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양자 컴퓨터와 블록체인

GOPAX

Jul 22, 2025 • 7 min read

양자컴퓨터는 획기적인 기술 발전을 이끌 잠재력이 있지만, 동시에 대부분의 디지털 보안 인프라를 약화시킬 수도 있습니다.
이론적으로, 언젠가 양자컴퓨터가 가상자산과 기타 디지털 시스템을 보호하는 암호 기술을 무력화할 가능성이 있어요.
현재로서는 양자컴퓨터 성능이 비트코인 지갑을 해킹하거나 채굴 과정에 영향을 줄 수준이 아니므로 기존 블록체인은 안전합니다.
크립토 업계는 미래의 양자 위협에 대비해 새로운 보안 대책을 이미 연구·도입하고 있습니다.

소개

양자컴퓨터는 양자역학 원리를 이용해 특정 문제를 기존 컴퓨터보다 훨씬 효율적으로 해결할 수 있는 강력한 머신입니다. 아직은 대부분 실험 단계이지만, 본격 상용화될 경우 비트코인을 비롯한 가상자산에 쓰이는 암호 기술에도 새로운 도전 과제를 제시할 수 있어요.

이 글에서는 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터와 어떻게 다른지, 가상자산·디지털 인프라에 어떤 위험을 줄 수 있는지, 그리고 이러한 미래 위협을 완화하기 위한 노력을 살펴봅니다.

비대칭(공개키) 암호와 인터넷 보안

비대칭 암호(공개키 암호, PKC)는 가상자산 생태계와 인터넷 전반의 핵심 요소예요.

비공개키(프라이빗 키): 반드시 비밀로 보관해야 합니다.
공개키: 타인과 자유롭게 공유해도 돼요.

사용자는 프라이빗 키로 트랜잭션에 서명하고, 누구나 대응되는 공개키로 서명의 진위를 확인할 수 있습니다.

PKC 시스템은 ‘트랩도어 함수’라는 수학적 원리를 이용해 공개키 → 프라이빗 키 역산을 사실상 불가능하게 만들어 보안을 유지해요.

양자컴퓨터가 크립토 지갑을 뚫을 수 있을까?

이론적으론 가능, 현실적으론 아직 불가능입니다.
현재 사용되는 알고리즘은 트랩도어 함수가 매우 튼튼해, 기존 컴퓨터로는 현실적인 시간 안에 풀 수 없어요. 다만 양자컴퓨터가 발전하면 상황이 달라질 수 있습니다.

기존 컴퓨터 vs. 양자컴퓨터

1. 기존(클래식) 컴퓨터

비트(bit): 0 또는 1 가운데 하나의 상태만 가짐.
예) 4‑비트 키라면 16가지 조합을 하나씩 시도해야 해요.
키 길이가 늘어날수록(지수적 증가) 가능한 조합 수가 폭발적으로 커집니다.

2. 양자컴퓨터

큐비트(qubit): 0과 1의 중첩(superposition) 상태를 동시에 가질 수 있어요.
얽힘(entanglement) 등으로 특정 문제를 훨씬 빠르게 해결합니다.

주요 양자 알고리즘 두 가지:

쇼어(Shor) 알고리즘: 대수적 인수분해·이산 로그 계산을 효율화해 RSA·ECC 같은 공개키 암호를 무력화할 잠재력이 큽니다.
그로버(Grover) 알고리즘: 대칭키·해시 값을 ‘제곱근 속도’로 빠르게 브루트포스하지만, 키 길이를 두 배로 늘리면 대응할 수 있어 위험성이 상대적으로 낮아요.
양자컴퓨터가 “모든 키를 동시에 시도한다”는 표현은 과장이에요. 실제로는 중첩·간섭 현상을 이용해 ‘특정 구조를 가진 문제’를 더 빨리 풉니다.

현재로선 블록체인을 위협할 규모의 대형·오류 보정 양자컴퓨터가 존재하지 않으며, 전문가들은 수년~수십 년이 더 걸릴 것으로 봅니다.

양자 내성(포스트‑양자) 암호

미래 양자 공격에 대비해 다음과 같은 포스트‑양자 암호 연구가 활발해요.

격자(Lattice) 기반 암호
해시 기반 암호
다변수 다항식 기반 암호
코드 기반 암호

미국 NIST 등 국제 표준화 기구는 이러한 알고리즘을 선별·인증해 대규모 양자컴퓨터 이전에 광범위하게 배포하려 합니다.

대칭키 암호는 그로버 알고리즘의 영향이 제한적이라, AES‑256 → 128‑비트 보안 정도로 여전히 안전해요.

또 다른 연구 분야인 양자키 분배(QKD)는 키 교환 도청을 탐지하지만, 블록체인 암호와는 별개이며 구축 난도가 높습니다.

양자컴퓨터와 비트코인 채굴

비트코인 채굴은 SHA‑256 해시 퍼즐을 푸는 과정이에요.
양자컴퓨터는 그로버 알고리즘으로 ‘제곱근 속도’ 이점만 얻기 때문에, 해시 길이를 늘리거나 난이도를 조정하면 대응이 가능합니다.
실전에서는 엔지니어링 난제가 많아, 단기간에 채굴이 위협받을 가능성은 낮아요.

양자 내성 블록체인으로의 전환

프로토콜·지갑·인프라 모두 양자 내성 알고리즘으로 업데이트해야 합니다.
하드포크·소프트포크 등 전 세계적 협력이 필요해요.
비트코인의 미사용 주소(U TXO)는 공개키가 노출되지 않았으므로 당장 양자 공격에 덜 취약합니다.

맺음말

양자컴퓨팅은 공공키 암호를 포함한 현행 보안 표준을 흔들 잠재력을 지녔지만, 실질적 위협은 아직 먼 미래로 평가돼요. 그럼에도 크립토 업계와 보안 커뮤니티는 미리 양자 내성 알고리즘을 연구·표준화하며 대비하고 있습니다. 당장은 비트코인 같은 자산이 위험하지 않지만, 양자컴퓨터 관련 진전을 꾸준히 주시할 필요가 있어요.

Disclaimer: 이 글은 정보 제공을 위한 일반적인 목적으로 작성된 것이며 특정 가상자산에 대한 추천이나 법률, 사업, 투자, 세금 등에 대한 조언을 제공하는 것이 아닙니다. 이 글을 바탕으로 투자 결정을 내리거나 회계, 법률, 세무 관련 지침으로 삼아서는 안 됩니다. 특정 자산에 대한 언급은 단지 참고용 정보일 뿐, 투자 권유의 의미가 아님을 명확히 합니다. 여기에서 제시된 의견은 관련된 기관이나 조직, 혹은 개인의 입장을 대변하지 않습니다.

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