BNB 스마트 체인, 처리량 50% 감소에도 양자 보안 암호화폐의 유효성 입증

BNB 스마트 체인, 양자 보안 테스트 진전

BNB 스마트 체인 개발자들은 양자 내성 암호화 기술에 대한 대규모 테스트를 완료했으며, 이는 양자 컴퓨팅이 실질적인 위협이 되기 전에 블록체인 네트워크가 취약한 암호화 시스템에서 벗어나 전환할 수 있음을 보여주는 가장 명확한 사례 중 하나입니다. 이 연구는 현재 거래 보안 및 검증자 합의에 사용되는 암호화 알고리즘을 미국 국립표준기술연구소(NIST)가 표준화한 양자 내성 대안으로 대체하는 데 중점을 두고 있습니다.

전문가들은 현대 블록체인 암호화를 해독할 수 있는 양자 컴퓨터의 등장이 아직 수년은 더 걸릴 것이라는 데 대체로 동의하지만, 업계는 ECDSA 및 BLS 서명과 같은 현재 시스템이 더 이상 안전하지 않을 수 있는 미래에 대비하기 시작했습니다. 양자 컴퓨팅 기술인 쇼어(Shor)의 알고리즘은 이론적으로 대부분의 주요 블록체인 네트워크를 뒷받침하는 타원 곡선 암호화를 무력화할 수 있습니다.

BNB 스마트 체인의 이번 제안은 기존 거래 서명을 NIST의 FIPS 204 프레임워크 하에 표준화된 격자 기반 서명 알고리즘인 ML-DSA-44로 대체한다. 동시에 pqSTARK 증명을 활용해 합의 계층의 투표 집계 방식도 업그레이드된다.

이러한 변경 사항은 양자 공격에 대한 이론적 저항력을 크게 향상시키지만, 동시에 오늘날 블록체인 인프라의 실질적인 한계를 드러내기도 합니다. 새로운 프레임워크 하에서 평균 거래 크기는 약 110바이트에서 약 2.5킬로바이트로 증가합니다. 네트워크 수준에서는 동일한 거래 부하 조건에서 블록 크기가 약 130킬로바이트에서 거의 2메가바이트로 증가합니다.

테스트 결과, 처리량은 워크로드 조건에 따라 40%에서 50% 사이로 감소했습니다. 더 큰 블록은 지리적으로 분산된 검증자 노드 간에 전파되는 데 더 많은 시간이 소요됨에 따라, 지역 간 성능이 가장 큰 영향을 받았습니다. 그럼에도 개발자들은 이번 결과가 현재의 표준과 인프라를 사용하여 양자 안전 마이그레이션이 기술적으로 가능함을 입증한다고 밝혔습니다.

양자 테스트, 기존 블록체인 아키텍처와의 호환성 유지

주요 돌파구 중 하나는 합의 계층에서 나타났습니다. 개별 양자 안전 서명이 기존 암호화 서명보다 훨씬 크지만, pqSTARK 압축을 통한 집계로 인해 검증자 간 통신 오버헤드가 관리 가능한 수준으로 감소했습니다. 한 예로, 총 14.5킬로바이트에 달하는 6개의 검증자 서명이 약 340바이트 크기의 증명서로 압축되어 약 43대 1의 압축률을 기록했습니다.

이 제안은 기존 블록체인 툴링과의 호환성도 유지합니다. 지갑 주소는 20바이트로 변함없이 유지되며 keccak-256 형식을 계속 사용하므로, 대부분의 지갑, SDK 및 RPC 인프라에 큰 재설계가 필요하지 않을 것입니다. 개발자들은 효율성 문제를 고려하여 보안 수준이 더 높은 변형들 대신 ML-DSA-44를 선택했습니다. 더 강력한 버전들은 이론적으로 더 높은 보호 수준을 제공하지만, 서명 크기가 훨씬 커져 처리량을 더욱 저하시킬 수 있기 때문입니다. 연구진은 암호학적으로 유의미한 양자 컴퓨터가 등장하기까지 적어도 10년은 더 걸릴 것으로 예상되는 점을 고려할 때, ML-DSA-44가 충분한 보안 여유를 제공한다고 결론지었습니다. 이 연구는 블록체인 네트워크가 기존 아키텍처가 양자 저항 모델 하에서 어떻게 작동할지 평가함에 따라, 업계가 장기적인 암호학으로 점점 더 전환하고 있음을 반영합니다.