양자컴퓨터가 모든 암호화폐를 무용지물로 만들어 버릴 수도 있다는 것이 정말일까?

양자컴퓨터가 소인수분해(Factoring) 문제에 매우 효율적이기 때문에, 기존의 암호화 방식인 RSA와 같은 공개키 암호 방식의 보안이 취약해질 가능성이 있다는 우려가 존재합니다.

🔹 소인수분해와 암호화

RSA 암호화의 보안은 큰 수를 소인수분해하는 것이 매우 어려운 수학적 문제에 의존합니다.

• 예를 들어, 두 개의 큰 소수를 곱한 값을 얻는 것은 쉽게 할 수 있지만, 그 곱한 값을 소인수분해하는 것은 매우 시간이 많이 걸리고 어려운 계산입니다.
• RSA는 이 소인수분해의 어려움을 기반으로 보안을 제공합니다. 이 문제는 고전적인 컴퓨터에서는 상당히 시간이 오래 걸리는 문제입니다.

하지만 양자컴퓨터는 Shor 알고리즘을 이용하면, 이 소인수분해 문제를 훨씬 더 빠르게 해결할 수 있습니다. Shor 알고리즘은 양자컴퓨터가 고전 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 소인수분해를 할 수 있게 해주는 알고리즘입니다.

🔹 양자컴퓨터와 RSA

현재의 RSA 암호 방식은 다음과 같은 방식으로 동작합니다:

1. 큰 두 소수 p와 q를 선택하여 곱한 값 n = p * q를 공개합니다.
2. n은 공개되지만, p와 q는 비밀입니다.
3. 이 n을 이용해 암호화된 메시지를 전송하고, 이를 복호화할 때 비밀 키를 사용하여 소인수분해를 통해 n을 p와 q로 분해하고 복호화합니다.

양자컴퓨터가 발전하면 Shor 알고리즘을 이용해 n을 빠르게 소인수분해할 수 있기 때문에, 비밀 키를 쉽게 유추할 수 있게 되며, 기존 RSA 방식의 보안이 깨질 위험이 존재합니다.

🔹 양자컴퓨터와 암호화폐

비트코인과 같은 블록체인 기반 암호화폐 시스템에서 중요한 부분은 디지털 서명과 트랜잭션의 무결성을 보장하는 것입니다.
현재 비트코인의 보안은 **ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)**와 같은 공개키 암호화 방식에 의존하고 있으며, 이 또한 양자컴퓨터의 공격에 취약할 수 있습니다. 양자컴퓨터가 ECDSA의 기반이 되는 이산로그 문제를 해결할 수 있다면, 비트코인 네트워크의 보안이 위협을 받을 가능성이 있습니다.

🔹 양자컴퓨터의 위험과 대응

1. 현재 상태:
   • 현재 양자컴퓨터는 아직 상용화되지 않았습니다. 양자컴퓨터의 성능이 RSA나 ECDSA와 같은 암호를 실제로 깨는 데에는 상당한 시간과 기술적 진전이 필요합니다.
   • 양자 컴퓨터의 실제 성능은 아직 초기 단계에 있습니다. 따라서 비트코인과 같은 시스템이 당장 위험에 처한 것은 아닙니다.
2. 양자저항암호 (Post-Quantum Cryptography):
   • 양자컴퓨터의 위협에 대비해 양자저항암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)가 연구되고 있습니다.
   • 양자저항암호는 양자컴퓨터가 존재해도 안전한 암호 알고리즘을 개발하는 것을 목표로 합니다. 대표적으로 Lattice-based Cryptography, Code-based Cryptography, Multivariate Cryptography와 같은 방식들이 연구되고 있습니다.
   • 이러한 알고리즘들은 양자컴퓨터에 의해 효율적으로 해결될 가능성이 적기 때문에, 미래의 암호화폐나 다른 보안 시스템에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.

🔹 결론

양자컴퓨터가 Shor 알고리즘을 이용해 소인수분해를 빠르게 해결할 수 있기 때문에, 기존의 공개키 암호화 방식(RSA 등)이 양자컴퓨터의 등장에 의해 위협을 받을 수 있습니다.
따라서 비트코인과 같은 암호화폐는 양자컴퓨터가 상용화되기 전에 양자저항암호로의 전환이 필요할 것입니다. 현재는 양자컴퓨터가 아직 상용화되지 않았지만, 향후 몇 년 내에 이에 대한 대비가 중요해질 것입니다.