양자 컴퓨터는 암호화폐에만 위협이 될까

보일 듯 안보이는 양자컴퓨터

얼마 전 구글이 발표한 양자 칩 윌로우(Willow)의 성과를 발표하자 양자 컴퓨터와 관련 주가와 암호화폐의 가격이 들썩이는 일이 있었다. 전문가들은 양자 컴퓨터의 등장은 축복이자 곧 재앙이 될 수도 있다고 말한다. 기존 암호화 기술을 무력화시키기 때문이다.

양자컴퓨터의 등장으로 비트코인의 종말 이야기까지 나오고 있지만 과연 비트코인 같은 암호화폐에만 위협이 될까? 기존 은행의 보안은 안전한가? 이 글에서는 양자 컴퓨터의 등장에 따른 암호화폐와 은행의 보안에 관해 다뤄보았다. 암호화폐와 양자컴퓨터 관련주, 은행주를 매매할 계획이라면 한 번쯤 읽어보는 것이 좋다.

양자 컴퓨터가 보안에 미치는 영향

암호화폐와 은행 시스템의 보안은 각각 다른 종류의 위협에 노출되어 있으며, 양자 컴퓨터나 다른 고급 공격 기술에 대해 각각 다른 방식으로 취약할 수 있다. 즉, 암호화폐와 은행 시스템은 각기 다른 방식으로 공격받을 수 있으며, 양자 컴퓨터와 같은 새로운 기술은 이러한 공격을 더욱 용이하게 만들 수 있다.

하지만 암호화폐와 은행 시스템의 보안을 비교했을 때, 어느 쪽이 더 쉽게 뚫릴지는 여러 요소에 따라 다르다. 아래에서 두 시스템의 보안을 살펴보고, 양자 컴퓨터를 포함한 보안 위협에 대한 취약성을 비교해보자.

1. 암호화폐 시스템의 보안

암호화폐 시스템은 주로 블록체인 기술을 기반으로 하며, 보안은 분산화된 네트워크와 암호화 알고리즘에 의존한다. 블록체인은 모든 거래 내역을 여러 컴퓨터에 분산 저장하는 기술이며, 암호화 알고리즘은 데이터를 암호화하여 보호하는 기술이다. 주요 보안 요소는 다음과 같다:

• 블록체인: 트랜잭션이 검증되고 기록되는 블록체인 시스템은 분산 네트워크에서 작동하므로, 이를 해킹하려면 네트워크의 상당 부분을 제어해야 한다. 여러 컴퓨터에 정보가 분산되어 저장되기 때문에 해킹이 어렵다.
• 작업 증명 (PoW) / 지분 증명 (PoS): 비트코인과 같은 암호화폐는 PoW(Proof of Work, 작업 증명) 또는 PoS(Proof of Stake, 지분 증명) 방식을 사용하여, 계산 능력이나 자산을 기반으로 트랜잭션을 검증한다. PoW는 복잡한 수학 문제를 풀어 트랜잭션을 검증하는 방식이고, PoS는 암호화폐 보유량에 비례하여 트랜잭션 검증 권한을 부여하는 방식이다. 이 방식들은 매우 안전하지만, 51% 공격(네트워크의 과반수를 장악하는 공격)과 같은 위협에 취약할 수 있다.
• 암호화: 암호화폐에서 중요한 트랜잭션 서명은 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm, 타원 곡선 디지털 서명 알고리즘)와 같은 고급 암호화 알고리즘을 사용한다. 이는 비대칭키 방식이다. 즉, 암호화할 때는 공개키를 사용하고, 복호화할 때는 개인키를 사용한다. 그러나 양자 컴퓨터가 발전하면, ECDSA와 같은 비대칭 암호화가 취약해질 가능성이 있다. 암호화에는 크게 대칭키 방식과 비대칭키 방식이 있다. 대칭키 방식은 암호화와 복호화에 같은 키를 사용하는 방식이고, 비대칭키 방식은 암호화와 복호화에 각각 다른 키를 사용하는 방식이다. 비대칭키 방식은 양자 컴퓨터에 의해 공격받기 쉬운 것으로 알려져 있다.
• 핫 월렛/콜드 월렛: 암호화폐의 보안은 핫 월렛(인터넷 연결)과 콜드 월렛(오프라인)에서 보관하는 방법에 따라 차이가 있다. 핫 월렛은 인터넷에 연결된 상태에서 암호화폐를 보관하는 방식이고, 콜드 월렛은 인터넷에 연결되지 않은 상태에서 암호화폐를 보관하는 방식이다. 핫 월렛은 해킹에 더 취약하지만, 콜드 월렛은 비교적 안전하다.

