양자 내성 블록체인: 양자 내성 암호 기술을 구축하기 위해 경쟁하는 8가지 프로젝트
Coinbase가 2026년 1월 포스트 양자 자문위원회를 구성했을 때, 이는 보안 연구원들이 수년간 경고해 온 사실을 입증했습니다. 바로 양자 컴퓨터가 현재의 블록체인 암호화 체계를 무너뜨릴 것이며, 양자 보안(Quantum-proof) 암호화 기술을 선점하기 위한 경쟁이 이미 시작되었다는 점입니다. QRL의 XMSS 서명, StarkWare의 해시 기반 STARK, 그리고 이더리움의 200만 달러 연구 상금은 2026년 시장 리더십을 확보하기 위해 포지셔닝 중인 프로젝트들의 선봉을 상징합니다. 이제 문제는 블록체인에 양자 내성이 필요한가가 아니라, Q-Day(양자 컴퓨터가 암호화를 해독하는 날)가 도래했을 때 어떤 기술적 접근 방식이 지배적일 것인가입니다.
포스트 양자 블록체인 분야는 기존 체인(비트코인, 이더리움)의 개보수(Retrofitting)와 네이티브 양자 내성 프로토콜(QRL, Quantum1)이라는 두 가지 범주로 나뉩니다. 각 접근 방식은 서로 다른 과제에 직면해 있습니 다. 개보수 방식은 하위 호환성을 유지하고, 분산된 업그레이드를 조율하며, 노출된 공개 키를 관리해야 합니다. 반면 네이티브 프로토콜은 양자 내성 암호화로 새롭게 시작하지만 네트워크 효과가 부족합니다. 두 방식 모두 필요합니다. 기존 체인은 보호되어야 할 수조 달러의 가치를 보유하고 있으며, 새로운 체인은 생성 시점부터 양자 내성에 최적화될 수 있기 때문입니다.
QRL: 선구적인 양자 내성 블록체인
QRL(Quantum Resistant Ledger)은 2018년 출범 당시부터 포스트 양자 암호화를 구현한 최초의 블록체인입니다. 이 프로젝트는 수론(Number Theory) 대신 해시 함수를 통해 양자 내성을 제공하는 해시 기반 서명 알고리즘인 XMSS(eXtended Merkle Signature Scheme)를 선택했습니다.
왜 XMSS인가? SHA-256과 같은 해시 함수는 양자 컴퓨터가 해시 충돌을 의미 있게 가속화하지 못하기 때문에 양자 내성이 있는 것으로 간주됩니다(그로버 알고리즘은 이차 속도 향상을 제공하지만, ECDSA에 대한 쇼어의 알고리즘처럼 기하급수적인 속도 향상을 제공하지는 않습니다). XMSS는 이러한 속성을 활용하여 해시 값의 머클 트리(Merkle trees)로부터 서명을 생성합니다.
트레이드오프: XMSS 서명은 크기가 큽니다(ECDSA의 65바이트 대비 약 2,500바이트). 이로 인해 트랜잭션 비용이 더 비싸집니다. 또한 각 주소는 서명 용량이 제한되어 있어, N개의 서명을 생성한 후에는 트리 를 재생성해야 합니다. 이러한 상태 저장(Stateful) 특성은 세심한 키 관리를 요구합니다.
시장 입지: QRL은 비트코인이나 이더리움에 비해 트랜잭션 규모가 미미하여 니치 마켓에 머물러 있습니다. 그러나 이는 양자 내성 블록체인이 기술적으로 실현 가능하다는 것을 증명합니다. Q-Day가 다가옴에 따라, QRL은 검증된 대안으로서 주목받을 수 있습니다.
미래 전망: 양자 위협이 예상보다 빠르게 현실화될 경우, QRL의 선점 효과가 중요해질 것입니다. 이 프로토콜은 포스트 양자 서명을 사용한 수년간의 운영 경험을 보유하고 있습니다. 양자 안전 자산을 찾는 기관들은 "양자 보험"의 차원에서 QRL에 자산을 배분할 수도 있습니다.
