본문으로 건너뛰기

블록체인의 양자 내성 보안: NIST의 양자 내성 표준이 2026년 암호화 보안을 어떻게 재편하는가

· 약 9 분
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

모든 블록체인의 모든 개인 키는 시한폭탄과 같습니다. 이르면 2028년경 결함 허용 (fault-tolerant) 양자 컴퓨터가 등장하면, 쇼어 알고리즘 (Shor's algorithm) 은 3조 달러 규모의 디지털 자산을 보호하는 타원 곡선 암호를 단 몇 분 만에 해독할 것입니다. 이 폭탄을 해체하기 위한 경쟁은 더 이상 이론에 그치지 않습니다. NIST (미국 국립표준기술연구소) 는 2024년 8월 첫 번째 양자 내성 암호 (Post-Quantum Cryptography, PQC) 표준을 확정했으며, 2026년 블록체인 업계는 마침내 이러한 표준을 학술 논문에서 실제 프로덕션 코드로 옮기고 있습니다.

양자 컴퓨터가 없어도 위협은 이미 시작되었습니다​

시가총액 기준 상위 26개 블록체인 프로토콜 중 24개는 ECDSA 및 Ed25519와 같이 양자 공격에 취약한 서명 방식에 전적으로 의존하고 있습니다. 비트코인 (Bitcoin), 이더리움 (Ethereum), 솔라나 (Solana) 및 현재 운영 중인 거의 모든 DeFi 프로토콜은 양자 하드웨어가 약 4,000 개의 논리적 큐비트 (logical qubits) 규모로 확장될 경우 쇼어 알고리즘에 의해 뚫릴 수 있는 암호 기술을 사용하고 있습니다.

하지만 위험은 미래의 특정 시점인 "Q-Day" 에만 국한되지 않습니다. 정보 기관과 정교한 공격자들은 이미 "지금 수집하고 나중에 해독하라" (Harvest Now, Decrypt Later, HNDL) 캠페인을 실행하고 있습니다. 즉, 현재의 암호화된 블록체인 데이터를 가로채서 비축해 두었다가, 해독 가능한 양자 컴퓨터가 등장하기를 기다리는 것입니다. 2025년 2월 연방준비제도 (Federal Reserve) 의 연구 보고서는 HNDL을 온체인 결제 시스템을 포함한 금융 인프라에 대한 시스템적 리스크로 지목했습니다.

충돌 코스는 극명합니다. 탈중앙화 네트워크의 현실적인 마이그레이션 일정은 5 ~ 15년이 소요되지만, secp256k1을 뚫을 수 있는 결함 허용 양자 컴퓨터는 2028년에서 2033년 사이에 등장할 수 있습니다. 대응할 수 있는 골든타임이 줄어들고 있습니다.

NIST의 PQC 표준: 마이그레이션을 위한 토대​

2024년 8월, NIST는 양자 전환의 중추 역할을 하는 세 가지 최종 연방 정보 처리 표준 (FIPS) 을 발표했습니다.

  • FIPS 203 (ML-KEM): CRYSTALS-Kyber를 기반으로 하는 이 모듈 격자 기반 키 캡슐화 메커니즘 (Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism) 은 일반적인 암호화를 위한 기본 표준입니다. 상대적으로 콤팩트한 암호문 크기로 양자 공격으로부터 키 교환을 보호합니다.

  • FIPS 204 (ML-DSA): CRYSTALS-Dilithium을 기반으로 하는 이 모듈 격자 기반 디지털 서명 알고리즘 (Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm) 은 기존의 서명 방식을 대체합니다. 2 ~ 5 KB 크기의 서명과 빠른 검증 속도를 갖추고 있어 코드 서명, 인증서 및 블록체인 트랜잭션을 위해 특별히 설계되었습니다.

  • FIPS 205 (SLH-DSA): SPHINCS+를 기반으로 하는 이 스테이트리스 해시 기반 디지털 서명 알고리즘 (Stateless Hash-Based Digital Signature Algorithm) 은 격자 가설 (lattice assumptions) 이 필요 없는, 순수하게 해시 함수 보안에만 의존하는 보수적인 대안을 제공합니다.

