이 비트코인 개발자의 방안은 양자 해커가 코인을 탈취하더라도 오히려 손실을 보게 만든다.

저자: Jose, Decrypt

번역: Chopper, Foresight News

TechFlow 요약: 양자 컴퓨터가 미래에 초기 공개키 노출 비트코인 주소 해킹을 위협함에 따라, 비트코인 개발자 코리 필즈(Cory Fields)는 기존 패러다임을 뒤집는 게임이론 기반 방어 메커니즘 '양자 지뢰'를 제시했다. 이 설계는 공격적인 하드 포크나 자산 전체 동결에 의존하지 않으며, 게임이론을 통해 온체인 공격 및 방어 비용을 재구성하여 해커들이 자금 인출 시 전액 양자 내성 담보금을 잠금 처리하도록 강제한다.

실제 지갑 보유자가 대기 기간 내에 미리 숨겨둔 소유권 증명을 제출하면, 해커의 담보 자산은 완전히 몰수되어 피해자에게 귀속된다. 개인 키 분실로 인한 활동 정지 코인을 위해 게임이론 입찰 메커니즘을 도입해 공격이 '달러 옥션'과 같은 필연적 손실 함정에 빠지도록 유도하며, 경제학적 페널티를 통해 기술적 해독 동기를 효과적으로 제거한다.

비트코인 개발자 코리 필즈는 미래 양자 해커들에 대응할 특별한 방법을 고안했다. 타인의 비트코인을 도난하려면 해커 자신이 먼저 자신의 비트코인으로 베팅해야 한다는 원리다.

그는 비트코인 개발자 메일링 그룹에 게시글을 올려 '양자 지뢰' 개념과 두 가지 경매 메커니즘을 제안했다. 이 설계의 핵심은 취약한 지갑 공격 시 발생할 수 있는 금전적 손실을 유발하는 데 있다. 그는 이것이 단순한 사고 실험일 뿐, 이미 확정된 비트코인 업그레이드 방안은 아님을 명시했다.

비트코인 사용자는 개인 키 서명으로 거래를 요청하며, 대응 공개키는 네트워크에서 서명 검증에 사용되지만 개인 키는 유출되지 않는다. 현재의 일반 컴퓨터로는 공개키에서 개인 키를 역추적하는 것이 거의 불가능하지만, 성능이 충분한 양자 컴퓨터는 쇼어 알고리즘을 사용해 개인 키를 계산할 수 있으며, 해커가 코인을 직접 이체할 수 있게 된다.

일부 초기 비트코인 주소는 공개키가 온체인에 직접 노출되며, 신규 주소 역시 사용자 첫 전송 시 공개키가 노출된다. 따라서 모든 지갑이 양자 공격에 대해 동일한 위험을 감수하는 것은 아니다. 업계는 '비트코인 암호화를 해독할 수 있는 양자 컴퓨터 출현일'을 Q-Day라고 부른다. 현재로서는 이를 수행할 기기가 없으며, 정확히 언제 등장할지도 불분명하다.

양자 지뢰 작동 원리

지갑에 1 BTC가 있으며, 양자 해독에 취약한 구형 타입이라고 가정해보자. Q-Day 이전 미리 매우 작은 규모의 양자 내성 비트코인 아웃풋을 생성해 양자 공격이 불가능했던 시점에 이 코인이 이미 내 것이라는 증명서를 숨겨둔다. 이는 봉인된 '소유권 증서'로 이해할 수 있다. 외부인은 해당 소액 기록만 확인할 수 있을 뿐 숨겨진 증거를 볼 수 없으며, 심지어 이것이 함정인지조차 알지 못한다.

미래 해커가 양자 컴퓨터로 구 개인 키를 계산해 1 BTC를 인출하려고 할 때, 새 규칙에 따라 코인을 그대로 가져갈 수 없으며 자신의 양자 내성 지갑에서 추가 담보금으로 1 BTC를 잠금 처리해야 한다.

당신의 1 BTC와 해커의 담보금 1 BTC가 함께 잠금되어 경고 기간(예: 30일)에 진입한다. 해당 기간 중 해커가 임의로 코인을 이동할 수 없다. 도난 시도 사실을 인지하면 미리 숨겨뒀던 소유권 증명을 제시할 수 있으며, 비트코인 네트워크는 총 2개의 코인을 모두 미리 준비한 양자 내성 주소로 이체할 수 있도록 판단한다(본래 당신 소유의 코인과 해커의 담보금 포함).

