유로폴, 양자 위협이 암호화폐 자산에 위험을 초래할 수 있다고 경고

유로폴, “양자 컴퓨터는 블록체인이 아닌 암호화폐 키를 위협한다”

널리 알려진 ‘양자 컴퓨팅의 악몽’ 이론은 강력한 양자 컴퓨터가 비트코인의 암호 체계를 해독하고 블록체인을 산산조각 내는 것으로 끝을 맺는다. 유로폴 산하 유럽 사이버범죄 센터(EC3)는 이러한 이야기 중 일부가 기술적 메커니즘을 잘못 이해하고 있다고 지적한다.

이 기관의 보고서인 “양자 컴퓨팅과 암호화폐(Quantum Computing and Cryptocurrencies)”는 블록체인의 무결성이, 누가 실제로 코인을 소유하고 있는지 증명하는 암호화 기술보다 양자 공격에 대해 훨씬 더 견고하다고 주장한다. 보고서는 “주요 위험은 공개 키 암호화에 의존하는 암호화폐 지갑의 취약성에 있다”고 명시하고 있다.

비트코인 블록체인은 무방비 상태가 아니다

비트코인의 작업 증명(PoW) 시스템은 암호학적 해시 함수에 크게 의존하는 반면, 이더리움과 같은 지분 증명(PoS) 네트워크 역시 블록을 연결하고 원장 무결성을 유지하기 위해 해시에 의존한다. 양자 컴퓨팅이 공격자에게 이러한 함수들에 대한 마법의 만능 열쇠를 제공하는 것은 아니다. 유로폴 연구진은 그로버 알고리즘이 특정 탐색 문제를 가속화할 수는 있지만, 256비트 해시를 해독하려면 여전히 약 2¹²８회의 양자 연산이 필요하다고 상세히 설명한다.

이로 인해 블록체인의 무결성은 공개 키 암호화보다 훨씬 더 견고한 기반을 갖추게 됩니다. 보고서는 “PoW와 PoS 시스템 모두에서 해시 함수는 대체로 양자 공격에 안전하다”고 설명합니다. 유로폴의 분석은 다음과 같이 명확히 선을 긋고 있습니다.

“주요 양자 위험은 지갑에서 사용되는 공개 키 암호화에 있으며, 해시 함수 덕분에 여전히 안전한 블록체인 자체에는 있지 않습니다.”

문제는 바로 당신의 공개 키입니다

암호화폐 소유권은 공개 키와 이에 대응하는 개인 키 사이의 수학적 관계에 기반합니다. 기존 컴퓨터로는 한쪽에서 출발해 다른 쪽을 역추적하는 것이 계산상 사실상 불가능합니다. 쇼어(Shor) 알고리즘을 실행하는 충분히 발전된 양자 컴퓨터는 이러한 산술적 관계를 바꿔놓습니다.

“이로 인해 공격자는 공개된 정보로부터 개인 키를 도출할 수 있게 되어, 디지털 서명을 위조하거나 이전에는 안전했던 통신 내용을 해독할 수 있게 될 것입니다.”라고 유로폴은 설명합니다.

바로 여기서 상황이 심각해집니다. 일부 암호화폐 공개 키는 이미 유출된 상태이며, 유로폴은 이 문제를 되돌릴 방법이 없다고 말합니다. “공개 키가 한 번 유출되면, 향후 양자 복호화에 대해 영구적으로 취약한 상태로 남게 됩니다,”라고 보고서는 경고합니다.

이러한 지갑에 대해 유로폴의 처방은 단호합니다. “노출된 EOA는 소급하여 보안을 강화할 수 없습니다. 양자 공격에 저항할 수 있는 대안으로 교체해야 합니다.”

76일간의 비트코인 이동 작전

다행인 점은 양자 저항형 암호화가 단순히 이론에 그치지 않는다는 사실입니다. 유로폴은 NIST 표준화 방식을 포함한 포스트 양자 암호화를 선도적인 장기 방어 수단으로 지목합니다. 진짜 난관은 분산형 네트워크, 지갑, 사용자들이 이를 전환하도록 하는 것입니다.

“포스트 양자 전환에서 가장 중요한 과제는 이미 존재하는 양자 저항 알고리즘의 개발이 아니라, 엄격한 제약 조건 하에서 전 세계적인 전환을 실행하는 것”이라고 유로폴은 말한다.

비트코인의 설계 특성상 그 규모가 명확히 드러납니다. 이 보고서는 비트코인 블록체인을 전적으로 이 작업에 할당하더라도, 모든 미사용 거래 출력(UTXO)을 마이그레이션하는 데 최소 76일간의 연속적인 가동 중단에 상응하는 시간이 소요될 것으로 추정한 연구를 인용합니다. 이는 명백히 비현실적입니다. 각 블록의 25%를 전환 작업에 할당하면서 마이그레이션을 300일에 걸쳐 진행하는 방안이 가능한 대안 중 하나로 제시된다. 또한, 중앙에서 스위치를 깜빡일 수 있는 방식도 아니다. 개발자, 채굴자, 노드 운영자, 지갑 제공업체, 거래소, 사용자들은 네트워크가 계속 가동되는 동안 변화를 조율해야 한다.

유로폴, “시간이 다 되기 전에 시작하라”

유로폴은 암호화폐의 종말을 예고하는 것이 아닙니다. 정반대입니다. 보고서는 “암호화폐가 양자 컴퓨팅으로 인해 붕괴되지는 않겠지만, 장기적인 보안을 위해서는 선제적인 방어가 필요하다”고 결론지었습니다.

문제는 타이밍입니다. 암호학적으로 의미 있는 양자 컴퓨터가 등장할 때까지 기다린다면, 지갑들은 잠재적으로 개인 키를 도출할 수 있는 기계와 경쟁해야 하는 취약한 상황에 놓이게 될 것입니다. 유로폴의 메시지는 기술적 용어로 표현된 오래된 언론계의 격언과 같습니다. “신문이 멈출 때까지 기다렸다가 문제를 해결하지 마라.”

“양자 위협은 단순히 먼 미래의 가능성이 아니라, 대비할 기회를 제공하는 임박한 마감일입니다.”라고 보고서는 말한다. “행동할 때는 바로 지금입니다.”