STARKs: 양자 내성을 갖춘 영지식 증명
StarkWare의 STARK(Scalable Transparent Argument of Knowledge) 기술은 영지식 증명 아키텍처의 부수적 이점으로 양자 내성을 제공합니다. STARK는 쇼어의 알고리즘(Shor’s algorithm)에 취약한 타원 곡선 암호 대신 해시 함수와 다항식을 사용합니다.
STARK가 중요한 이유: 신뢰할 수 있는 설정(Trusted setup)이 필요하고 타원 곡선을 사용하는 SNARK와 달리, STARK는 투명하고(신뢰할 수 있는 설정 없음) 양자 내성을 갖추고 있습니다. 이는 확장 솔루션(StarkNet) 및 포스트 양자 마이그레이션에 이상적입니다.
현재 사용 현황: StarkNet은 이더리움 L2 확장을 위해 트랜잭션을 처리합니다. 양자 내성은 현재 주요 기능은 아니지만, 양자 위협이 커짐에 따라 가치 있는 속성으로 잠재되어 있습니다.
통합 경로: 이더리움은 전환 기간 동안 ECDSA와의 하위 호환성을 유지하면서 포스트 양자 보안을 위해 STARK 기반 서명을 통합할 수 있습니다. 이러한 하이브리드 접근 방식은 점진적인 마이그레이션을 가능하게 합니다.
과제: 압축 기술이 개선되고는 있지만, STARK 증명은 크기가 큽니다(수백 킬로바이트). 검증은 빠르지만 증명 생성에는 많은 계산 비용이 듭니다. 이러한 트레이드오프는 고빈도 애플리케이션의 처리량을 제한합니다.
전망: STARK는 직접적인 서명 방식이나 기존 주소 전환을 위한 래퍼(Wrapper)로서 이더리움의 포스트 양자 솔루션의 일부가 될 가능성이 높습니다. StarkWare의 실제 운영 실적과 이더리움과의 통합은 이 경로의 실현 가능성을 높여줍니다.
이더리움 재단의 200만 달러 연구 상금: 해시 기반 서명
이더리움 재단(Ethereum Foundation)은 2026년 1월 포스트 양자 암호를 "최우선 전략 과제"로 지정하고 실질적인 마이그레이션 솔루션을 위해 200만 달러의 연구 상금을 걸었습니다. 핵심 초점은 해시 기반 서명(SPHINCS+, XMSS)과 격자 기반 암호(Dilithium)입니다.
SPHINCS+: NIST에 의해 표준화된 상태 비저장(Stateless) 해시 기반 서명 방식입니다. XMSS와 달리 SPHINCS+는 상태 관리가 필요하지 않아 하나의 키로 무제한 메시지에 서명할 수 있습니다. 서명 크기는 더 크지만(약 16-40KB), 상태 비저장 특성 덕분에 통합이 간편합니다.
Dilithium: 해시 기반 대안보다 작은 서명 크기(약 2.5KB)와 빠른 검증을 제공하는 격자 기반 서명 방식입니다. 보안은 양자 컴퓨터로도 해결하기 어렵다고 믿어지는 격자 문제(Lattice problems)에 기반합니다.
이더리움의 과제: 이더리움을 마이그레이션하려면 과거 트랜잭션에서 노출된 공개 키 문제를 해결하고, 전환 중 하위 호환성을 유지하며, L2 경제성을 해치지 않도록 서명 크기 팽창을 최소화해야 합니다.
연구 우선순위: 200만 달러의 상금은 실질적인 마이그레이션 경로를 목표로 합니다. 즉, 네트워크를 어떻게 포크할지, 주소 형식을 어떻게 전환할지, 기존 키를 어떻게 처리할지, 그리고 수년간의 전환 기간 동안 보안을 어떻게 유지할지에 대한 연구입니다.
