블록체인 프라이버시 기술 지형 탐색: FHE, ZK 및 TEE
2025년 6월, Zama가 10억 달러 이상의 기업 가치를 인정받으며 최초의 완전 동형 암호 (FHE) 유니콘 기업이 되었을 때, 이는 단순히 한 기업의 성공 이상의 의미를 시사했습니다. 블록체인 업계는 마침내 프라이버시가 선택 사항이 아닌 인프라라는 근본적인 진실을 받아들였습니다.
하지만 개발자들이 마주한 불편한 현실은 단 하나의 '최고의' 프라이버시 기술은 없다는 것입니다. 완전 동형 암호 (FHE), 영지식 증명 (ZK), 그리고 신뢰 실행 환경 (TEE)은 각각 서로 다른 트레이드오프를 통해 각기 다른 문제를 해결합니다. 잘못된 선택은 단지 성능에만 영향을 미치는 것이 아니라, 구축하려는 시스템의 근간을 근본적으로 위협할 수 있습니다.
이 가이드에서는 각 기술을 언제 사용해야 하는지, 실제로 무엇을 희생해야 하는지, 그리고 왜 미래에는 이 세 가지 기술이 함께 작동할 가능성이 높은지에 대해 자세히 설명합니다.
2026년 프라이버시 기술 지형
블록체인 프라이버시 시장은 틈새 시장의 실험 단계에서 본격적인 인프라 단계로 진화했습 니다. ZK 기반 롤업은 현재 280억 달러 이상의 총 예치 자산 (TVL)을 보호하고 있습니다. 영지식 고객 신원 확인 (ZK-KYC) 시장만 하더라도 2025년 8,360만 달러에서 2032년 9억 350만 달러로 성장하여 연평균 성장률 (CAGR) 40.5%를 기록할 것으로 예상됩니다.
하지만 시장 규모만으로는 기술을 선택하는 데 도움이 되지 않습니다. 각 접근 방식이 실제로 무엇을 하는지 이해하는 것이 시작점입니다.
영지식 증명: 공개 없이 증명하기
영지식 증명 (ZK Proofs)은 한 당사자가 내용 자체에 대한 어떠한 정보도 공개하지 않고 해당 진술이 사실임을 증명할 수 있게 해줍니다. 생년월일을 밝히지 않고도 18세 이상임을 증명하거나, 거래 금액을 노출하지 않고도 거래가 유효함을 증명할 수 있습니다.
작동 방식: 증명자 (Prover)는 계산이 올바르게 수행되었다는 암호학적 증명을 생성합니다. 검증자 (Verifier)는 계산을 재실행하거나 원본 데이터를 보지 않고도 이 증명을 신속하게 확인할 수 있습니다.
한계점: ZK는 이미 보유하고 있는 데이터에 대해 무언가를 증명하는 데 탁월합니다. 하지만 '공유 상태 (Shared State)'를 다루는 데는 어려움이 있습니다. 추가적인 인프라 없이는 자신의 잔액이 거래에 충분하다는 것은 증명할 수 있지만, "체인 전체에서 몇 건의 사기 사례가 발생했는가?" 또는 "누가 이 비공개 입찰 경매에서 낙찰되었는가?"와 같은 질문에는 답하기 어렵습니다.
주요 프로젝트: Aztec은 사용자가 거래 공개 여부를 선택할 수 있는 하이브리드 공개/비공개 스마트 컨트랙트를 가능하게 합니다. zkSync는 주로 기업 전용 'Prividiums'를 통한 확장성과 허가형 프라이버시에 집중합니다. Railgun과 Nocturne은 익명 거래 풀 (Shielded transaction pools)을 제공합니다.
완전 동형 암호: 암호화된 데이터 상에서의 연산
FHE는 데이터를 복호화하지 않고도 암호화된 상태 그대로 계산할 수 있기 때문에 종종 암호학의 '성배'라고 불립니다. 데이터는 처리 중에도 암호화된 상태를 유지하며, 결과 또한 암호화된 상태로 남습니다. 오직 승인된 당사자만이 결과물을 복호화할 수 있습니다.
작동 방식: 수학적 연산이 암호문 (Ciphertext) 상에서 직접 수행됩니다. 암호화된 값들에 대한 덧셈과 곱셈은 암호화된 결과물을 생성하며, 이를 복호화하면 평문 (Plaintext) 상태에서 연산한 결과와 일치하게 됩니다.
한계점: 계산 오버헤드가 매우 큽니다. 최근의 최적화에도 불구하고, Inco Network의 FHE 기반 스마트 컨트랙트는 하드웨어에 따라 10-30 TPS 정도의 성능을 보입니다. 이는 평문 실행 방식보다 수만 배 느린 속도입니다.
주요 프로젝트: Zama는 FHEVM (완전 동형 EVM)을 통해 기초 인 프라를 제공합니다. Fhenix는 Zama의 기술을 사용하여 애플리케이션 계층 솔루션을 구축하며, Arbitrum에 CoFHE 코프로세서를 배포하여 경쟁 방식보다 최대 50배 빠른 복호화 속도를 구현했습니다.
신뢰 실행 환경: 하드웨어 기반의 격리
TEE는 프로세서 내부에 연산이 독립적으로 수행되는 보안 엔클레이브 (Enclave)를 생성합니다. 엔클레이브 내부의 데이터는 더 넓은 시스템이 침해되더라도 보호된 상태를 유지합니다. 암호학적 접근 방식과 달리, TEE는 수학적 복잡성이 아닌 하드웨어에 의존합니다.
작동 방식: 특수 하드웨어 (Intel SGX, AMD SEV)가 격리된 메모리 영역을 생성합니다. 엔클레이브 내부의 코드와 데이터는 암호화되어 운영 체제, 하이퍼바이저 또는 다른 프로세스가 접근할 수 없으며, 루트 권한이 있더라도 접근이 불가능합니다.
한계점: 하드웨어 제조사를 신뢰해야 합니다. 단 하나의 엔클레이브라도 침해되면 노드 참여 수와 관계없이 평문이 유출될 수 있습니다. 2022년에는 심각한 SGX 취약점으로 인해 Secret Network 전체에서 조정된 키 업데이트가 필요했으며, 이는 하드웨어 의존적 보안의 운영적 복잡성을 보여주었습니다.
주요 프로젝트: Secret Network는 Intel SGX를 사용하여 비공개 스마트 컨트랙트를 개척했습니다. Oasis Network의 Sapphire는 프로덕션 환경의 첫 번째 기밀 EVM으로, 최대 10,000 TPS를 처리합니다. Phala Network는 기밀 AI 워크로드를 위해 1,000개 이상의 TEE 노드를 운영합니다.
트레이드오프 매트릭스: 성능, 보안, 그리고 신뢰
근본적인 트레이드오프를 이해하면 사용 사례에 맞는 적절한 기술을 선택하는 데 도움이 됩니다.
성능
| 기술 | 처리량 | 지연 시간 | 비용 |
|---|---|---|---|
| TEE | 네이티브 수준 (10,000+ TPS) | 낮음 | 낮은 운영 비용 |
| ZK | 보통 (구현에 따라 다름) | 높음 (증명 생성 시) | 중간 |
| FHE | 낮음 (현재 10-30 TPS) | 높음 | 매우 높은 운영 비용 |
TEE는 본질적으로 보호된 메모리에서 네이티브 코드를 실행하기 때문에 순수 성능 면에서 압도적입니다. ZK는 증명 생성 오버헤드가 발생하지만 검증 속도는 빠릅니다. FHE는 현재 실질적인 처리량을 제한하는 집중적인 계산을 요구합니다.