"비트코인 양자 위협 현실화"…영지식증명이 해법 될까

양자컴퓨팅 발전이 가속화되면서 비트코인(BTC)을 비롯한 가상자산 암호 체계가 근본적 위협에 직면했다는 경고가 나왔다. 기존 공개키 암호가 양자컴퓨터 앞에서는 무력화될 수 있는 만큼 지금 대응하지 않으면 웹3 전체가 구조적 위험에 노출될 수 있다는 주장이다.

17일(현지시간) 코인데스크에 따르면 아르파네트워크 최고경영자(CEO) 펠릭스 쉬는 기고문을 통해 양자컴퓨팅 시대가 더 이상 먼 미래가 아니며 비트코인을 포함한 약 4조달러 규모 웹3 자산이 잠재적 타깃이 되고 있다고 밝혔다. 그는 양자컴퓨터가 기존 슈퍼컴퓨터로는 사실상 풀 수 없는 암호 문제를 단시간에 해결할 수 있다고 지적했다.

실제로 구글은 지난해 12월 자사의 양자칩 윌로우가 기존 슈퍼컴퓨터로는 10의 25제곱년이 걸릴 연산을 5분 이내에 수행했다고 발표했다. 이는 우주 나이보다 약 100조배 긴 시간에 해당하는 수준이다. 양자컴퓨팅은 신약 개발과 금융 모델링 등에서 혁신을 예고하지만 동시에 현대 암호화의 근간을 흔들 수 있는 기술로 평가된다.

쉬는 이미 공격자들이 양자 시대를 대비해 암호화된 블록체인 데이터를 수집하고 있다고 주장했다. 그는 가상자산 투자가 곧 암호 기술의 무결성에 대한 투자라며 양자컴퓨팅은 이 전제를 직접적으로 위협한다고 밝혔다. 인권재단(Human Rights Foundation) 보고서에 따르면 약 600만BTC가 초기 양자 취약 계정에 보관돼 있으며 사토시 나카모토의 휴면 지갑 110만BTC도 여기에 포함된다.

비트코인과 이더리움(ETH)은 모두 타원곡선 전자서명 알고리즘(ECDSA)에 의존한다. 이 알고리즘은 양자 알고리즘인 쇼어 알고리즘에 취약한 것으로 알려져 있다. 쉬는 이론적으로는 이미 양자가 비트코인을 깨고 있을 가능성도 배제할 수 없다고 주장했다.

물론 위협을 과장된 공포로 보는 시각도 있다. 사이퍼펑크로 알려진 제임슨 롭은 양자컴퓨팅에 대한 두려움 자체가 더 큰 위험일 수 있다고 언급한 바 있다. 그러나 이더리움 공동창업자 비탈릭 부테린은 2030년까지 양자가 이더리움을 깨뜨릴 확률을 20%로 추정하며 대비 필요성을 인정했다.

쉬는 해법으로 영지식증명(ZK) 기술을 제시했다. ZK 암호는 정보 자체를 공개하지 않고도 검증을 가능하게 하며 해시 기반 증명이나 격자 기반 증명을 활용하면 양자 저항성을 확보할 수 있다는 설명이다. 특히 zk-STARK 등은 양자 취약한 타원곡선에 의존하지 않는다.

다만 양자 저항형 ZK 증명은 크고 무거워 블록체인 저장과 검증 비용이 높다는 한계가 있다. 그럼에도 즉각적인 프로토콜 전면 개편 없이 점진적으로 양자 안전성을 도입할 수 있는 현실적 대안이라는 평가다. 기존 암호와 양자 안전 암호가 공존하는 전환 경로를 제공한다는 점에서 의미가 크다.

양자기술은 위협뿐 아니라 기회도 제공할 수 있다. 쉬는 양자가 제공하는 진정한 무작위성이 블록 제안자 선정이나 탈중앙화 복권 등에서 조작 가능성을 제거할 수 있다고 주장했다. 이는 웹3 핵심 메커니즘의 신뢰도를 높일 수 있는 요소로 꼽힌다.

쉬는 분산형 시스템 특성상 비트코인 같은 기초 레이어 업그레이드에는 수년이 걸릴 수 있다며 양자가 실제로 ECDSA를 무너뜨린 뒤 대응하는 것은 너무 늦다고 강조했다. 그는 양자 시대 도래 시점을 두고 논쟁할 수는 있지만 방향성은 분명하다며 지금 행동해야 한다고 주장했다.