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이더리움의 포스트 양자 비상사태: Q-Day를 향한 200만 달러의 경주

· 약 9 분
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

이더리움의 5,000억 달러 규모 네트워크를 보호하는 모든 것이 단 몇 분 만에 뚫릴 수 있다면 어떨까요? 이것은 더 이상 공상 과학 소설이 아닙니다. 이더리움 재단(Ethereum Foundation)은 최근 양자 내성 보안을 "최우선 전략적 과제"로 선언하고 전담 팀을 구성하여 200만 달러의 연구 보상금을 지원했습니다. 메시지는 분명합니다. 양자 위협은 더 이상 이론적인 문제가 아니며, 시간은 우리 편이 아닙니다.

양자 시한폭탄​

오늘날 모든 블록체인은 양자 컴퓨터가 깨뜨릴 수 있는 암호학적 가설에 의존하고 있습니다. 이더리움, 비트코인, 솔라나를 포함한 사실상 모든 주요 네트워크는 서명을 위해 타원 곡선 암호(ECC)를 사용합니다. 이는 충분한 큐비트(qubit)가 확보된 쇼어 알고리즘(Shor's algorithm)으로 해결할 수 있는 수학적 문제입니다.

위협 모델은 매우 심각합니다. 현재의 양자 컴퓨터는 실제 세계의 키에 대해 쇼어 알고리즘을 실행할 수 있는 수준에 전혀 미치지 못합니다. 비트코인과 이더리움이 사용하는 secp256k1이나 RSA-2048을 깨뜨리려면 수십만에서 수백만 개의 물리적 큐비트가 필요한데, 이는 오늘날 1,000개 이상의 큐비트 기계를 훨씬 뛰어넘는 수준입니다. 구글(Google)과 IBM은 2030년대 초까지 100만 개의 물리적 큐비트를 목표로 하는 공개 로드맵을 가지고 있지만, 엔지니어링 지연으로 인해 2035년경으로 늦춰질 가능성이 큽니다.

하지만 여기서 핵심은 현재 암호를 깰 수 있는 시점인 "Q-Day"에 대한 예측이 공격적으로는 510년, 보수적으로는 2040년 범위라는 점입니다. 일부 평가에서는 2026년까지 공개 키 암호화가 깨질 확률을 7분의 1로 보고 있습니다. 수천억 달러의 자산을 보호해야 하는 입장에서는 결코 안심할 수 있는 여유가 아닙니다.

단일 주체가 업그레이드를 강제할 수 있는 전통적인 시스템과 달리, 블록체인은 조정(Coordination)의 악몽에 직면해 있습니다. 사용자가 지갑을 업그레이드하도록 강제할 수 없으며, 모든 스마트 컨트랙트에 패치를 적용할 수도 없습니다. 일단 양자 컴퓨터가 쇼어 알고리즘을 실행할 수 있게 되면, 공개 키를 노출하는 모든 트랜잭션은 개인 키 추출 위험에 노출됩니다. 비트코인의 경우, 이는 재사용되거나 노출된 주소에 보관된 전체 BTC의 약 25%에 해당합니다. 이더리움은 계정 추상화(Account Abstraction)를 통해 어느 정도 완화할 수 있지만, 레거시 계정은 여전히 위험에 노출되어 있습니다.

이더리움의 200만 달러 규모 양자 내성 투자​

2026년 1월, 이더리움 재단은 leanVM을 연구하는 암호학자 에밀(Emile)의 지원을 받아 토마스 코라거(Thomas Coratger)가 이끄는 전담 포스트 양자(PQ) 팀을 발표했습니다. 수석 연구원 저스틴 드레이크(Justin Drake)는 양자 내성 보안을 재단의 "최우선 전략적 과제"라고 불렀는데, 이는 이전까지 장기 연구 주제였던 항목이 이례적으로 격상된 것입니다.

재단은 이를 위해 상당한 자금을 투입하고 있습니다.

  • 100만 달러 포세이돈 상(Poseidon Prize): 영지식 증명 시스템에 사용되는 암호화 빌딩 블록인 포세이돈 해시 함수(Poseidon hash function)를 강화합니다.
  • 100만 달러 프록시미티 상(Proximity Prize): 포스트 양자 암호학적 근접성 문제에 대한 연구를 지속하며, 해시 기반 기술에 대한 선호도를 보여줍니다.

