🧠 구글, 양자 컴퓨터는 암호 해독에 예상보다 적은 큐비트가 필요하다는 연구 결과 발표

 

제목: Securing Elliptic Curve Cryptocurrencies against Quantum Vulnerabilities

📌 논문 전체 한줄 요약

양자컴퓨터는 기존 블록체인 보안을 “이론적 위험”이 아니라 “현실적인 공격 가능성” 단계로 끌어올렸다.

1️ 서론

현재 대부분의 블록체인—Bitcoin, Ethereum을 포함한 거의 모든 주요 네트워크—는 ECDLP(타원곡선 이산로그 문제) 기반 암호에 의존하고 있습니다. 이 문제는 고전 컴퓨터에서는 사실상 풀 수 없기 때문에, 지금까지는 안전하다고 여겨졌습니다.

하지만 상황이 바뀌고 있습니다. 양자컴퓨터에서 동작하는 Shor 알고리즘은 이 문제를 효율적으로 해결할 수 있으며, 이는 곧 지갑의 개인키를 직접 계산해낼 수 있다는 의미입니다.

특히 블록체인은 기존 금융 시스템과 다르게, 한 번 공격이 성공하면 되돌릴 수 없는 구조를 가지고 있기 때문에 이 위협은 훨씬 더 치명적으로 작용합니다.

2️ 핵심 포인트

이 논문의 가장 중요한 기여는 양자 공격에 필요한 자원을 획기적으로 줄였다는 점입니다.

기존에는 수천~수만 개의 논리 큐비트와 막대한 연산이 필요했지만, 이번 연구에서는 단 1200~1450개의 논리 큐비트와 7천만~9천만 수준의 게이트 연산으로 줄였습니다.

이는 단순한 개선이 아니라, 공격 가능성을 현실로 끌어내린 수준의 변화입니다. 그리고 더 중요한 결론은 다음입니다:

50만 개 이하의 물리 큐비트로 몇 분 내 공격 가능!

즉, 과거에는 “언젠가는 가능할지도 모른다”였다면 이제는“준비되면 바로 실행 가능한 공격 시나리오”입니다.

3️ 양자 공격의 3가지 유형

논문은 양자 공격을 세 가지로 구분합니다:

1. On-spend 공격: 트랜잭션이 블록에 기록되기 전에 개인키를 계산해 실시간으로 거래를 가로채는 방식입니다.

2. At-rest 공격: 이미 공개된 키나 오래된 지갑을 대상으로 시간을 충분히 들여 개인키를 복구하는 방식입니다.

3. On-setup 공격: 프로토콜 자체의 설정값을 깨서 지속적으로 사용할 수 있는 백도어를 만드는 공격입니다.

특히 스마트컨트랙트나 zk 기반 시스템에서는 세 번째 공격이 매우 치명적입니다.

4️ 하드웨어에 따라 달라지는 위협 수준

모든 양자컴퓨터가 같은 수준의 위협을 가지는 것은 아닙니다.

초전도, 포토닉 기반의 fast-clock 시스템은 몇 분 내 계산이 가능하기 때문에 On-spend 공격까지 현실화할 수 있습니다.

반면 이온트랩, 중성원자 기반의 slow-clock 시스템은 속도가 느리기 때문에 주로 At-rest 공격에 머무를 가능성이 큽니다.

결국 핵심은”어떤 형태의 양자컴퓨터가 먼저 상용화되느냐가 공격 방식까지 결정한다”입니다.

5️ 비트코인과 이더리움의 차이

비트코인은 의외로 일부 영역에서는 안전합니다. PoW(채굴)는 양자 공격에 크게 영향받지 않습니다.

하지만 서명 구조(ECDSA)는 취약하며, 특히 공개키가 노출되었거나 재사용된 주소는 위험합니다.

반면 이더리움은 훨씬 더 복잡한 구조를 가지고 있기 때문에 공격 표면이 훨씬 넓습니다.

계정 모델, 스마트컨트랙트 관리자 키, PoS 검증자 구조, 데이터 가용성 샘플링 등 여러 계층에서 동시에 취약점이 존재합니다.

즉, Ethereum은 단순히 더 크기 때문에 위험한 것이 아니라, 구조적으로 더 공격받기 쉬운 시스템입니다.

