양자 컴퓨터 VS 비트코인: 새로운 암호화폐 퍼드가 시장을 지배하다.
소개
한동안 암호화폐에 관심이 있었다면, 항상 새로운 퍼드FUD (fear, uncertainty, and doubt: 두려움, 불확실성 및 의심)는 판매, 마케팅, 홍보, 정치, 여론 조사 및 컬트에 사용되는 조작적인 선전 (사회학) 전술)이 코너를 돌고 있다는 것을 알고 있을 것이다. 비트코인이 마침내 마법 같은 10만 달러의 이정표를 깨고 미국에 암호화폐 친화적 정부가 들어선 지금, 양자 컴퓨팅이 새로운 괴물이 될 수 있을까?
Google의 새로운 수학
지난 월요일에 Google은 5분 안에 특정 계산을 완료하는 양자 프로세서인 윌로우(Willow)를 공개했다. 동일한 작업을 오늘날 가장 빠른 슈퍼컴퓨터가 우주가 존재한 시간보다 더 오래 걸릴 것이다. 양자 컴퓨팅의 이러한 도약은 비트코인 보유자와 다른 암호화폐 투자자들이 디지털 재산을 보호하는 암호화폐, 특히 초기 비트코인에 수십억 달러를 보유한 휴면 지갑에 대해 우려하게 만들었다.
윌로우(Willow)의 숫자는 놀라운 이야기를 말해준다. 기존 컴퓨터는 정보를 비트(1과 0)로 처리한다. 양자 컴퓨터는 여러 상태를 동시에 나타낼 수 있는 큐비트를 사용한다. 윌로우(Willow)의 105큐비트는 겸손해 보일 수 있지만, 시스템이 확장됨에 따라 기하급수적으로 개선되는 안정적인 오류 수정이라는 놀라운 성과를 달성했다.
암호학자와 비트코인 개발자에게 이는 매우 중요하다. 충분한 안정된 큐비트를 갖춘 양자 컴퓨터는 이론적으로 비트코인 지갑을 보호하는 암호화를 깰 수 있다.
Google의 양자 AI 책임자인 하르트무트 네벤은 윌로우(Willow)의 업적을 거의 신비로운 용어로 설명하면서 계산이 "여러 평행 우주에서 발생한다"고 암시했다. 이 극적인 언어 뒤에는 실질적인 돌파구가 있다. 의미 있는 계산을 수행하기에 충분히 오랫동안 양자 상태를 유지하는 능력이다.
숫자 게임: 귀하의 비트코인은 (아마도) 안전하다.
Google의 전 제품 관리자인 케빈 로즈는 직설적으로 이렇게 말한다. 비트코인의 현재 암호화 표준을 해독하려면 1,300만 큐비트가 필요하다. 윌로우는 105개를 가지고 있다. 마치 버터 나이프로 은행 금고를 뚫으려는 것과 같다.
비트코인은 주소를 생성하기 위해 공개 키를 가져와 해싱이라는 암호화 계산을 두 번 수행한다. 로즈는 비트코인 주소에서 전체 공개 키를 계산하는 것이 어렵다고 확신한다.
그러나 전체 공개 키가 알려지면 돈을 잠금 해제하는 개인 키를 계산하는 것이 훨씬 쉬운 양자 계산이다.
이로 인해 비트코인 네트워크의 한 구석이 진정한 양자 위험에 노출된다. 가장 오래된 비트코인 주소는 P2PK라는 더 간단한 보안 형식을 사용했는데, 이는 블록체인에 전체 공개 키를 노출시켰다.
P2PK와 최신 P2PKH(공개 키 해시 지불) 주소의 구분은 중요한 보안 진화를 나타낸다. P2PKH 주소는 코인을 사용할 때만 공개 키를 노출하여 양자 공격에 대한 상당한 보호를 제공한다. 양자 컴퓨터가 암호화를 깰 수 있다 하더라도 거래 브로드캐스트와 확인 사이의 짧은 시간 내에 그렇게 해야 한다.
사토시의 시한폭탄
이 취약점은 엄청난 상황을 만들어낸다. 현재 가격으로 약 1,020억 달러 상당의 약 100만 개의 비트코인이 이 초기 주소에 있다. 많은 사람이 이 코인이 비트코인의 가명 창시자인 사토시 나카모토의 것이라고 믿는다. 10년 이상 움직이지 않았다.
일부 개발자는 선제적 조치를 주장한다. 즉, 양자 컴퓨터가 이를 해독하기 전에 비트코인의 코드를 수정하여 취약한 코인을 동결시키는 것이다. 이는 네트워크 포크를 통해 기술적으로 가능하다. 하지만 다른 사람들은 이를 이단으로 보고 비트코인의 핵심 약속인 불변성을 위반한다고 생각한다.
기술적 논쟁은 구현 방법에 집중되어 있다. 소프트 포크는 이전 버전과의 호환성을 유지하면서 특정 UTXO를 사용할 수 없게 만들 수 있다. 하드 포크는 네트워크 전체의 합의가 필요하지만 보다 포괄적인 보호를 구현할 수 있다. 두 가지 접근 방식 모두 비트코인 커뮤니티 내에서 상당한 정치적, 철학적 장애물에 직면한다.