일정: 이더리움 개발자들은 연구에서 실제 배포까지 3~5년이 걸릴 것으로 예상합니다. 이는 Q-Day가 그보다 빠르지 않다는 가정하에, 2029년에서 2031년 사이에 메인넷 포스트 양자 활성화가 이루어질 것임을 시사합니다.
비트코인 BIP : 양자 내성 마이그레이션에 대한 보수적 접근
양자 내성 암호를 논의하는 비트코인 개선 제안 (BIP)이 초안 단계에 존재하지만, 합의 형성 속도는 느립니다. 비트코인의 보수적인 문화는 검증되지 않은 암호화 기술에 저항하며, 이미 충분히 검증된 솔루션을 선호합니다.
가능성 높은 접근 방식 : 보수적인 보안 프로필로 인해 해시 기반 서명 (SPHINCS+)이 채택될 가능성이 높습니다. 비트코인은 효율성보다 보안을 우선시하므로, 낮은 리스크를 위해 더 큰 서명 크기를 수용할 것입니다.
탭루트 (Taproot) 통합 : 비트코인의 탭루트 업그레이드는 하드 포크 없이도 양자 내성 서명을 수용할 수 있는 스크립트 유연성을 제공합니다. 탭루트 스크립트에는 ECDSA와 함께 양자 내성 서명 검증을 포함할 수 있어, 선택적인 마이그레이션이 가능해집니다.
과제 : 노출된 주소에 있는 665만 BTC가 문제입니다. 비트코인은 강제 마이그레이션 (분실된 코인 소각), 자발적 마이그레이션 (양자 탈취 위험), 또는 손실을 감수하는 하이브리드 접근 방식 중 하나를 결정해야 합니다.
일정 : 비트코인은 이더리움보다 느리게 움직입니다. 20262027년에 BIP 합의에 도달하더라도 메인넷 활성화는 20322035년까지 걸릴 수 있습니다. 이 일정은 Q-Day (양자 컴퓨터가 암호를 해독하는 날)가 임박하지 않았다는 가정하에 세워진 것입니다.
** 커뮤니티 분열** : 일부 비트코인 맥시멀리스트들은 양자 위협을 먼 미래의 일로 치부하며 긴급성을 부정합니다. 반면 다른 이들은 즉각적인 조치를 주장합니다. 이러한 긴장이 합의 형성을 늦추고 있습 니다.
Quantum1 : 네이티브 양자 내성 스마트 컨트랙트 플랫폼
Quantum1 (새롭게 등장하는 프로젝트의 가상 사례)은 탄생부터 양자 내성을 갖추도록 설계된 새로운 블록체인 물결을 대표합니다. 단순 결제 기능만 있는 QRL과 달리, 이 플랫폼들은 양자 내성 보안을 갖춘 스마트 컨트랙트 기능을 제공합니다.
아키텍처 : 격자 기반 서명 (Dilithium), 해시 기반 커밋먼트, 영지식 증명을 결합하여 프라이버시가 보호되는 양자 내성 스마트 컨트랙트를 구현합니다.
가치 제안 : 10년 이상의 장기적인 애플리케이션을 구축하는 개발자들은 나중에 개조된 체인보다 네이티브 양자 내성 플랫폼을 선호할 수 있습니다. 2030년에 마이그레이션해야 할 것을 알면서 굳이 지금 이더리움 위에 구축할 이유가 없기 때문입니다.
과제 : 네트워크 효과는 기존 체인에 유리하게 작용합니다. 비트코인과 이더리움은 유동성, 사용자, 개발자 및 애플리케이션을 이미 보유하고 있습니다. 새로운 체인은 기술적 우수성과 관계없이 견인력을 얻는 데 어려움을 겪습니다.
잠재적 촉매제 : 주요 체인에 대한 양자 공격이 발생하면 양자 내성 대안으로의 엑소더스가 일어날 것입니다. Quantum1과 같은 프로젝트는 기존 체인의 실패에 대비한 보험 정책과 같습니 다.
