이더리움, 양자컴퓨터 공격 대비…스테이킹 계약 전면 재구축 제안

이더리움 개발자들이 네트워크의 1000억 달러 규모 스테이킹 계층을 양자컴퓨터 시대에 대비하기 위한 구체적인 움직임을 보였다. 월요일 제출된 이더리움 개선 제안(EIP) 초안은 검증자(validator)가 스테이킹에 참여하기 위해 거치는 핵심인 예치 계약(deposit contract)을 전면 재구축하는 내용을 담고 있다. 이 제안은 기존 계약의 제약을 해결하고 미래의 양자내성 암호(post-quantum cryptography) 도입을 위한 발판을 마련하는 것을 목표로 한다.

현재 이더리움의 예치 계약은 BLS12-381이라는 특정 암호화 알고리즘의 치수(dimensions)를 하드코딩하고 있다. 이는 공개키를 48바이트, 서명 메타데이터를 96바이트로 고정시키는데, 향후 도입될 양자내성 암호 체계는 훨씬 더 큰 공간을 필요로 한다. 그러나 기존 계약은 이러한 추가 공간을 전혀 제공하지 못하는 한계를 가지고 있다.

새로운 제안은 이 문제를 해결하기 위해 최대 8,192바이트의 키와 자격증명 메타데이터(credential metadata)를 수용할 수 있도록 설계되었다. 또한, 각 예치 시 사용되는 '자격증명 체계(credential scheme)'를 명시하도록 요구한다. 체계 0은 현재 사용되는 BLS 방식을 의미하며, 다른 번호는 향후 양자내성 검증자 키의 형식을 정의할 새로운 EIP를 통해 지정될 예정이다. 이는 이더리움 네트워크가 미래의 양자컴퓨터 공격에 안전하게 대비할 수 있도록 유연성을 확보하려는 시도다.

이 재구축 제안은 계약이 '비활성화(disabled)', 'BLS 활성화(BLS enabled)', 'BLS 은퇴(BLS retired)'의 세 가지 모드로 작동하도록 한다. 특히, 한번 시스템 호출을 통해 계약이 은퇴 모드로 전환되면, 이후 어떠한 호출로도 BLS 방식의 신규 온보딩을 다시 활성화할 수 없도록 영구적인 차단 메커니즘을 포함한다. 이는 기존 보안 체계의 악용 가능성을 원천적으로 차단하고, 안전하게 새로운 체계로 전환하기 위한 조치로 풀이된다.

이 제안은 예치 데이터를 합의 계층(consensus layer)으로 전달하며, 실제 암호화 방식은 추후 명시될 예정이다. 따라서 이 제안이 실제로 적용되기 위해서는 합의 계층과 실행 계층(execution layer) 전반에 걸친 조정된 하드포크(hard fork)가 필요하다. 이는 단순한 소프트웨어 업데이트가 아닌, 네트워크의 근본적인 구조 변화를 수반하는 중대한 사안임을 시사한다.

현재 이 제안은 EIP 편집자들의 검토를 기다리는 초안 단계에 있으며, 계약 주소, 배포 코드, 활성화 타임스탬프 등은 아직 결정되지 않은 상태다. 이 제안의 세 명의 저자 중 한 명인 토마스 코라트거(Thomas Coratger)는 같은 날 트위터 스레드를 통해 현재 양자내성 암호 분야의 불확실성을 상세히 설명했다.

스탠포드 대학 암호학자 댄 본(Dan Boneh)의 발표를 요약하며 코라트거는 비트코인과 이더리움 모두 현재 신뢰하는 네트워크의 가정에만 의존하는 해시 기반 서명(hash-based signatures)에 '크게 의존'하고 있다고 언급했다. NIST(미국 국립표준기술연구소)에 의해 표준화된 무상태(stateless) 버전은 각각 약 8KB에 달하며, 이는 새로운 계약이 설정한 상한선과 일치한다. 반면, 컴팩트(compact) 대안들은 카운터를 포함하는데, 만약 서명자가 이를 재사용할 경우 개인 키가 노출될 위험이 있다.

코라트거는 "양자내성 암호는 단순한 업그레이드가 아니다"라고 강조하며, 현재의 기술적 난제와 앞으로 해결해야 할 과제들을 분명히 했다. 이는 양자컴퓨터 시대에 대비하는 것이 얼마나 복잡하고 다층적인 문제인지를 보여준다.

이더리움 재단은 작년에 네트워크의 양자내성 전환을 계획하기 위한 팀을 구성했다. 또한, 양자 보안 전문 기업인 프로젝트 일레븐(Project Eleven)의 5월 보고서에 따르면, 2033년까지 타원곡선 서명을 해독할 수 있는 기계의 등장 확률이 50%를 넘으며, 2030년에도 가능성이 있다고 예측했다. 이는 이더리움과 같은 블록체인 생태계가 더 이상 양자컴퓨터의 위협을 먼 미래의 일로만 치부할 수 없음을 명확히 보여준다.

프로젝트 일레븐의 분석에 따르면, 이더리움의 총 ETH 중 65% 이상이 이미 온체인 상에서 공개키가 노출된 주소에 저장되어 있다. 이는 양자컴퓨터의 등장 시, 이러한 주소에 보관된 ETH가 잠재적인 위험에 노출될 수 있음을 의미한다. 따라서 이번 예치 계약 재구축 제안은 이더리움 네트워크의 장기적인 보안과 안정성을 확보하기 위한 필수적인 조치로 평가된다. 개발자들은 앞으로 이러한 제안을 통해 네트워크의 보안을 지속적으로 강화하고, 변화하는 기술 환경에 선제적으로 대응해 나갈 것이다.