제로 지식 기술, 비트코인 양자 내성 확보의 핵심

양자 컴퓨팅 연구자들이 축하하는 가운데 돌파구 돌파구 이후, Web3의 4조 달러 자산 기반이 시한폭탄에 직면하다. 작년 12월, 구글이 발표했다 그들의 양자 Willow 칩이 최첨단 슈퍼컴퓨터가 10분 걸릴 계산을 5분 이내에 수행했다는 점을 셉틸리언년(우리 우주의 나이보다 약 100조 배 더 긴 시간) 동안. 양자 기술 덕분에 신약 개발, 재료 과학, 금융 모델링 및 모든 유형의 최적화 문제가 황금기를 맞이할 것입니다. 그러나 고전 컴퓨터로는 사실상 해결 불가능한 수학 퍼즐에 의존하는 대부분의 현대 암호화는 양자 컴퓨터에 의해 즉시 해독될 수 있습니다.

Web3에서는 적대 세력들이 이미 암호화된 블록체인 데이터를 수집하여 양자 컴퓨팅 기술이 성숙했을 때 이를 해독하려 하고 있습니다. 암호화폐에 대한 투자는 본질적으로 암호학의 무결성에 대한 투자이며, 이는 양자 컴퓨팅이 직접적으로 위협하는 부분입니다.

다행히도 연구원들은 특화된 제로 지식(ZK) 암호 기술이 업계에서 가장 가치 있는 블록체인들을 양자 내성화할 수 있음을 입증했으며, 이를 통해 Web3가 새로운 항생제에서부터 초최적화된 공급망에 이르기까지 양자의 이익을 누리면서도 그 위험으로부터 안전하게 보호받을 수 있음을 보장한다.

양자 우위

10월 22일, 구글은 검증 가능한 결과를 발표했습니다.자연 양자 칩이 “분자에서 자석, 블랙홀에 이르는 자연계 시스템의 구조를 학습하는 데 유용하며, 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 중 하나에서 최고 고전 알고리즘보다 13,000배 빠르게 작동한다”고 입증했습니다. 이러한 결과가 놀라운 점은 이전 사례와 같은 조작된 벤치마크가 아닌, 직접적인 과학적 이익을 가진 실제 적용 문제를 기반으로 했다는 것입니다.

양자 컴퓨팅이 인류 지식에 명백한 이득을 가져다주지만, 이는 암호학 전반과 특히 4조 달러에 달하는 디지털 자산 기반에 부인할 수 없는 위협을 가하고 있습니다. 휴먼 라이츠 재단(Human Rights Foundation)은 라는 보고서를 발표했습니다.보고서 600만 개 이상의 비트코인이 초기 “양자 취약” 계정 유형에 있다는 사실이 확인되었으며, 여기에는 사토시의 휴면 상태인 110만 개의 비트코인도 포함됩니다. 이들 계정은 아마도 최초의 “Q 데이”(양자 컴퓨팅이 공개키 암호를 해독할 만큼 강력해지는 날)의 희생자가 될 가능성이 큽니다.

이더리움과 비트코인은 모두 타원 곡선 디지털 서명 알고리즘(ECDSA)에 의존하며, 이는 널리 알려진 취약한는 1990년대에 설계된 양자 알고리즘인 “쇼어 알고리즘(Shor’s algorithm)”을 의미하며, 이는 고전 컴퓨터로는 완전히 해결하기 어려운 큰 정수의 소인수를 빠르게 계산하기 위해 고안되었습니다. 이론적으로는 양자 컴퓨터가 이미 붕괴된 비트코인; 아직 우리는 이를 인지하지 못했을 뿐입니다.

그럼에도 불구하고, 많은 연구자들은 위협을 일축해 왔다. 사이퍼펑크로 유명한 제임슨 롭프 게재됨 X에서 “양자 컴퓨팅에 대한 두려움과 불확실성이 오히려 양자 컴퓨팅 자체보다 더 큰 위협이 될 수 있다”고 말했다. 다시 말해, 우리가 두려워해야 할 유일한 것은 두려움 그 자체다. 하지만 누구에게 묻든 간에, 양자 위협은 0이 아니다. 비탈릭 부테린은 2030년까지 양자가 이더리움을 깨뜨릴 가능성을 20%로 보고 있다. 따라서 우리는 대비해야 한다.

타임라인은 매우 중요합니다. 지금 수확하고 나중에 해독하는 방식은 타임라인을 훨씬 앞당깁니다. 잠재적 공격자들(국가 정부와 해커 그룹 포함)은 양자 시대가 도래하면 해독하기 위해 지갑 백업부터 거래소 수탁 데이터까지 암호화된 블록체인 데이터를 비축하고 있습니다. 네트워크에 방송되는 모든 거래와 공개된 모든 공개키는 미래 공격을 위한 탄약이 됩니다. 양자 저항 암호화 도입을 위한 기회는 분기가 지날수록 점점 좁아지고 있습니다.