해시 기반 암호화는 재단이 선택한 미래의 길입니다. NIST에서 표준화한 격자 기반(Lattice-based) 또는 코드 기반 대안(예: CRYSTALS-Kyber, Dilithium)과 달리, 해시 함수는 보안 가설이 더 단순하며 블록체인 환경에서 이미 검증되었습니다. 단점은 무엇일까요? 서명 크기가 더 커지고 더 많은 저장 공간이 필요하다는 점인데, 이는 이더리움이 장기적인 양자 저항성을 위해 기꺼이 감수하려는 절충안입니다.

LeanVM: 이더리움 전략의 초석​

드레이크는 leanVM을 이더리움 양자 내성 접근 방식의 "초석"이라고 설명했습니다. 이 미니멀리스트 영지식 증명 가상 머신은 양자 저항성이 있는 해시 기반 서명에 최적화되어 있습니다. 타원 곡선 대신 해시 함수에 집중함으로써 leanVM은 쇼어 알고리즘에 가장 취약한 암호학적 프리미티브를 우회합니다.

이것이 왜 중요할까요? 이더리움의 L2 생태계, DeFi 프로토콜, 개인정보 보호 도구들이 모두 영지식 증명에 의존하기 때문입니다. 기반 암호화가 양자 보안을 갖추지 못하면 전체 스택이 무너집니다. LeanVM은 양자 컴퓨터가 등장하기 전에 이러한 시스템의 미래를 보장하는 것을 목표로 합니다.

이미 Zeam, Ream Labs, PierTwo, Gean 클라이언트, Ethlambda를 포함한 여러 팀이 Lighthouse, Grandine, Prysm과 같은 기존 합의 클라이언트와 협력하여 멀티 클라이언트 포스트 양자 개발 네트워크를 운영하고 있습니다. 이것은 실체가 없는 구상이 아니라 오늘날 스트레스 테스트를 거치고 있는 실제 인프라입니다.

재단은 또한 모든 핵심 개발자(All Core Developers) 프로세스의 일환으로 격주 브레이크아웃 콜을 시작합니다. 여기서는 프로토콜에 직접 내장된 특수 암호화 기능, 새로운 계정 설계, leanVM을 이용한 장기적인 서명 집계 전략 등 사용자 대면 보안 변경 사항에 집중할 것입니다.

마이그레이션 과제: 수십억 달러의 자산이 걸린 문제​

이더리움을 양자 내성 암호화로 전환하는 것은 단순한 소프트웨어 업데이트가 아닙니다. 이는 네트워크의 모든 참여자에게 영향을 미치는 다년 간의 다층적 조정 노력입니다.

레이어 1 프로토콜: 합의 알고리즘은 양자 내성 서명 방식으로 전환되어야 합니다. 이를 위해서는 하드 포크가 필요하며, 이는 모든 검증인, 노드 운영자 및 클라이언트 구현체가 동시에 업그레이드해야 함을 의미합니다.

스마트 컨트랙트: 이더리움에 배포된 수백만 개의 컨트랙트가 서명 검증을 위해 ECDSA를 사용합니다. 일부는 프록시 패턴이나 거버넌스를 통해 업그레이드할 수 있지만, 일부는 수정이 불가능합니다. Uniswap, Aave, Maker와 같은 프로젝트에는 마이그레이션 계획이 필요할 것입니다.

사용자 지갑: MetaMask, Ledger, Trust Wallet 등 모든 지갑이 새로운 서명 방식을 지원해야 합니다. 사용자는 이전 주소에서 양자 보안 주소로 자금을 옮겨야 합니다. 여기서 "지금 수집하고 나중에 해독(harvest now, decrypt later)"하는 위협이 현실화됩니다. 공격자가 오늘 트랜잭션을 기록해 두었다가 양자 컴퓨터가 나오면 해독할 수 있기 때문입니다.

L2 롤업: Arbitrum, Optimism, Base, zkSync 등은 모두 이더리움의 암호학적 가설을 상속받습니다. 각 롤업은 독립적으로 마이그레이션해야 하며, 그렇지 않으면 양자에 취약한 고립된 영역이 될 위험이 있습니다.

