서의 로그리즘 문제에 기반합니다. 양자 컴퓨터가 이 문제를 급격히 풀 수 있게 되면 대다수의 디지털 보안 시스템이 위협받게 됩니다.
비트코인의 양자 저항 준비
개발자들은 비트코인을 양자 저항적으로 만들기 위해 소프트 포크 업그레이드와 하이브리드 암호 모델을 탐구하고 있습니다. 라티스 기반과 해시 기반 서명(SPHINCS+ 및 Dilithium)이 후양자 방어 전략에서 선두를 달리고 있습니다.
- SPHINCS+는 NIST가 주최한 포스트-양자 암호화 표준화 경연에서 최종 후보로 선정되었습니다. 이는 다단계 해시 기반 서명 스킴으로, 양자 안전성을 인증받았습니다.
- 라티스 기반 암호화는 수학적 문제의 물리적 복잡성에 의존하며, 양자 컴패틴이 악용하기 어려운 새로운 암호화 기법으로 최근 주목 받고 있으며, 특히 금융 시스템에서 적용을 검토하고 있습니다.
양자 컴퓨팅의 장기적 위험
양자 컴퓨팅은 비트코인에 즉각적인 위협은 아니지만, 장기적으로 심각한 우려 사항입니다. 특히 구형 지갑이 노출된 공개 키를 사용할 경우 위험이 커질 수 있습니다.
- 연구에 따르면 2030년대에는 충분히 강력한 양자 컴퓨터가 개발될 수 있으며, 관련된 가능성으로 인해 현재 디지털 뱅킹 시스템, 국방 보안 시스템이 새로운 암호화 방식으로 전환을 준비 중입니다.
- 양자 컴퓨팅을 활용해 256비트의 암호화를 해독하는 데 필요한 최상의 안정성과 안정성까지 가는 과정이 오랜 시간이 걸린다는 경고가 있지만, 기술 발전의 속도로 인해 무시할 수 없는 상황입니다.
포스트-양자 암호화(PQC)란?
포스트-양자 암호화는 양자 컴퓨터 공격에 안전한 알고리즘을 의미합니다. 라티스 기반, 해시 기반, 다변수 다항식 암호화가 그 예시입니다.
- NIST에서는 2022년 포스트-양자 암호화 표준화를 위한 작업을 진행 중이며, 이 것이 채택되면, 기존 암호화 시스템의 전환이 가속화될 것입니다.
- 다변수 다항식 암호화는 줄루 카니케 암호와 같은 방식으로 구현되며, 양자 컴퓨터가 도달하기 어려운 수학적 문제들로 설계되어 시스템의 최적화를 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다.
비트코인의 양자 저항을 위한 길
비트코인의 양자 저항성 강화는 이론적 논의를 넘어선 현실적인 필요입니다. 대규모 양자 컴퓨터가 아직 존재하지 않지만, 현재의 대비는 비트코인 네트워크의 미래를 보장합니다. 이는 연구, 커뮤니티 합의, 양자 안전 암호 도구의 신중한 구현을 통해 이루어질 것입니다.
- MIT에서는 QID라는 프로젝트를 통해, 블록체인을 양자 저항적으로 변환하는 방안을 연구 중입니다. 이는 블록체인 기술의 생존과 진화를 위해 필수적인 요소로 평가됩니다.
- 비트코인 커뮤니티에서는 꾸준히 다양한 의견을 종합해 포스트-양자 체제로 전환을 대비하며, 특히 코어 개발자들은 소프트웨어의 업데이트를 통해 점진적으로 양자 위협에 대처하려고 하고 있습니다.
출처 : 원문 보러가기