2. 은행 시스템의 보안

은행 시스템은 중앙화된 방식으로 운영되며, 많은 규제와 보안 표준에 따라 관리된다. 즉, 모든 거래 내역이 중앙 서버에 저장되고 관리된다. 주요 보안 요소는 다음과 같다:

• 암호화: 은행 시스템은 AES(Advanced Encryption Standard, 고급 암호화 표준)와 RSA(Rivest-Shamir-Adleman, 개발자 이름을 딴 암호화 알고리즘) 같은 암호화 알고리즘을 사용하여 트랜잭션과 데이터를 보호한다. AES는 대칭키 방식이고, RSA는 비대칭키 방식이다. 즉, AES는 암호화와 복호화에 같은 키를 사용하고, RSA는 암호화와 복호화에 각각 다른 키를 사용한다. 그러나 양자 컴퓨터의 등장으로 RSA나 ECC(Elliptic Curve Cryptography, 타원 곡선 암호) 같은 공개키 암호화 방식이 취약해질 수 있다.
• 다중 인증: 은행은 2FA(Two-Factor Authentication, 이중 인증) 또는 생체 인증 등 강력한 인증 방식으로 계좌 보안을 강화한다. 2FA는 비밀번호 외에 추가 인증 수단(예: OTP)을 요구하는 방식이고, 생체 인증은 지문이나 홍채 등 생체 정보를 사용하여 인증하는 방식이다. 이는 고급 공격으로부터 어느 정도 보호할 수 있다.
• 규제 및 감사: 은행은 정부 규제와 내부 감사를 통해 보안 수준을 유지하고 있다. 정부는 은행의 보안 기준을 마련하고 감독하며, 은행은 자체적으로 보안 시스템을 점검하고 개선한다. 그러나 중앙화된 특성으로 인해 단일 실패점(single point of failure, 시스템의 한 부분에 문제가 생기면 전체 시스템이 마비되는 지점)이 존재할 수 있다. 예를 들어, 은행 서버가 해킹당하면 전체 시스템이 위험에 처할 수 있다.
• 해킹과 내부자 위협: 은행 시스템은 해킹뿐만 아니라 내부자 공격에도 취약할 수 있다. 해킹은 외부에서 시스템에 침입하는 공격이고, 내부자 공격은 은행 직원 등 내부 관계자에 의한 공격이다. 그러나 보안 팀과 규제의 존재로 인해 이러한 위험은 상당히 관리되고 있다.

3. 양자 컴퓨터의 위협

양자 컴퓨터가 발전하면 Shor의 알고리즘을 이용하여 현재 널리 사용되는 RSA와 ECC와 같은 공개키 암호화 시스템을 쉽게 풀 수 있게 된다. 이는 은행 시스템과 암호화폐 시스템 모두에 큰 위협이 될 수 있다. 하지만 두 시스템은 각기 다른 구조와 보안 메커니즘을 가지고 있기 때문에 양자 컴퓨터 공격에 대한 취약성도 다르게 나타난다.

암호화폐:

• 취약점: 암호화폐는 거래의 서명과 검증에 공개키 암호화를 사용한다. 양자 컴퓨터가 이를 깨뜨리면 자금 탈취, 이중 지불과 같은 공격이 가능해진다. 또한 51% 공격의 위험성도 증가시킬 수 있다.
• 대응 방안: 양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)로의 전환이 필수적이다. 이미 일부 암호화폐는 PQC 알고리즘을 연구 및 적용하고 있다.

은행 시스템:

• 취약점: 은행 시스템 또한 데이터 암호화 및 보안에 공개키 암호화를 광범위하게 사용하므로 양자 컴퓨터 공격에 취약하다.
• 대응 방안: 은행은 암호화폐보다 중앙집단화된 시스템을 가지고 있어 PQC로의 전환, 양자 키 분배(Quantum Key Distribution, QKD)와 같은 새로운 보안 기술 도입이 비교적 용이하다. 다중 인증, 이상 거래 탐지 시스템과 같은 기존 보안 시스템 강화도 가능하다.

결론

양자 컴퓨터는 암호화폐와 은행 시스템 모두에 위협이지만, 중앙화된 시스템과 규제, 그리고 자원의 집중이 가능한 은행 시스템이 양자 컴퓨터 공격에 대한 대비를 더 신속하게 준비하고 실행할 수 있다. 반면 암호화폐는 탈중앙화된 시스템의 특성상 업그레이드 및 변화에 시간이 소요될 수 있다.

따라서 전환 과정에서 혼란과 보안 취약점이 발생할 가능성이 더 크다. 하지만 암호화폐는 양자 내성 암호 기술 개발과 적용에 적극적으로 나서고 있으므로, 향후 양자 컴퓨터 시대의 보안 환경은 지속적인 관찰과 연구가 필요하다.

기술적인 측면 외에도, 암호화폐 개발자들의 양자 내성 암호 개발 의지와 은행의 보안 투자 및 규제 준수 의지 또한 양자 컴퓨터 시대의 보안을 결정하는 중요한 요소이다. 궁극적으로 양자 컴퓨터의 발전 속도와 이에 대한 대응 속도의 균형이 미래 금융 시스템의 안전을 좌우할 것이다.