암호화폐는 양자 컴퓨팅 혁명에서 살아남을 수 있을까?

암호화폐 세계에는 위협이 많다. 회의론자들과 비평가들은 특히 디지털 통화 시장에 재정적 발을 담그고 싶어하는 수백만 명의 사람들에게 경고를 외친다.

그리고 그럴 만한 이유가 있다. 전통적인 금융 시장과 마찬가지로 암호화폐 세계에도 어려움이 있다. 가장 먼저 떠오르는 것은 최근 FTX 샘 뱅크맨-프리드 스캔들로 부각된 사기이다. 고객 자금의 잘못된 취급 혐의와 바이낸스 및 코인베이스 거래소를 상대로 제기된 후속 소송이 문제를 더욱 가중시켰다.

그러나 많은 전문가들이 두려워하는 암호화폐의 생존 가능성에 대한 또 다른 조용한 위협은 바로 양자 컴퓨팅이다. 빠르게 발전하는 이 기술은 암호화 엔진인 블록체인의 무결성을 뒤흔들 위험이 있다. 양자 컴퓨팅의 더 빠른 처리 속도는 블록체인의 코드를 해독하고 잠재적으로 몇 초 안에 암호화폐 자산을 훔칠 수 있다.

블록체인의 핵심은 한 계정에서 다른 계정으로 자산을 전송하기 위해 공개 및 개인 암호화 키를 사용하는 P2P 거래의 보안이다. 주문이 완료되면 이러한 거래는 네트워크에서 해결해야 하는 복잡한 수학 방정식을 통해 검증된다. 방정식이 풀리면 거래가 블록체인에 기록된다. 이러한 녹음은 "불변"이라고 한다. 즉, 네트워크의 모든 사람이 투명하고 볼 수 있다. 이를 변경하려는 모든 시도는 플래그가 지정되고 즉시 종료된다.

양자 이론을 바탕으로 작동하는 양자 컴퓨터는 이러한 복잡한 수학적 문제를 해결하기 위해 블록체인보다 더 빠르게 움직일 것으로 예상된다. 블록체인은 방정식을 풀기 위해 비트(0,1)를 사용하는 고전적인 컴퓨터 처리에 의존하는 반면, 양자 컴퓨터는 큐비트를 사용하여 "다차원 양자 알고리즘"을 실행한다.

양자 컴퓨팅의 속도는 블록체인 알고리즘에 대한 위협으로 간주된다. 양자컴퓨터가 공개암호키를 확보해 블록체인보다 빠르게 거래를 해결할 수 있다면 자산을 도난당할 수 있다.

“이러한 (블록체인) 알고리즘이 안전하다고 간주되는 한, 불법적인 암호화폐 거래와 같이 규칙을 준수하지 않는 활동은 폐기되어 행위자가 정직하게 행동하도록 장려한다. 그들은 현재와 가까운 미래에 강력한 슈퍼컴퓨터로부터 안전하다고 가정한다.”라고 세계경제포럼(World Economic Forum)이 보고했다. "그러나 양자 컴퓨터가 발전함에 따라 이 가정은 뒤집어질 위험에 처해 있다. 잠재적으로 수천억 달러 상당의 암호화폐가 교묘한 사이버 범죄자에게 노출될 수 있다."

양자컴퓨터 위협을 차단하고 대처하는 일은 이미 진행 중이다.

딜로이트(Deloitte) 회사는 “모든 사람이 동일한 보호 조치를 취하더라도 양자 컴퓨터는 결국 너무 빨라져서 비트코인 거래 프로세스를 훼손할 수 있다”고 썼다. “이 경우 비트코인 블록체인의 보안은 근본적으로 무너질 것이다. 이 경우 유일한 해결책은 본질적으로 양자 공격에 저항력이 있는 것으로 간주되는 '포스트 양자 암호화'라는 새로운 유형의 암호화로 전환하는 것이다. 이러한 유형의 알고리즘은 블록체인의 유용성에 대한 또 다른 과제를 제시하며 전 세계 암호학자들이 조사하고 있다. 우리는 포스트양자 암호화에 대한 향후 연구가 결국 강력하고 미래 지향적인 블록체인 애플리케이션을 구축하는 데 필요한 변화를 가져올 것으로 기대한다.