6️ 위험을 더 키우는 현재 흐름

문제는 여기서 끝나지 않습니다. 스마트컨트랙트의 확산과 RWA (실물자산 토큰화), 스테이블코인의 증가로 인해 블록체인 위에 올라가는 자산 규모가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 이는 곧 양자 공격이 성공했을 때의 피해 규모가 전통 금융 수준으로 확대된다는 의미입니다.

7️ Post-Quantum Cryptography (PQC)

논문은 명확하게 해결책은 존재하며 PQC로의 전환을 이야기합니다.

이미 PQC 알고리즘은 존재하며, QRL, Algorand, XRP Ledger 같은 일부 네트워크에서는 적용도 시작되었습니다. 하지만 동시에 가장 중요한 현실적인 문제를 지적합니다.

마이그레이션이 매우 어렵습니다.

비용 증가, 성능 저하, 그리고 무엇보다도 커뮤니티 합의라는 장애물이 존재합니다.

즉, 기술은 준비되어 있지만, 시스템이 따라가지 못하는 상황입니다.

8️ 가장 큰 문제: 휴면 자산

논문이 가장 심각하게 보는 문제는 Dormant Assets (휴면 자산)입니다. 잃어버린 지갑, 오래된 주소 등 약 230만 BTC가 향후 공격 대상이 될 수 있으며, 이 자산들은 업그레이드도 불가능하기 때문에 결국 누군가는 미래에 이를 가져갈 수밖에 없는 구조입니다.

이에 대해 논문은 “Digital Salvage (디지털 복제)”라는 개념까지 제안합니다.

9️ 가장 중요한 메시지

이 논문은 단순한 기술 분석이 아닌 명확한 경고입니다

• 양자 공격은 이미 현실적인 단계에 들어섰고

• 마이그레이션은 시간이 오래 걸리며

• 늦을수록 리스크는 기하급수적으로 증가합니다

🔟 🎯 헤데라는 이 문제에서 상대적으로 안전한가

논문에서 “모든 블록체인이 PQC 전환이 어렵다”고 말하지만, 실제로는 체인마다 구조가 다르기 때문에 상황도 다릅니다.

🔐 1. SHA-384 — 해시 기반 안정성

헤데라는 기본적으로 SHA-384를 사용합니다. 양자컴퓨터가 Grover 알고리즘을 사용하더라도 해시 함수는 완전히 깨지는 것이 아니라 보안 강도가 일부 감소하는 수준에 그칩니다.

즉, 기초 보안 레이어가 붕괴되지 않습니다.

🔐 2. Ed25519 — 더 단순하고 유연한 서명 구조

헤데라는 기본적으로 ECDSA가 아니라 Ed25519를 사용합니다.

이 구조는

• 키 관리가 단순하고

• 공개키 노출 리스크가 낮으며

• 향후 새로운 서명 방식(PQC 포함)으로 전환하기에 더 유리한 구조입니다

⚙️ 3. 가장 중요한 차이: “업그레이드 가능 구조”

논문이 지적한 핵심 문제는 마이그레이션이 어렵다는 것이었습니다. 하지만 Hedera는 여기서 구조적으로 다릅니다:

• 서비스 레이어 분리: 핵심 프로토콜과 기능을 분리해 변경·업그레이드를 유연하게 수행 가능

• 명확한 거버넌스: 39개 Fortune 500 기업들로 구성된 의사결정 구조로 합의 과정이 효율적

• 네트워크 업그레이드 가능 구조: 하드포크 없이 프로토콜 수준에서 점진적 개선이 가능한 설계

결과적으로 기존 블록체인은 보안 구조를 바꾸기 위해 하드포크와 커뮤니티 합의가 필요하며, 기술을 넘어 정치적 문제까지 함께 발생합니다. 반면 Hedera는 이러한 변화를 네트워크 분열 없이, 프로토콜 업그레이드 형태로 해결할 수 있습니다.

💡 최종 결론

이 논문이 전달하는 핵심 메시지는 “양자 시대는 반드시 오기 때문에 지금부터 준비해야 한다”는 것입니다. 그리고 Hedera는 단순히 준비를 시작해야 하는 단계에 있는 것이 아니라, 이미 그 변화를 수용할 수 있는 구조 위에 있는 체인이라고 볼 수 있습니다.

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