2025년 3월, NIST는 네 번째 표준화 알고리즘으로 HQC (Hamming Quasi-Cyclic) 를 선택하여, 격자 이외의 암호학적 가설로 다양화된 키 캡슐화용 코드 기반 백업을 제공하게 되었습니다.

이러한 표준들은 블록체인 개발자들에게 구축의 토대가 될 구체적이고 피어 리뷰 (peer-review) 된 기반을 제공합니다. 이제 질문은 어떤 알고리즘을 쓸 것인가 가 아니라 얼마나 빨리 배포할 수 있는가 입니다.

솔라나 (Solana), 테스트넷 전환을 주도하다​

솔라나는 양자 내성 블록체인 마이그레이션에서 가장 공격적인 행보를 보이며 두 가지 트랙 전략을 추진하고 있습니다.

트랙 1: 윈터니츠 볼트 (Winternitz Vault, 2025년 1월 가동)

솔라나의 윈터니츠 볼트는 해시 기반 일회용 서명을 사용하는 선택적 지갑 기능을 도입했습니다. 이 볼트는 잘린 Keccak256 해시를 사용하여 마스터 개인 키로부터 각 트랜잭션에 대한 고유 서명 키를 파생하며, 224 비트의 역상 저항성 (preimage resistance) 을 제공합니다. 이는 양자 공격 시 해시 함수의 유효 보안성을 절반으로 줄이는 그로버 알고리즘 (Grover's algorithm) 에 대응하기에 충분한 수치입니다.

트레이드오프는 사용성입니다. 각 키는 한 번만 서명할 수 있으므로, 매 트랜잭션 후에는 새로운 볼트 주소가 필요합니다. 이는 일상적인 지출보다는 고가치 자산의 콜드 스토리지를 위한 실용적인 임시 방편입니다.

트랙 2: CRYSTALS-Dilithium 테스트넷 (2025년 12월)

더 중요한 발전은 2025년 12월 16일, 솔라나 재단이 보안 기업 프로젝트 일레븐 (Project Eleven) 과 협력하여 모든 Ed25519 서명을 CRYSTALS-Dilithium으로 대체한 공개 테스트넷을 출시했을 때 이루어졌습니다. 결과는 고무적이었습니다. 테스트넷은 초당 약 3,000 건의 트랜잭션 (3,000 TPS) 을 유지했으며, 이는 훨씬 커진 키와 서명 크기에도 불구하고 메인넷의 처리량과 일치하는 수준입니다.

팬텀 (Phantom) 과 렛저 (Ledger) 개발자 빌드는 이제 고가치 지갑을 위해 이중 키 쌍 (Ed25519 및 Dilithium) 을 지원하며, 검증인들은 메인넷 베타에서 옵트인 (opt-in) 방식으로 참여하기 시작할 것입니다. 특히 점프 크립토 (Jump Crypto) 의 대안 검증인 클라이언트인 파이어댄서 (Firedancer) 는 2026년 출시 시점에 이미 여러 서명 백엔드를 지원하여 즉시 양자 마이그레이션이 가능한 상태로 제공됩니다.

이더리움 (Ethereum) 의 4개년 양자 내성 로드맵​

비탈릭 부테린 (Vitalik Buterin) 은 이더리움 재단이 전담 PQC 연구팀을 구성한 직후인 2026년 2월에 이더리움의 양자 내성 전략을 발표했습니다. 로드맵은 네 가지 취약 계층을 식별합니다.

