비트코인 양자 위협, 기술보다 ‘합의’가 문제? UTXO의 새로운 관점

양자 컴퓨팅 시대가 비트코인에 던지는 질문

비트코인 개발자들은 양자 컴퓨팅의 위협에 대응할 기술적 해법을 갖고 있지만, 진짜 문제는 ‘합의’에 있다. UTXO Management(나카모토 Inc.의 자회사)의 벤처 어소시에이트 Guillaume Girard는 최근 ‘Bitcoin and the Quantum Threat: A Non-Technical Guide’라는 제목의 글에서 양자 위협이 기술적 문제가 아니라 비트코인 네트워크의 거버넌스와 정치적 합의 과정의 문제임을 강조했다.

그는 “양자 컴퓨터가 비트코인의 암호화를 깨뜨릴 수 있는 수준에 도달할지는 아직 불확실하지만, 비트코인 커뮤니티는 지금 당장 행동해야 한다”며 “프로토콜 변화는 주정부 입법 속도만큼이나 느리다”고 지적했다.

비트코인의 핵심 취약점: 공개키 노출

비트코인의 보안은 타원곡선 암호화(ECC)에 기반한다. 이 시스템은 지갑 접근을 제어하는 개인키를 보호하지만, ‘슈어 알고리즘’을 구동하는 양자 컴퓨터가 공개키로부터 개인키를 도출할 수 있다면, 보안 체계가 무너질 수 있다.

구글의 Quantum AI 팀은 지난 3월 발표한 연구에서 50만 개 이하의 물리적 큐비트(qubit)로도 비트코인의 암호화를 깰 수 있다고 밝혔다. 이는 기존 예상(1천만 큐비트)보다 훨씬 낮은 수치로, 구글은 2029년까지 포스트-양자 보안 준비를 완료할 계획을 갖고 있다.

현재 비트코인 네트워크에는 약 170만 BTC가 Pay-to-Public-Key(P2PK) 주소에 보관돼 있다. 이 주소들은 공개키가 영원히 블록체인에 노출돼 있어, 양자 공격의 가장 취약한 표적이 된다.

제안된 해결책들: 기술적 가능성과 한계

비트코인 개발자들은 양자 위협에 대응하기 위한 여러 제안(BIP)을 내놓았다. 그 중 주요한 것들은 다음과 같다.

• BIP-360 (Pay-to-Merkle-Root, P2MR): Hunter Beast가 제안한 이 방법은 공개키 노출을 제거하는 새로운 출력 타입으로, 비트코인 개발 저장소에 병합돼 활발히 검토 중이다.
• BIP-361 (3단계 마이그레이션 계획): Jameson Lopp가 제안한 이 계획은 취약한 서명 체계에서 벗어나도록 3단계로 나뉜 마이그레이션을 제안한다. 그러나 2단계(B)에서 5년 이내 마이그레이션을 완료하지 못한 코인은 동결될 수 있어 논란이 되고 있다.
• Hourglass: 이 제안은 양자 공격자가 도난한 코인을 블록당 1BTC씩만 이동할 수 있도록 제한해 경제적 피해를 최소화하는 동시에 채굴자에게 수수료 수익을 이전하는 메커니즘을 제공한다.

영구적으로 보호할 수 없는 코인들

문제는 마이그레이션이 불가능한 코인들이다. 분실된 지갑, 비활동 보유자, 그리고 사토시 나카모토가 보유한 약 110만 BTC 등은 영구적으로 취약한 상태로 남을 가능성이 크다. Girard는 두 가지 해결책을 제시했지만, 모두 심각한 단점을 안고 있다.

1. ‘소각’ 방식: 일정 기한까지 양자 취약 주소의 코인을 소각하는 방법. 그러나 이는 비트코인의 중립성 원칙에 반한다는 비판을 받고 있다.
2. Hourglass 방식: 도난이 발생하더라도 코인의 이동을 제한해 시장의 충격을 완화하는 방법. 그러나 이는 도난 자체를 방지하지는 못한다.

두 방법 모두 광범위한 사회적 합의가 필요하며, 이는 비트코인 사용자, 채굴자, 개발자뿐만 아니라 블랙록과 같은 круп 기관 투자자까지 포함해야 한다는 점에서 난제다.

기관들의 반응: 비트코인 투자 전략 변화

이 문제는 더 이상 개발자 커뮤니티의 논의에 머무르지 않고 있다. 제프리스(Jefferies)는 최근 연금 모델에서 비트코인 할당 비중 10%를 전면 철회했으며, 이는 양자 위협에 대한 우려가 반영된 조치로 분석된다.

Girard는 “비트코인이 양자 시대에 살아남기 위해서는 기술적 해결책뿐만 아니라, 커뮤니티 전체의 합의와 신속한 행동이 필수적”이라며 “프로토콜 변화는 느리지만, 양자 위협은 이미 현실로 다가오고 있다”고 경고했다.

“양자 컴퓨터가 비트코인을 위협할 수 있는 시기는 아직 명확하지 않지만, 비트코인 네트워크가Protocol 변화를 추진할 수 있는 속도는 훨씬 더디다. 이는 기술적 문제가 아니라, 사회적·정치적 합의의 문제다.”