이더리움은 여기서 계정 추상화라는 강점을 가지고 있습니다. 사용자가 수동으로 자금을 이동해야 하는 비트코인의 UTXO 모델과 달리, 이더리움의 계정 모델은 업그레이드 가능한 암호화 기술을 갖춘 스마트 컨트랙트 지갑을 지원할 수 있습니다. 이것이 마이그레이션 과제를 완전히 해결하지는 못하지만, 더 명확한 경로를 제공합니다.

다른 블록체인들의 동향​

이더리움만이 유일한 것은 아닙니다. 더 넓은 블록체인 생태계도 양자 위협을 인식하기 시작했습니다 :

  • QRL (Quantum Resistant Ledger) : 해시 기반 서명 표준인 XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme)를 기반으로 처음부터 구축되었습니다. QRL 2.0 (Project Zond)은 2026년 1분기에 테스트넷에 진입하며, 감사와 메인넷 출시가 뒤따를 예정입니다.

  • 01 Quantum : 2026년 2월 초에 양자 저항 블록체인 마이그레이션 툴킷을 출시하고 하이퍼리퀴드 (Hyperliquid)에서 $qONE 토큰을 발행했습니다. 이들의 레이어 1 마이그레이션 툴킷은 2026년 3월까지 출시될 예정입니다.

  • Bitcoin : 여러 제안 (포스트 퀀텀 옵코드를 위한 BIP, 새로운 주소 유형을 위한 소프트 포크 등)이 존재하지만, 비트코인의 보수적인 거버넌스 특성상 빠른 변화는 어려워 보입니다. 양자 컴퓨터가 예상보다 빨리 등장할 경우 논란의 여지가 있는 하드 포크 시나리오가 대두될 수 있습니다.

  • Solana, Cardano, Ripple : 모두 타원 곡선 기반 서명을 사용하며 유사한 마이그레이션 과제에 직면해 있습니다. 대부분 초기 연구 단계에 있으며, 아직 전담 팀이나 구체적인 타임라인을 발표하지 않았습니다.

상위 26개 블록체인 프로토콜을 검토한 결과, 24개가 순수하게 양자 공격에 취약한 서명 체계에 의존하고 있는 것으로 나타났습니다. 현재 양자 저항 기반을 갖춘 곳은 QRL과 잘 알려지지 않은 체인 하나를 포함해 단 두 곳뿐입니다.

Q-Day 시나리오 : 빠를 것인가, 느릴 것인가, 아니면 오지 않을 것인가?​

공격적인 타임라인 (5-10년) : 양자 컴퓨팅의 돌파구가 가속화됩니다. 2031년까지 100만 큐비트 머신이 등장하여, 업계가 네트워크 전반의 마이그레이션을 완료하는 데 5년의 시간만 주어집니다. 준비를 시작하지 않은 블록체인은 치명적인 키 노출에 직면하게 됩니다. 이 경우 이더리움의 선제적인 대응이 중요해집니다.

보수적인 타임라인 (20-40년) : 양자 컴퓨팅이 오류 수정 및 엔지니어링 과제로 인해 천천히 발전합니다. 블록체인은 신중한 속도로 마이그레이션할 충분한 시간을 갖게 됩니다. 이더리움 재단의 초기 투자는 현명해 보이지만 긴급한 사안은 아니게 됩니다.

블랙 스완 (2-5년) : 공개된 로드맵보다 앞서 기밀 또는 민간의 양자 기술 돌파구가 발생합니다. 국가 행위자나 자금이 넉넉한 적대 세력이 암호화 우위를 점하여 취약한 주소에서 조용히 자금을 탈취할 수 있게 됩니다. 이는 오늘날 포스트 퀀텀 보안을 "최우선 전략 과제"로 다루어야 함을 정당화하는 시나리오입니다.

중간 시나리오가 발생할 가능성이 가장 높지만, 블록체인은 중간만을 대비할 여유가 없습니다. 예측이 틀렸을 때의 위험은 존립의 문제입니다.

개발자와 사용자가 해야 할 일​

이더리움에서 개발 중인 개발자들을 위해 :

  • PQ 브레이크아웃 콜 (PQ breakout calls) 모니터링 : 이더리움 재단의 격주 포스트 퀀텀 세션이 프로토콜 변경 사항을 결정할 것입니다. 정보를 계속 파악하십시오.
  • 컨트랙트 업그레이드 계획 : 고가치 컨트랙트를 관리하는 경우 지금 업그레이드 경로를 설계하십시오. 프록시 패턴, 거버넌스 메커니즘 또는 마이그레이션 인센티브가 중요해질 것입니다.
  • PQ 데브넷에서 테스트 : 멀티 클라이언트 포스트 퀀텀 네트워크가 이미 운영 중입니다. 애플리케이션의 호환성을 테스트하십시오.