새로운 암호화 표준

미국에서는 미국 상무부 산하 부서인 국립표준기술연구소(NIST)가 양자 컴퓨팅 공격 및 해킹으로부터 사용자를 보호할 암호화 표준을 완성하기 위해 노력하고 있다.

“새로운 공개 키 암호화 표준은 전 세계적으로 사용 가능한 하나 이상의 분류되지 않은 공개 디지털 서명, 공개 키 암호화 및 키 설정 알고리즘을 추가로 지정하고 민감한 정부 정보를 안전하게 보호할 수 있도록 의도되었다. 양자 컴퓨터의 출현 이후를 포함하여 예측 가능한 미래”라고 NIST는 말한다.

블록체인은 양자 컴퓨팅 공격으로 위협받는 유일한 기술이 아니다. 전통적인 금융 산업도 양자 공격의 영향을 받을 수 있다. 도시바(Toshiba)는 백서 "양자 키 배포 및 블록체인"에서 QKD의 이점을 강조한다.

“QKD는 블록체인 애플리케이션에서 공개 키 가정을 제거하기 위한 첫 번째 단계이다. 이는 많은 산업에 중요한 매우 민감한 데이터를 보호하는 데 중요한 비밀 키를 배포하는 데 사용된다. 이는 금융, 국방, 공공사업, 보건 부문은 물론 스마트 시티와 스마트 에너지 그리드를 뒷받침하는 핵심 인프라의 데이터 기밀성을 보호한다.”

QKD는 광자(빛의 입자)를 사용하여 트랜잭션을 수행합니다. “광자를 읽거나 복사하려고 시도하면 인코딩이 변경되어 각 키의 비밀이 테스트되고 보장된다. 단일 광자는 더 작은 입자로 분할될 수 없으며 그 안에 인코딩된 정보를 변경하지 않고는 복사될 수 없다. 후자는 위에서 설명한 복제 금지 정리에 의해 금지된다. 이를 통해 QKD가 제공하는 높은 수준의 보안이 가능해졌다.”

QKD를 승인한 최초의 회사 중 하나는 도시바와 연구에 협력한 국제 금융 대기업 JPMorgan이다.

JPMorgan은 디지털 통화와 블록체인을 수용했다. 은행은 2019년에 JPM 코인을 출시했고 최근 네트워크에서 유로 블록체인 거래를 시작했다.

지난해 은행은 “현재 QKD는 양자물리학 법칙에 기초한 보안 보장으로 잠재적인 양자컴퓨팅 기반 공격을 방어할 수 있다는 것이 수학적으로 입증된 유일한 솔루션”이라고 밝혔다.

양자 컴퓨팅 대 블록체인 이야기는 종종 단점이 있는 것으로 구성되지만, 이 두 기술 사이의 잠재적인 관계에는 또 다른 측면이 있다.

Input Output Global Inc.와 카르다노(Cardano) 블록체인의 CEO이자 창립자인 찰스 홉킨슨(Charles Hoskinson)은 암호화폐 산업에 대한 양자 컴퓨팅의 이점에 대해 낙관적이다.

그는 최근 인사이드 양자 기술(Inside Quantum Technology)과의 인터뷰에서 “양자 컴퓨터가 암호화폐에 전반적으로 부정적인 영향을 미친다고 생각하지 않는다. 대신 훨씬 더 많은 유용성을 추가할 수 있다.”라고 말했다. "이 두 가지 혁신적인 기술은 성공적으로 동기화될 수 있지만, 이들의 결합은 협업이라기 보다는 정면 충돌에 가까울 수 있다."

두 가지 혁신적인 기술을 위해 정면 충돌보다는 협업을 보장하기 위한 노력이 암호화폐의 미래를 주도할 것이다.