이더리움의 답변
비트코인이 논쟁하는 동안 이더리움은 움직인다. 이더리움의 공동 설립자인 비탈릭 부테린은 간단한 양자 방어를 설명했다. 모든 사용자가 보안을 업그레이드해야 하는 하드 포크다. 동결된 자금도 없고, 철학적 위기도 없다. 양자 컴퓨터가 충분히 가까워지면 의무적으로 업데이트하면 된다.
양자 이후 암호화 연구자들은 양자 컴퓨터가 해독할 수 없는 새로운 암호화 알고리즘을 개발하고 있다. 여러 암호화폐가 이미 이러한 방법을 테스트하고 있으며, 양자 보안 미래를 준비하고 있다.
기술적 접근 방식은 다양하다. 격자 기반 암호화, 해시 기반 서명, 다변량 암호화는 각각 잠재적인 양자 저항을 제공한다. 일부 프로젝트는 여러 방법을 결합하여 고전적 공격과 양자 공격에 대한 계층적 방어를 만든다.
5분 VS 우주
Google이 윌로우(Willow)의 5분 계산에 대한 주장에는 맥락이 필요하다. 이 칩은 양자 컴퓨팅에 완벽하게 적합한 특정 수학적 문제를 해결했다. 암호화폐 채굴 및 거래와 관련된 작업을 포함한 대부분의 컴퓨팅 작업은 이 양자 하드웨어의 이점을 얻지 못할 것이다.
윌로우(Willow)가 해결한 문제는 무작위 양자 회로에서 샘플링하는 것과 관련이 있다. 인상적이기는 하지만 이 작업은 양자 우월성을 보여주기 위해 신중하게 선택되었다. 암호화폐 암호화를 해독하려면 완전히 다른 수학적 문제를 해결해야 한다. 즉, 큰 수를 인수분해하고 이산 대수를 계산해야 한다.
Google의 양자 로드맵은 윌로우(Willow)가 여섯 가지 이정표 중 두 번째에 도달한 것을 보여준다. 1,300만 개의 안정적인 큐비트에 도달하는 길은 훨씬 미래로 뻗어 있다. 그러나 양자 개발은 반복적으로 예측을 앞지르고 있다.
공개 키 너머
최신 암호화폐 보안에는 여러 계층이 포함된다. 양자 컴퓨터가 결국 공개 키 암호화를 해독하더라도 다른 장벽에 직면하게 될 것이다. 비트코인의 작업 증명 시스템, 해시 함수 및 네트워크 합의 메커니즘은 양자 컴퓨터가 해독하는 데 능숙한 알고리즘에만 의존하지 않는다.
암호화폐 커뮤니티는 지금까지 상당히 적응력이 있었다. SHA-1 암호화가 약점을 보였을 때 비트코인 개발자는 이미 더 강력한 대안으로 이동했다. 유사한 선견지명이 양자 방어 계획을 안내한다.
해시 함수, 특히 비트코인에서 사용되는 SHA-256은 양자 공격에 대한 강력한 저항성을 보여준다. 구조화되지 않은 데이터베이스를 검색하는 양자 방법인 Grover의 알고리즘은 해시 충돌을 더 빨리 찾아 채굴 속도를 이론적으로 높일 수 있다. 하지만 이것조차도 2차 속도 향상만 제공할 뿐이어서 비트코인의 채굴 난이도 조정에 상당한 수정이 필요하다.
부상하는 기술적 방어
암호화폐 개발자들은 양자 컴퓨터가 따라잡을 때까지 기다리지 않는다. 생태계 전반의 팀들이 다양한 방어 조치를 구현하고 있다. SPHINCS+와 같은 디지털 서명 체계는 해시 기반 서명을 통해 양자 저항을 제공한다. 현재의 타원 곡선 서명과 달리 이러한 방법은 양자 공격에 더 잘 저항하는 해시 함수의 보안에 의존한다.
일부 프로젝트는 양자 적대자에 대해서도 보안을 유지하는 제로 지식 증명 및 기타 암호화 기본 요소를 탐구한다. 이러한 기술은 자금뿐만 아니라 거래 메타데이터와 스마트 계약 상호 작용도 보호할 수 있다.
미래에 적응하기
현실은 이렇다. 양자 컴퓨팅은 암호화폐에 즉각적인 위협이 되지 않는다. 그러나 꾸준한 발전은 주의를 요한다. 해결책은 이미 이론적으로 존재한다. 즉, 양자 이후 암호화, 네트워크 업그레이드, 심지어 블록체인 포크일 수도 있다. 과제는 1조 달러 규모의 암호화폐 생태계를 방해하지 않고 이를 구현하는 것이다.
다음 10년은 양자 컴퓨팅과 암호화폐를 모두 변화시킬 것이다. 윌로우의 105큐비트는 미래의 프로세서에 비하면 촌스러워 보일 것이다. 비트코인의 보안은 이러한 발전에 맞춰 발전할 것이다. 진짜 문제는 암호화폐가 양자 컴퓨팅에서 살아남을 수 있을지 여부가 아니라, 이 기술이 얼마나 효과적으로 적응할 수 있을지이다.