  1. 검증인 서명 (BLS12-381, 양자에 의해 뚫림)
  2. 데이터 저장 (취약한 곡선을 사용하는 커밋먼트)
  3. 사용자 계정 서명 (ECDSA, 가장 광범위한 노출)
  4. 영지식 증명 (많은 ZK 방식이 양자에 취약한 가설에 의존함)

핵심 제안은 EIP-8141 로, 계정이 새로운 주소를 생성할 필요 없이 양자 내성 방식을 포함한 서명 유형을 전환할 수 있도록 합니다. 이는 이더리움의 하위 호환성에 매우 중요합니다. 기존 주소를 참조하는 스마트 컨트랙트에 잠긴 수십억 달러의 자산은 단순히 새로운 키 쌍으로 옮겨갈 수 없기 때문입니다.

그러나 가스 비용 문제가 상당합니다. 현재 이더리움에서 ECDSA 서명 검증 비용은 약 3,000 가스입니다. 양자 내성 대안은 약 200,000 가스 가 소요될 수 있으며, 이는 66 배 증가한 수치입니다. 부테린의 해결책은 EIP-8141 내에 "검증 프레임 (validation frames)" 을 도입하여, 네트워크가 여러 양자 내성 서명과 증명을 하나의 결합된 증명으로 묶어 계산 오버헤드를 분산시키는 것입니다.

이 로드맵은 2026년 1월에 발표된 이더리움 재단의 실험적 개발 계획인 스트로맵 (Strawmap) 에 포함되어 있습니다. 이 계획은 2029년까지 약 7번의 하드 포크를 거치며, 2030년 이전에 완전한 양자 내성 확보를 목표로 하고 있습니다.

01 Quantum의 레이어 1 마이그레이션 툴킷​

솔라나와 이더리움이 체인별 솔루션을 구축하는 동안, 01 Quantum은 크로스체인 과제에 도전하고 있습니다. 2026년 3월 말까지 출시될 예정인 그들의 **양자 내성 레이어 1 마이그레이션 툴킷 (Quantum-Resistant Layer 1 Migration Toolkit)**은 이더리움, 솔라나, 하이퍼리퀴드 (Hyperliquid) 및 주요 스테이블코인을 포함한 스마트 컨트랙트 기반 블록체인이 기존 인프라를 중단하지 않고 양자 내성 보안으로 전환할 수 있는 단계별 운영 준비 프레임워크를 제공합니다.

이 툴킷의 핵심 혁신은 다음과 같습니다:

  • 양자 암호 래퍼 (Quantum Crypto Wrapper, QCW): 기존 암호화 작업을 양자 내성 대안으로 감싸는 추상화 계층으로, 하드 포크 없이 점진적인 마이그레이션을 가능하게 합니다.

  • 양자 디파이 래퍼 (Quantum DeFi Wrapper, QDW): 양자 내성을 DeFi 프로토콜 상호작용으로 확장하며, 양자 취약 암호화 작업이 시도될 경우 거래를 탐지하고 중지할 수 있는 "PQC 회로 차단기 (PQC Circuit Breaker)"를 포함합니다.

  • 영지식 통합: 전환 과정에서 프라이버시 보장을 유지하기 위해 포스트 양자 암호화 (PQC)를 영지식 증명 (ZK proofs)과 결합합니다.

2026년 2월 6일 하이퍼리퀴드에서 발행된 01 Quantum의 $qONE 생태계 토큰은 실제 운영 환경에 배포된 최초의 양자 내성 보안 토큰 중 하나입니다.

엔지니어링의 현실: 마이그레이션이 보이는 것보다 어려운 이유​

포스트 양자 암호화로의 이동은 단순한 알고리즘 교체가 아닙니다. 여러 구조적 과제로 인해 블록체인 마이그레이션은 특히 어렵습니다:

서명 크기 폭증: CRYSTALS-Dilithium 서명은 약 2.4 KB로, ECDSA의 64 바이트와 비교해 약 37배 증가합니다. 모든 트랜잭션에 서명이 포함되고 블록 공간이 부족한 블록체인에서는 이것이 처리량, 저장 비용 및 네트워크 대역폭에 직접적인 영향을 미칩니다.