영지식증명(Zero-Knowledge) 소개

제로 지식(Zero-Knowledge, ZK) 암호학의 아름다움은 그 우아함과 단순성에 있습니다. 증명자는 유효성 자체 이외의 어떠한 정보도 공개하지 않고 사실임을 검증자에게 납득시킬 수 있습니다. ZK 기술이 발전함에 따라, 증명 시간은 수 시간에서 몇 초로 단축되었고, 증명 크기는 메가바이트에서 킬로바이트로 줄어들었습니다. 특히 AI의 계산 비용은 여전히 높아 Web3, 전통 금융, 국방 같은 고위험 환경에서의 활용이 제한적입니다.

제로지식 및 양자

언뜻 보기에 제로 지식(Zero-Knowledge) 기술이 어떻게 블록체인을 양자 공격으로부터 보호할 수 있는지 명확하지 않을 수 있습니다. 제로 지식 증명은 개인정보 보호 도구로서, 어떤 사실이 진실임을 기반 정보를 공개하지 않고 증명하는 방법입니다. 그러나 동일한 개인정보 보호 기법이 양자 저항 수학 위에 구축될 수 있어, ZK를 블록체인을 위한 광범위한 방패로 전환시킬 수 있습니다. 해시 기반 증명(zk-STARKs 사용)과 라티스 기반 증명은 강력한 양자 컴퓨터조차도 어려워하는 문제에 기반하며, 양자 취약점이 있는 타원곡선에 의존하지 않습니다.

그러나 양자 내성 ZK 증명은 오늘날의 버전보다 크고 무겁습니다. 이는 저장을 더 어렵게 만들고 공간 제한이 엄격한 블록체인에서 검증 비용을 증가시킵니다. 하지만 그 이점은 막대합니다: 이는 수십억 개의 온체인 자산을 보호할 수 있는 길을 제공합니다 없이 기본 프로토콜의 즉각적이고 위험한 개편이 필요합니다.

다시 말해, ZK는 블록체인에 유연한 업그레이드 경로를 제공합니다. 네트워크는 기존의 서명 시스템을 단번에 교체하는 대신, 양자 내성 ZK 증명을 점진적으로 거래에 추가할 수 있어 — 전환 기간 동안 구형 및 신형 암호화 기술이 공존할 수 있도록 합니다.

웹3에 대한 양자 이점

오늘날의 컴퓨터는 진정한 무작위성을 구현하지 못합니다. 이들은 수식을 사용하여 “무작위” 숫자를 생성하지만, 해당 숫자는 궁극적으로 예측 가능한 과정에 의해 만들어집니다. 이는 다음 블록을 제안할 검증자를 선택하거나 분산형 복권의 당첨자를 결정하는 등 블록체인 시스템의 일부 요소들이 악의적인 행위자에게 재정적 이익을 주도록 미묘하게 영향을 받을 수 있음을 의미합니다. 하지만 올해 초, 양자 연구자들은 성취 주목할 만한 이정표: 인증된 무작위성.

양자 시스템은 광자의 스핀이나 입자의 붕괴와 같은 자연적이고 예측 불가능한 현상을 활용합니다. 이는 진정한, 위조 불가능한 무작위성으로, 고전 컴퓨터는 이를 제공할 수 없습니다.

블록체인에 있어 이는 중대한 사안입니다. Web3 생태계는 블록체인의 핵심 메커니즘을 작동시키는 시드를 제공할 공개적이고 양자 기술 기반의 무작위성 비콘이 필요합니다. 양자 기술을 통해 우리는 공정하고 변조 불가능하며 조작이 불가능한 비콘을 구축할 수 있습니다. 이는 분산형 복권과 검증자 선정의 오랜 문제점을 해결할 수 있는 해법입니다.

여기서 질문이 제기됩니다. 양자 컴퓨터가 성숙하기 전에 Web3가 양자 저항 암호화에 진지하게 임할 것인가? 역사는 대규모 블록체인 프로토콜의 기본 계층 업그레이드가 분산 시스템에 내재된 중앙 조정 부재로 인해 수년이 걸릴 수 있음을 시사합니다. 그러나 업계는 ECDSA가 양자에 의해 깨지기를 기다릴 여유가 없습니다.

정확한 일정에 대해 논쟁할 수는 있으나, 양자 컴퓨팅의 미래는 다가오는 확실한 현실입니다. ZK는 이 전환기를 통해 Web3를 보호하며 양자 위협을 양자 기회로 전환할 수 있습니다.

지금 행동할 시간입니다, 우리가 아직 할 수 있을 때.