ETH 또는 토큰을 보유한 사용자를 위해 :

  • 주소 재사용 피하기 : 주소에서 거래에 서명하는 순간 공개 키가 노출됩니다. 양자 컴퓨터는 이론적으로 이로부터 개인 키를 도출할 수 있습니다. 가능한 한 각 주소는 한 번만 사용하십시오.
  • 지갑 업데이트 주시 : 표준이 성숙해짐에 따라 주요 지갑들이 포스트 퀀텀 서명을 통합할 것입니다. 때가 되면 자금을 마이그레이션할 준비를 하십시오.
  • 패닉에 빠지지 마십시오 : Q-Day는 내일 당장 오지 않습니다. 이더리움 재단은 광범위한 업계와 함께 적극적으로 방어책을 구축하고 있습니다.

기업 및 기관을 위해 :

  • 양자 위험 평가 : 수십억 달러의 암호화폐를 수탁하고 있다면 양자 위협은 수탁 책임의 문제입니다. 포스트 퀀텀 연구 및 마이그레이션 타임라인에 참여하십시오.
  • 체인 간 다각화 : 이더리움의 능동적인 입장은 고무적이지만, 다른 체인들은 뒤처질 수 있습니다. 이에 따라 위험을 분산하십시오.

수십억 달러짜리 질문 : 이것으로 충분할까요?​

이더리움의 200만 달러 연구 상금, 전담 팀, 멀티 클라이언트 개발 네트워크는 블록체인 산업에서 가장 공격적인 포스트 퀀텀 추진력을 보여줍니다. 하지만 이것으로 충분할까요?

낙관적인 경우 : 그렇습니다. 이더리움의 계정 추상화, 강력한 연구 문화, 그리고 조기 시작은 원활한 마이그레이션을 위한 최선의 기회를 제공합니다. 양자 컴퓨터가 보수적인 20-40년 타임라인을 따른다면, 이더리움은 훨씬 앞서 양자 저항 인프라를 배포하게 될 것입니다.

비관적인 경우 : 아니요. 수백만 명의 사용자, 수천 명의 개발자, 수백 개의 프로토콜을 조율하는 것은 전례 없는 일입니다. 최상의 도구가 있더라도 마이그레이션은 느리고 불완전하며 논쟁의 여지가 있을 것입니다. 불변의 컨트랙트, 유실된 키, 방치된 지갑 등 레거시 시스템은 영원히 양자 공격에 취약한 상태로 남을 것입니다.

현실적인 경우 : 부분적인 성공. 핵심 이더리움은 성공적으로 마이그레이션될 것입니다. 주요 디파이 (DeFi) 프로토콜과 레이어 2 (L2)들이 뒤를 이을 것입니다. 그러나 소규모 프로젝트, 비활성 지갑 및 예외적인 사례들은 양자 공격에 취약한 잔재로 오랫동안 남게 될 것입니다.

결론 : 누구도 지고 싶지 않은 경주​

이더리움 재단의 포스트 퀀텀 비상 대응은 업계가 결코 져서는 안 될 도박입니다. 200만 달러의 상금, 전담 팀, 그리고 실제 운영 중인 개발 네트워크는 진지한 의지를 나타냅니다. 해시 기반 암호학, leanVM, 그리고 계정 추상화는 신뢰할 수 있는 기술적 경로를 제공합니다.

하지만 의지가 곧 실행은 아닙니다. 진정한 시험대는 양자 컴퓨터가 연구실의 호기심을 넘어 암호학적 위협으로 다가올 때 시작될 것입니다. 그때쯤이면 마이그레이션의 창은 이미 닫혔을 수도 있습니다. 다른 이들이 아직 신발 끈을 묶고 있을 때, 이더리움은 이미 경주를 시작했습니다.

양자 위협은 과장이 아닙니다. 수학입니다. 그리고 수학은 로드맵이나 선의를 고려하지 않습니다. 문제는 블록체인에 포스트 퀀텀 보안이 필요한가가 아니라, Q-Day가 오기 전에 마이그레이션을 마칠 수 있느냐는 것입니다.

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