양자컴퓨터가 비트코인 개인키를 알아낼 수 있을까?

양자컴퓨터와 비트코인의 피할 수 없는 만남

최근 몇 년 동안 기술 뉴스를 보다 보면 자주 함께 등장하는 두 가지 키워드가 있습니다.

바로 양자컴퓨터와 비트코인입니다.

처음에는 저도 단순하게 생각했습니다.

양자컴퓨터가 지금보다 훨씬 강력해지면 결국 비트코인의 암호도 풀리고, 다른 사람의 개인키까지 알아낼 수 있는 것 아닐까 싶었습니다.

비트코인은 개인키를 잃어버리면 누구도 대신 찾아줄 수 없을 만큼 강력한 암호체계 위에서 움직입니다.

그런데 반대로 생각하면 정말 개인키를 알아낼 수 있는 컴퓨터가 등장한다면 비트코인의 가장 중요한 안전장치가 흔들릴 수도 있다는 뜻입니다.

그래서 궁금해졌습니다.

양자컴퓨터가 정말 비트코인 개인키를 알아낼 수 있을까요?

자료를 하나씩 살펴보다 보니 답은 단순한 예나 아니오가 아니었습니다.

현재는 불가능에 가깝지만 미래에 충분히 강력한 양자컴퓨터가 만들어진다면 영향을 받을 수 있는 부분은 분명히 존재했습니다.

그리고 모든 비트코인이 똑같은 조건에 놓여 있는 것도 아니었습니다.

비트코인을 지키는 방패의 원리

비트코인을 이해하려면 먼저 공개키와 개인키를 알아야 합니다.

개인키는 비트코인을 움직일 수 있는 비밀 열쇠입니다.

누군가에게 비트코인을 보낼 때 이 개인키를 직접 공개하는 것이 아니라 개인키를 이용해 디지털 서명을 만듭니다.

네트워크는 공개키를 통해 그 서명이 진짜인지 확인합니다.

그래서 공개키는 다른 사람에게 보여도 되지만 개인키는 절대 공개하면 안 됩니다.

쉽게 말하면 공개키는 내 서명이 진짜인지 확인하는 정보이고, 개인키는 실제 서명을 만들어내는 비밀 열쇠에 가깝습니다.

현재의 컴퓨터로는 공개키를 안다고 해서 거꾸로 개인키를 찾아내는 것이 현실적으로 불가능하도록 설계돼 있습니다.

바로 이 지점에서 양자컴퓨터 이야기가 시작됩니다.

비트코인에서는 오랫동안 ECDSA라는 전자서명 방식을 사용해 왔고, Taproot에서는 Schnorr 서명도 사용합니다.

이들은 모두 현재 컴퓨터가 풀기 매우 어려운 수학 문제를 기반으로 안전성을 확보합니다.

그런데 미래에 충분히 크고 안정적인 양자컴퓨터가 만들어진다면 이 수학적 장벽 자체가 지금보다 훨씬 낮아질 가능성이 있습니다.

양자컴퓨터가 비트코인을 위협하는 방식

양자컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 무조건 모든 계산을 빠르게 하는 기계는 아닙니다.

특정 문제를 완전히 다른 방식으로 처리할 수 있다는 것이 핵심입니다.

그중 암호 분야에서 가장 많이 언급되는 것이 쇼어 알고리즘입니다.

쇼어 알고리즘은 현재 공개키 암호가 의존하고 있는 특정 수학 문제를 양자컴퓨터에서 훨씬 효율적으로 풀 수 있는 가능성을 보여줍니다.

그래서 충분한 성능을 가진 양자컴퓨터가 등장한다면 공개키를 통해 개인키를 찾아내는 공격이 이론적으로 가능해질 수 있습니다.

저는 처음에 비트코인이 사용하는 SHA-256부터 깨지는 줄 알았습니다.

비트코인 하면 SHA-256이라는 이름이 워낙 자주 등장하기 때문입니다.

하지만 자세히 들여다보니 먼저 문제가 될 가능성이 큰 곳은 해시 함수보다 전자서명 쪽이었습니다.

SHA-256 역시 양자컴퓨터의 영향을 전혀 받지 않는 것은 아닙니다.

그로버 알고리즘을 이용하면 이론적으로 탐색 효율을 높일 수 있습니다.

하지만 이것이 곧 SHA-256을 몇 초 만에 무력화한다는 뜻은 아닙니다.

결국 양자컴퓨터가 비트코인을 위협한다는 이야기를 이해할 때는 비트코인 전체가 한꺼번에 무너지는 장면보다 개인키와 공개키가 연결되는 서명체계부터 살펴보는 것이 더 정확했습니다.

양자컴퓨터에 관한 흔한 오해와 진실

여기서 또 하나 궁금해졌습니다.

