소프트 포크 없이 가능해진 양자 내성 비트코인, 하지만 개당 200달러의 비용 발생 – 최신 연구 결과

StarkWare 연구원이 오늘 실제 네트워크에서 비트코인 프로토콜 변경 없이 비트코인 거래를 양자 내성으로 만드는 최초의 방법이라고 주장하는 방식을 발표했습니다. 다만, 이 방안은 거래당 최대 200달러의 비용이 소요되며 영구적인 해결책보다는 긴급 조치로 설계되었습니다.

In a 이번 주 발표된 논문, StarkWare 연구원 Avihu Levy는 양자 저항성 트랜잭션을 비트코인 프로토콜 변경 없이 가능하게 하는 것을 목표로 하는 Quantum Safe Bitcoin(QSB)이라는 스킴을 소개했습니다. 이는 설계 내에서 서명 기반 보안 가정을 해시 기반 증명으로 대체하는 방식을 사용합니다.

해시 기반 설계는 오늘날의 암호화를 무너뜨릴 수 있는 양자 공격 유형을 견뎌내지만, 합의(consensus)에서 계산(computation)으로 부담을 전환하여 모든 거래에 대해 대량의 오프체인 GPU 작업을 필요로 한다.

전통적인 디지털 서명을 수표 위의 자필 서명으로 생각해보십시오. 이는 비밀 키를 사용하여 거래를 승인했음을 증명하며, 다른 사람들이 공개 키로 이를 교차 검증할 수 있습니다.

비트코인에서 이러한 디지털 서명은 ECDSA 서명이라고 불립니다. 이들은 현재의 컴퓨터에 대해 안전하지만, 이론적으로 충분히 강력한 미래의 양자 컴퓨터가 공개 키로부터 비밀 키를 유도하여 자금을 위태롭게 할 수 있습니다.

QSB는 해시 기반 증명을 포함하는 다른 종류의 암호학을 중심으로 시스템을 재설계하여 해당 결함을 해결합니다. 해시 기반 증명은 변조가 불가능한 지문과 유사하며, 단순한 서명에 의존하는 대신 데이터의 고유한 수학적 다이제스트를 생성합니다. 이는 강력한 컴퓨터에 의해서도 위조하거나 역산하기 매우 어려운 것으로 알려져 있습니다.

QSB는 레거시 트랜잭션에 대한 비트코인의 기존 합의 규칙 내에서 완전히 작동합니다. 이는 소프트 포크(소프트웨어 업그레이드), 채굴자 신호화, 또는 활성화 일정이 전혀 필요하지 않음을 의미합니다. 이는 와는 뚜렷한 대조를 이룹니다.BIP-360, 2월에 비트코인의 공식 개선 제안 저장소에 병합되었으나 비트코인 코어 구현이 없고 수년에 걸친 거버넌스 지연에 직면한 양자 내성 제안입니다.

제안서는 을 기반으로 구축되었습니다이전에 알려진 아이디어인 Binohash, 비트코인 거래를 보호하기 위해 추가적인 계산 작업 레이어를 더한 것입니다. 문제는 이 방식이 양자 컴퓨터가 깨뜨릴 것으로 예상되는 특정 암호화 유형에 의존한다는 점입니다. 실제로 이는 양자 시나리오에서는 보호 기능이 사라진다는 것을 의미합니다. 공격자는 시스템의 핵심 보안 검사를 완전히 우회할 수 있어, 보안이 무력화됩니다.

추가 비용

그러나 해시 기반 솔루션은 매우 높은 비용의 거래를 의미합니다.

유효한 거래를 생성하려면 수십억 개의 가능한 후보를 검색하는 과정이 필요하며, 레비는 이 과정이 일반 클라우드 GPU를 사용했을 때 비용이 75달러에서 200달러 사이일 것으로 추정하고 있습니다. 현재 블록체인을 통해 비트코인 거래를 전송하는 비용은 약 33센트.

이 시스템에는 실질적인 어려움도 존재합니다. QSB 거래는 일반 결제와 달리 비트코인의 일반 블록체인을 통해 처리되지 않습니다. 대신, 사용자는 이를 처리할 의사가 있는 채굴자에게 직접 전송해야 할 가능성이 큽니다.

이들은 또한 라이트닝 네트워크와 같은 더 빠르고 저렴한 레이어와 호환되지 않으며, 생성 과정이 훨씬 더 복잡합니다. 거래를 생성하려면 단순히 지갑에서 서명하고 전송하는 대신, 외부 하드웨어에 무거운 연산을 위탁해야 합니다.

Levy는 이 계획을 프로토콜 수준 업그레이드를 대체하는 방안이 아닌 “최후의 수단”으로 설명합니다. 소프트 포크를 통해 양자 저항 서명 방식을 도입하는 것을 목표로 하는 BIP-360과 같은 제안이 더 확장 가능한 장기적 해결책으로 남아 있으나, 활성화까지 수년이 걸릴 수 있습니다.

BIP-360의 활성화 일정은 불확실합니다. Polymarket 베팅 참가자들은 올해 안에 활성화될 가능성을 낮게 보고 있으며, 비트코인의 거버넌스 역사는 긴박함을 요구할 이유가 많지 않습니다 — Taproot는 개념에서 실행까지 약 7년 반이 소요되었습니다. 한편, 네트워크 보안을 위협할 수 있는 성숙한 양자 컴퓨터가 내일 당장 나타날 가능성도 없습니다.

QSB는 대신 오늘날의 규칙을 사용해 양자 붕괴를 극복할 수 있는 방안을 제공합니다. 사용자가 비용을 지불할 의향이 있다면 가능합니다.