상태 마이그레이션: 수십억 달러가 특정 공개 키를 참조하는 스마트 컨트랙트, 멀티시그 지갑, 타임락 주소에 묶여 있습니다. 이를 마이그레이션하려면 사용자의 자발적인 조치 (많은 키가 분실되거나 휴면 상태이므로 위험함) 또는 프로토콜 수준의 강제 마이그레이션 (거버넌스의 악몽)이 필요합니다.

크로스체인 복잡성: 브리지, 오라클, 크로스체인 메시징 프로토콜은 모두 고전적 암호화에 의존합니다. 크로스체인 트랜잭션 경로의 단일 양자 취약 링크가 전체 흐름을 위험에 빠뜨립니다.

거버넌스 오버헤드: 모든 하드 포크에는 커뮤니티 합의가 필요합니다. 이해관계자들의 이해관계가 엇갈리는 탈중앙화된 거버넌스 구조에서 양자 마이그레이션을 조정하는 것은 현실적인 일정에 수년을 더하게 됩니다.

빌더들이 지금 해야 할 일​

포스트 양자 전환은 2030년의 문제가 아닙니다. 이는 2030년까지 완전히 해결하기 위해 2026년부터 시작해야 하는 문제입니다. 프로토콜 개발자와 인프라 제공업체가 오늘날 우선순위에 두어야 할 사항은 다음과 같습니다:

  • 암호화 의존성 감사: 스택의 모든 서명 체계, 키 교환 및 해시 기능을 파악하십시오. 어떤 것이 양자 취약한지 식별하십시오.

  • 하이브리드 서명 구현: 한 체계가 무너지더라도 보안이 유지되도록 이중 서명 체계 (고전 암호 + PQC)를 배포하십시오. 솔라나의 Dilithium 테스트넷이 참조 구현을 제공합니다.

  • 서명 크기 계획: 처리량을 저하시키지 않고 더 큰 포스트 양자 서명을 수용할 수 있도록 데이터 가용성 계층, 압축 및 배칭 (batching)을 최적화하십시오.

  • NIST의 4차 후보 모니터링: HQC 표준화 및 향후 추가될 가능성이 있는 후보들은 암호학적 다양성을 제공합니다. 격자 기반 (lattice-based) 체계에만 전적으로 의존하지 마십시오.

  • 운영급 툴킷으로 테스트: 01 Quantum의 마이그레이션 툴킷과 솔라나의 테스트넷은 오늘부터 통합 테스트를 시작할 수 있는 실제 인프라를 제공합니다.

시간이 흐르고 있습니다​

포스트 양자 마이그레이션은 탈중앙화 시스템 역사상 가장 큰 규모의 통합 암호화 업그레이드입니다. 전통적인 소프트웨어 패치와 달리, 블록체인 마이그레이션은 수천 명의 독립적인 운영자 간의 합의, 수십억 달러의 잠긴 자본, 그리고 다시는 활발하게 관리되지 않을 수도 있는 주소와의 하위 호환성을 필요로 합니다.

NIST는 표준을 제공했습니다. 솔라나는 대규모 테스트를 진행 중입니다. 이더리움은 로드맵을 가지고 있습니다. 툴킷 제공업체들은 크로스체인 솔루션을 구축하고 있습니다. 남은 조각은 더 넓은 생태계의 긴박함입니다. 지연되는 매달은 미래의 양자 컴퓨터가 해독할 수 있는 수집된 데이터가 쌓이는 또 다른 달입니다.

조기에 마이그레이션하는 블록체인은 기다릴 여유가 없는 산업의 신뢰와 자본을 물려받게 될 것입니다.

BlockEden.xyz는 이더리움, 솔라나, Sui, Aptos 및 20개 이상의 다른 체인을 지원하는 기업급 블록체인 API 인프라를 제공합니다. 포스트 양자 표준이 인프라 계층을 재편함에 따라, 당사의 노드 서비스는 암호학적 최전선과 함께 발전하도록 설계되었습니다. 당사의 API 마켓플레이스 탐색을 통해 다음 세대를 준비하는 인프라를 구축하십시오.

Share on Twitter