그렇다면 어느 날 강력한 양자컴퓨터가 등장하면 전 세계 비트코인이 동시에 위험해질까요?

그렇게 단순하지는 않았습니다.

비트코인은 처음 등장한 이후 여러 형태의 주소와 거래 방식을 사용해 왔기 때문입니다.

초기의 P2PK 방식처럼 공개키가 블록체인에 직접 기록된 경우가 있습니다.

이런 형태는 미래에 충분히 강력한 양자컴퓨터가 등장한다면 공개키가 이미 알려져 있다는 점에서 먼저 관심을 받을 수 있습니다.

반면 P2PKH나 P2WPKH 같은 방식은 코인을 사용하기 전까지 공개키 자체가 바로 드러나지 않는 구조를 가질 수 있습니다.

하지만 이 역시 영원히 숨겨지는 것은 아닙니다.

실제로 비트코인을 전송하는 과정에서는 공개키가 공개될 수 있고, 같은 주소를 반복해서 사용했다면 이전 거래를 통해 이미 공개키가 알려져 있을 수도 있습니다.

여기서 중요한 사실 하나가 더 있습니다.

최신 주소라고 무조건 양자컴퓨터에 더 안전한 것도 아닙니다.

Taproot에서 사용되는 P2TR처럼 공개키에 해당하는 정보가 출력 구조에 포함되는 방식도 있습니다.

결국 오래된 비트코인은 위험하고 새로운 비트코인은 안전하다고 단순하게 나누는 것은 정확하지 않았습니다.

핵심은 그 비트코인이 어떤 방식으로 잠겨 있고 공개키가 어느 정도 드러나 있는가였습니다.

그리고 현재의 양자컴퓨터가 이런 공개키를 보고 실제 비트코인 개인키를 알아낼 수 있는 단계에 도달한 것도 아닙니다.

뉴스에서 큐비트 수가 늘었다는 소식이 나와도 그것만으로 암호를 깨는 양자컴퓨터가 완성됐다는 의미는 아닙니다.

실제 암호공격을 하려면 매우 많은 양의 안정적인 양자 연산과 오류 정정 기술이 함께 필요합니다.

그래서 양자컴퓨터의 위험은 실제 연구되는 문제이지만 내일 아침 비트코인 지갑이 전부 뚫린다는 이야기와는 거리가 있습니다.

블록체인 진영의 대응 전략과 실용적인 조언

더 흥미로운 점은 양자컴퓨터가 아직 현재의 암호체계를 실제로 무너뜨리지 못했는데도 이미 전 세계 보안 분야가 다음 단계로 움직이고 있다는 것입니다.

양자컴퓨터의 공격에도 견딜 수 있도록 설계하는 암호기술을 포스트양자암호라고 합니다.

이미 정부기관과 보안업계에서는 기존 공개키 암호를 미래의 양자내성 암호로 전환하기 위한 준비를 시작했습니다.

깨지고 난 뒤 새 자물쇠를 다는 것이 아니라 자물쇠가 언젠가 약해질 가능성을 보고 미리 다음 자물쇠를 준비하는 셈입니다.

비트코인도 같은 문제를 피할 수 없습니다.

미래에 양자컴퓨터가 실제 위협에 가까워진다면 지금 사용하는 서명체계를 양자공격에 강한 새로운 방식으로 변경하는 논의가 필요합니다.

실제로 비트코인 개발자들 사이에서도 여러 양자내성 서명 방식과 기존 비트코인을 새로운 주소체계로 옮기는 방법이 연구되고 있습니다.

다만 아직 한 가지 방식으로 결정된 것은 아닙니다.

하드포크를 한다고 이미 확정된 것도 아니고, 어떤 서명방식이 최종적으로 채택될지도 정해지지 않았습니다.

오히려 지금은 여러 개의 방패를 놓고 어떤 방식이 비트코인의 구조에 가장 잘 맞을지를 검토하는 단계에 가깝습니다.

그리고 새로운 암호기술 하나를 넣는다고 끝나는 문제도 아닙니다.

이미 존재하는 수많은 비트코인을 어떻게 새로운 체계로 옮길 것인지,

수년 동안 움직이지 않은 비트코인은 어떻게 처리할 것인지,

사용자들에게 어느 정도의 전환기간을 줄 것인지까지 함께 고민해야 합니다.

알고 보니 양자컴퓨터 문제는 단순히 암호 하나를 바꾸는 문제가 아니라 비트코인 전체가 다음 시대의 보안체계로 이동하는 문제였습니다.

자주 묻는 질문과 답변

양자컴퓨터가 비트코인을 해킹하는 시기는 언제쯤 될까요

정확한 시기를 말하기는 어렵습니다.

양자컴퓨터의 발전 속도뿐 아니라 오류 정정 기술과 실제 사용할 수 있는 안정적인 양자 연산 능력까지 함께 발전해야 하기 때문입니다.