코인베이스 자문 위원회 : 기관 간 협력
코인베이스의 양자 내성 자문 위원회 구성은 양자 대비에 대한 기관들의 관심을 시사합니다. 수탁자 책임이 있는 상장 기업으로서 코인베이스는 고객 자산에 대한 위험을 무시할 수 없습니다.
자문 위원회 역할 : 양자 위협 평가, 마이그레이션 전략 권고, 프로토콜 개발자와의 협력, 그리고 코인베이스 인프라가 양자 내성 전환을 준비할 수 있도록 보장합니다.
기관 영향력 : 코인베이스는 수십억 달러 상당의 고객 암호화폐를 보유하고 있습니다. 코인베이스가 특정 양자 내성 표준을 지지한다면 그 영향력은 막대합니다. 거래소의 참여는 채택을 가속화합니다. 거래소가 양자 내성 주소만 지원하게 되면 사용자는 더 빠르게 마이그레이션할 것입니다.
일정 압박 : 코인베이스의 공개적인 참여는 기관들이 예상하는 일정이 커뮤니티의 담론보다 짧을 수 있음을 시사합니다. 상장 기업은 30년 뒤의 리스크를 위해 자문 위원회를 구성하지 않습니다.
리더십을 선점하려는 8가지 프로젝트
경쟁 구도를 요약하면 다음과 같습니다 :
- QRL : 퍼스트 무버, 실제 운영 중인 XMSS 구현, 틈새 시장 확보
- StarkWare / StarkNet : STARK 기반 양자 내성, 이더리움 통합
- 이더리움 재단 : 200만 달러 연구 상금, SPHINCS+ / Dilithium 집중 연구
- 비트코인 코어 : BIP 제안, 탭루트 기반 선택적 마이그레이션
- Quantum1형 플랫폼 : 네이티브 양자 내성 스마트 컨트랙트 체인
- Algorand : 향후 업그레이드를 위한 양자 내성 암호화 탐구
- Cardano : 격자 기반 암호화 통합 연구
- IOTA : 탱글 (Tangle) 아키텍처 내 양자 내성 해시 함수 사용
각 프로젝트는 보안 vs 효율성, 하위 호환성 vs 백지 상태 개발, NIST 표준 vs 실험적 알고리즘 등 서로 다른 트레이드오프를 최적화하고 있습니다.
개발자와 투자자에게 주는 의미
개발자 대상 : 10년 이상의 수명을 가진 애플리케이션을 구축한다면 양자 내성 마이그레이션을 고려해야 합니다. 이더리움 기반 애플리케이션도 결국 양자 내성 주소 형식을 지원해야 할 것입니다. 지금 계획을 세우면 나중에 기술 부채를 줄일 수 있습니다.
투자자 대상 : 양자 내성 체인과 기존 체인에 분산 투자함으로써 양자 리스크를 헤징할 수 있습니다. QRL과 같은 프로젝트는 투기적일 수 있지만, 양자 위협이 예상보다 빨리 현실화될 경우 비대칭적인 수익 기회를 제공합니다.
기관 대상 : 양자 내성 대비는 투기가 아니라 리스크 관리입니다. 고객 자산을 보유한 수탁 기관은 마이그레이션 전략을 수립하고, 프로토콜 개발자와 협력하며, 인프라가 양자 내성 서명을 지원하는지 확인해야 합니다.
프로토콜 대상 : 마이그레이션을 위한 골든타임이 지나가고 있습니다. 2026년에 양자 내성 연구를 시작하는 프로젝트는 20292031년이 되어서야 배포할 수 있을 것입니다. 만약 2035년에 Q-Day가 도래한다면, 양자 내성 보안을 갖춘 기간은 510년에 불과하게 됩니다. 늦게 시작하면 시간이 부족해질 위험이 있습니다.