해커는 사전에 구 지갑 중 어디에 이런 함정이 묻혀 있는지 전혀 알 수 없다. 성공적으로 개인 키를 계산하더라도 최종적으로 1 BTC를 순손실할 가능성이 크다. 하지만 이 방식에도 대가가 따른다. Q-Day 이후 소유자 스스로 이 구코인을 정상적으로 이체하려 해도 동일 금액의 담보금을 요구받기 때문이다. 예비 BTC가 부족하다면 해커 방어를 목적으로 한 이 규칙이 오히려 본인 코인 인출을 어렵게 만들 수도 있다.

분실 및 초기 유실 자산에 대한 게임이론 입찰

양자 지뢰에는 전제 조건이 존재한다. 코인 소유자가 사전에 함정을 매설하고 청구 기간 내 증거를 제출해야 한다. 개인 키를 조기에 분실해 소유자가 다시 온라인에 접속할 수 없는 경우, 이 방안은 해당 코인을 보호할 수 없으며 대중이 완전히 분실된 것으로 간주하는 초기 비트코인들 역시 예외가 아니다.

이에 코리 필즈는 제2 메커니즘인 담보 경매를 제안한다. Q-Day 이전 누구나 일정량의 양자 내성 비트코인을 잠금 처리해 공격 표적이 될 만한 구 지갑에 암묵적으로 입찰할 수 있다. 예를 들어 소유주가 버린 듯 보이는 지갑에 50 BTC가 있다고 가정하면, 향후 해커가 인출 시 담보금으로 50 BTC를 걸어야 한다. 경매 기간 중 사전에 베팅한 자가 나서서此次 코인 도난 시도를 도전할 수 있다.

그의 구상대로라면 도전 성공자는 해커의 담보금 일부를 획득할 수 있으나, 원래 리스크가 있던 50 BTC는 즉시 소각되어 도전자에게 귀속되지 않는다. 이는 분실한 소유주에게 코인을 돌려주기 위한 것이 아니라, 해커가 코인을 안정적으로 털지 못하도록 해 공격 동기를 꺾는 데 목적이 있다.

세 번째 안건은 '사토시 경매'로 사전 잠금이 필요 없다. 고위험 코인 이체 시도 발생 시 자동으로 입찰이 시작된다. 최고 낙찰자는 코인을 획득하되 자신의 입찰가는 공제되며, 2위 입찰자의금은 무효화되어 아무것도 얻지 못한다. 이는 고전적인 '달러 옥션'과 유사하다. 두 참여자가 물건을 차지하기 위해 가격을 지속적으로 높이며 누구도 공짜로 손해 보고 싶지 않아 하는 구조다. 해커는 계산해볼 것이다. 대부분의 경우 더 큰 손해를 보게 될 이 입찰 자체를发起하지 않겠다고.

왜 전면 동결 전략을 채택하지 않는가

일부에서는 이행 마감일을 설정해 만료 후 구 지갑 코인 이체를 일괄 차단하자고 제안한다. 이는 명확하게 도난을 방지하나 부작용도 있다. 코인 이체를 잊거나 조작 기회를 놓친 실제 소유주의 코인이 영구 동결될 수 있기 때문이다.

코리 필즈는 다른 길을 선택했다. 구 코인 이체는 여전히 가능하나, 시도되는 모든 이체에는 비용이 발생하며 타인의 도전 수용이 필수적이다. 비트코인 네트워크는 유효한 서명을 제시한 대상이 진짜 소유주인지 양자 해커인지 구분할 수 없다.

이러한 절충의 대가는 분명히 나타난다. 합법 소유자도 코인 이체를 위해 대액 담보금을 확보해야 하며, 장기 오프라인 상태인 지갑 주인은 청구 기회를 놓칠 수 있고, 사망하지는 않았으나 일시적으로 비활성 상태인 소유주의 코인까지 경매에서 소각될 가능성이 존재한다.

방안의 잠재적 비용 및 실행 로드맵

비트코인은 우선 자금 보관 및 사용을 위한 양자 안전 방식이 필요하다. 지갑은 은닉형 소유권 커밋먼트를 지원해야 하며, 비트코인 컨센서스 규칙은 담보금 등록, 대기 기간, 특별 복구 트랜잭션, 경매 메커니즘을 강력히 시행해야 한다.

개발자들은 신규 규칙 적용 시기, 요구 담보금 규모, 낙선후 잔여 자금 처리 등에 동의해야 한다. 필즈는 일부 메커니즘을 소프트 포크로 도입할 수 있다고 보았으나, 구체적인 설계안은 제공하지 않았다.

현재 비트코인 네트워크에는 이러한 보호 메커니즘이 전무하다. 필즈 또한 코드 구현이나 론칭 일정, 경매 자금 배분, 궁극적 목표 등을 제시하지 않았으며, 원문에서도 최종 확정되지 않았다.