비트코인과 양자컴퓨터 충돌 승자는?

최근 구글이 새로운 양자컴퓨터 칩 '윌로우'를 공개하면서 비트코인 보안에 대한 우려가 다시 한번 수면 위로 떠올랐습니다. 양자컴퓨터의 발전이 비트코인을 비롯한 암호화폐의 보안을 위협할 수 있다는 주장이 제기되고 있는데요. 과연 이러한 우려는 타당한 것일까요?

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양자컴퓨터의 등장과 비트코인 보안에 대한 우려

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양자컴퓨터는 기존의 컴퓨터와는 완전히 다른 방식으로 작동합니다. 일반 컴퓨터가 0과 1의 이진법으로 정보를 처리하는 반면, 양자컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재할 수 있는 '중첩' 상태의 큐비트를 사용합니다. 이러한 특성 덕분에 양자컴퓨터는 특정 연산을 수행하는 데 있어 기존 컴퓨터보다 훨씬 뛰어난 성능을 보입니다.

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특히 양자컴퓨터는 암호 해독 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 현재 널리 사용되는 RSA 암호화 방식이나 타원곡선 암호화 방식을 양자컴퓨터로 해독하는 것이 이론적으로 가능하다고 알려져 있죠. 이는 비트코인을 비롯한 대부분의 암호화폐가 사용하는 암호화 방식이기도 합니다.

출처 : Copilot 생성 이미지

비트코인 보안에 대한 실제 위협은?

그렇다면 양자컴퓨터가 실제로 비트코인 네트워크를 위협할 수 있을까요? 전문가들의 의견은 다소 엇갈립니다.

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우선, 현재의 양자컴퓨터 기술로는 비트코인 네트워크를 공격하기에 역부족이라는 것이 중론입니다. 구글의 윌로우 칩은 105개의 큐비트를 사용하지만, 비트코인 네트워크를 공격하려면 수백만 개의 큐비트가 필요하다는 분석이 있습니다[9]. 또한 비트코인 네트워크를 장악하려면 전체 네트워크의 50% 이상을 차지해야 하는데, 이는 현재로서는 상상하기 어려운 수준의 컴퓨팅 파워를 요구합니다.

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그러나 장기적으로 볼 때 양자컴퓨터가 비트코인에 위협이 될 가능성은 분명히 존재합니다. 일부 연구에 따르면 2593개의 오류 정정된 큐비트로 SHA-256 해시 함수를 공격할 수 있고, 4000개의 오류 정정된 큐비트로 RSA-2048을 해독할 수 있다고 합니다. IBM은 2029년까지 수천 개의 오류 정정된 큐비트를 갖춘 양자컴퓨터를 개발할 수 있다는 로드맵을 발표하기도 했습니다.

출처 : 구글 퀀텀 AI

비트코인의 취약점과 대응 방안

비트코인 네트워크의 취약점은 주로 공개키 암호화 방식에 있습니다. 비트코인 주소는 공개키에서 생성되는데, 이 공개키가 노출되면 양자컴퓨터로 개인키를 유추할 수 있게 됩니다. 특히 초기에 사용된 P2PK(Pay-to-Public-Key) 방식의 주소나 재사용된 P2PKH(Pay-to-Public-Key-Hash) 주소가 취약한 것으로 알려져 있습니다.

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다행히 현재 비트코인 네트워크에서는 이러한 취약점을 인지하고 있으며, 대부분의 거래에서 P2PKH 방식을 사용하고 있습니다. P2PKH 방식에서는 공개키가 해시되어 저장되기 때문에, 거래가 발생하기 전까지는 공개키가 노출되지 않습니다. 또한 대부분의 비트코인 지갑은 주소를 재사용하지 않도록 설계되어 있어, 이러한 위험을 최소화하고 있습니다.

출처 : 매일경제신문

양자 내성 암호화: 비트코인의 미래?

비트코인 커뮤니티와 개발자들은 양자컴퓨터의 위협에 대비해 다양한 방안을 모색하고 있습니다. 그 중 가장 주목받는 것이 바로 '양자 내성 암호화'(quantum-resistant cryptography) 기술입니다.

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양자 내성 암호화는 양자컴퓨터로도 쉽게 해독할 수 없는 새로운 암호화 알고리즘을 사용합니다. 이더리움의 공동 창립자인 비탈릭 부테린은 이미 2019년에 양자 내성 암호화의 필요성을 언급한 바 있습니다. 실제로 QRL(Quantum Resistant Ledger)과 같은 프로젝트는 양자컴퓨터에 내성을 가진 새로운 블록체인 플랫폼을 개발하고 있습니다.

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비트코인 네트워크도 필요하다면 하드포크를 통해 양자 내성 암호화를 도입할 수 있습니다. 이는 비트코인의 개방형 생태계와 탈중앙화된 특성 덕분에 가능한 일입니다. 네트워크 참여자들의 합의만 이루어진다면, 비트코인은 얼마든지 새로운 암호화 방식을 채택할 수 있는 것이죠.

출처 : 서울와이어

양자컴퓨터 시대의 비트코인

양자컴퓨터의 발전은 비트코인을 비롯한 암호화폐에 분명 도전이 될 것입니다. 그러나 이는 비트코인의 종말을 의미하지는 않습니다. 오히려 이러한 기술적 도전은 비트코인 네트워크를 더욱 강화하고 발전시키는 계기가 될 수 있습니다.

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비트코인은 지난 10여 년간 수많은 기술적, 제도적 도전을 극복하며 성장해왔습니다. 양자컴퓨터의 위협 역시 비트코인 커뮤니티의 혁신을 통해 극복될 수 있을 것입니다. 양자 내성 암호화 기술의 도입, 주소 생성 방식의 개선, 네트워크 보안 강화 등 다양한 방안이 이미 논의되고 있습니다.

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더불어 양자컴퓨터 기술이 비트코인에 위협이 될 만큼 발전하려면 아직 상당한 시간이 필요할 것으로 보입니다. 이 기간 동안 비트코인 네트워크는 충분히 대비할 수 있을 것입니다. 또한 양자컴퓨터가 비트코인을 위협할 수 있다면, 이는 비단 비트코인뿐만 아니라 현대 사회의 모든 디지털 보안 시스템에 대한 위협이 될 것입니다. 따라서 이에 대한 대비는 비트코인 커뮤니티뿐만 아니라 전 세계적인 차원에서 이루어질 것입니다.

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결국 양자컴퓨터와 비트코인의 관계는 대립이 아닌 공존과 발전의 관계가 될 가능성이 높습니다. 양자컴퓨터의 발전은 비트코인을 포함한 블록체인 기술의 혁신을 촉진할 것이고, 이는 더욱 안전하고 효율적인 디지털 경제 시스템의 구축으로 이어질 수 있을 것입니다. 우리는 이러한 기술의 발전을 두려워하기보다는, 이를 통해 열릴 새로운 가능성에 주목해야 할 것입니다.