그래서 몇 년 뒤라고 특정하기보다 비트코인의 암호를 실제로 공격할 수 있는 수준의 양자컴퓨터는 아직 현실화되지 않았다고 이해하는 편이 정확합니다.

중요한 것은 그 사이에 보안기술 역시 멈춰 있지 않는다는 점입니다.

내 지갑에 있는 비트코인을 어떻게 보호해야 가장 안전한가요

현재 단계에서는 양자컴퓨터보다 훨씬 가까운 위험부터 관리하는 것이 중요합니다.

피싱이나 개인키 유출, 시드 구문 분실, 거래소 계정 탈취 같은 사고가 실제로 훨씬 자주 발생합니다.

같은 주소를 불필요하게 반복해서 사용하지 않고,

신뢰할 수 있는 지갑을 사용하고,

지갑 프로그램과 하드웨어 지갑의 업데이트를 확인하고,

개인키와 시드 구문을 안전하게 보관하는 것이 우선입니다.

하드웨어 지갑에 보관하면 양자컴퓨터에도 안전할까요

저도 처음에는 그렇게 생각했습니다.

하지만 하드웨어 지갑과 양자컴퓨터 문제는 조금 다릅니다.

하드웨어 지갑은 개인키를 인터넷에서 분리해 현재의 온라인 해킹이나 개인키 탈취 위험을 줄이는 데 도움을 줍니다.

하지만 미래의 양자컴퓨터가 공개키 암호 자체를 공격할 수 있게 되는 문제까지 해결해 주는 것은 아닙니다.

그 문제는 비트코인에서 사용하는 서명기술 자체가 양자내성 방식으로 발전해야 해결할 수 있습니다.

비트코인이 양자 공격으로 사라질 수도 있나요

미래를 단정할 수는 없습니다.

다만 비트코인은 한 번 만들어지고 영원히 같은 코드로 움직이는 시스템도 아닙니다.

지금까지 여러 차례 중요한 프로토콜 변화가 있었고 앞으로 새로운 보안위협이 등장하면 또 다른 변화가 논의될 수 있습니다.

결국 중요한 것은 양자컴퓨터가 비트코인을 공격할 수 있느냐만이 아니라 그때까지 비트코인이 얼마나 빠르게 새로운 보안체계로 이동할 수 있느냐입니다.

투자자를 위한 비용 효율적인 자산 관리 팁

양자컴퓨터 이야기를 듣고 당장 특별한 보안장비를 사야 하나 걱정할 필요는 없습니다.

오히려 지금은 돈을 쓰는 것보다 기본적인 보안을 제대로 지키는 것이 더 중요합니다.

하드웨어 지갑을 사용한다면 신뢰할 수 있는 공식 판매처를 이용하고,

시드 구문을 사진으로 찍어 휴대전화나 클라우드에 저장하지 않고,

지갑 프로그램을 최신 상태로 유지하는 것만으로도 현재 발생하는 상당수 보안위험을 줄일 수 있습니다.

그리고 앞으로 정말 중요한 순간은 비트코인이 양자내성 서명체계를 실제로 도입하기 시작할 때가 될 가능성이 큽니다.

그때는 사용 중인 지갑이 새로운 주소와 서명방식을 지원하는지 확인하고 필요한 경우 새로운 체계로 자산을 이동해야 할 수도 있습니다.

처음에는 저도 양자컴퓨터가 비트코인 개인키를 알아낼 수 있느냐만 궁금했습니다.

그런데 하나씩 알아보다 보니 질문이 조금 달라졌습니다.

지금의 양자컴퓨터가 개인키를 찾아낼 수 있느냐보다 미래의 양자컴퓨터가 그 수준에 도달하기 전에 비트코인이 얼마나 빠르게 새로운 방패를 준비할 수 있느냐가 더 중요한 문제였습니다.

그리고 이건 비트코인만의 이야기도 아닙니다.

인터넷,

금융시스템,

전자서명,

온라인 결제처럼 우리가 매일 사용하는 수많은 서비스 역시 공개키 암호에 의존하고 있습니다.

결국 양자컴퓨터의 등장은 비트코인 하나의 위기가 아니라 우리가 사용하는 암호기술 전체가 다음 단계로 넘어가는 거대한 변화일 수 있습니다.

처음에는 양자컴퓨터가 비트코인 개인키를 알아낼 수 있을까가 궁금했습니다.

끝까지 알아보고 나니 오히려 더 궁금해졌습니다.

양자컴퓨터가 지금의 암호를 풀 수 있는 날이 먼저 올까요.

아니면 그 전에 비트코인과 보안기술이 새로운 방패로 갈아타는 날이 먼저 올까요.

어쩌면 양자컴퓨터와 비트코인의 진짜 경쟁은 바로 여기서 시작되는지도 모르겠습니다.