이더리움 재단, 양자 보안 로드맵 발표 및 4차례의 하드 포크 계획 공개

The 이더리움 재단은 출판 구조화된 로드맵 양자 컴퓨팅 위협으로부터 네트워크를 보호하기 위해 계획된 네 번의 하드 포크와 이더리움 스택의 모든 계층에 영향을 미치는 일련의 프로토콜 수준 변경 사항을 설명했습니다. 재단은 핵심 개편이 2029년까지 완료될 것으로 예상하지만, 더 넓은 생태계 전반에 걸친 완전한 마이그레이션에는 그보다 몇 년이 더 걸릴 것으로 예상합니다.

이더리움이 지금 양자 컴퓨팅 위협에 대비하는 이유는 무엇일까요?

블록체인 네트워크를 보호하는 암호화 시스템을 해독할 수 있는 양자 컴퓨터는 대부분의 개발자들이 예상하는 바와 같이 향후 8년에서 12년 후에나 등장할 것으로 예상됩니다. 이러한 예상 시점에도 불구하고, 이더리움 재단은 지금 당장 개발을 시작해야 하는 이유를 분명히 밝혀왔습니다.

탈중앙화된 글로벌 프로토콜을 마이그레이션하는 것은 단기간에 이루어지는 과정이 아닙니다. 수십억 달러 규모의 자산을 처리하는 시스템의 모든 계층에 걸쳐 수년간의 연구, 엔지니어링, 형식 검증 및 팀 간 협업이 필요합니다. 재단은 이를 막연한 가상 과제가 아닌 구체적인 기한이 있는 엔지니어링 문제로 인식하고 있습니다.

이더리움 재단의 양자 후 암호화 연구는 실제로 8년 이상 진행되어 왔으며, 암호화, 프로토콜 아키텍처 및 조정에 중점을 둔 팀들이 참여해 왔습니다. 최근 공개된 로드맵은 이러한 분산적이고 탐색적인 연구 단계를 벗어나 구체적인 포크 목표를 제시하는 구조화되고 공개적으로 접근 가능한 계획으로 전환되었음을 의미합니다.

양자 컴퓨팅과 블록체인의 핵심 문제점

공개키 암호화는 이더리움을 포함한 모든 주요 블록체인 네트워크에서 디지털 소유권, 인증 및 합의의 기반입니다. 간단히 말해, 지갑 소유권을 증명하고 거래를 승인하는 시스템입니다. 양자 컴퓨터는 충분한 성능을 갖추게 되면 현재의 보안을 유지하는 수학적 문제를 해결하여 이 시스템을 무력화할 수 있을 것으로 널리 예상됩니다.

이더리움의 경우, 그러한 위협은 프로토콜의 세 가지 계층에 걸쳐 있으며, 각 계층마다 고유한 마이그레이션 전략이 필요합니다.

이더리움 양자 로드맵에 포함된 네 가지 하드 포크는 무엇인가요?

이더리움 재단의 연구팀은 양자 컴퓨팅 환경에서의 안정성을 강화하기 위한 네 가지 프로토콜 업그레이드를 제안했습니다. 하드 포크는 블록체인 규칙을 영구적으로 변경하는 것으로, 모든 참여자가 네트워크와의 호환성을 유지하기 위해 업그레이드해야 합니다.

계획된 네 가지 개선 사항은 다음과 같습니다.

• 포크 버전에서는 예상보다 빨리 유능한 양자 컴퓨터가 등장할 경우 신속하게 활성화할 수 있는 양자 보안 공개 키를 네트워크 검증자에게 제공할 것입니다.
• Fork J는 양자 후 보안 서명 검증과 관련된 가스 비용을 줄여 새로운 암호화 방식을 대규모로 더욱 실용적으로 사용할 수 있도록 할 것입니다.
• 포크 L은 영지식 증명에서 블록체인 상태를 표현하는 네트워크의 기능을 압축하여 새로운 암호화 표준 하에서 효율성을 향상시킬 것입니다.
• Fork M은 이더리움 생태계에서 사용자에게 노출되는 대부분의 활동을 처리하는 레이어 2 네트워크에 양자 컴퓨팅 보호 기능을 확장할 것입니다.

개발자들은 다가오는 헤고타 하드 포크에 첫 번째와 두 번째 포크인 포크 I과 포크 J를 포함시키는 것을 고려하고 있으며, 이 하드 포크는 올해 배포될 것으로 예상됩니다.

이번 전환은 이더리움 프로토콜의 각 계층에 어떤 영향을 미칠까요?

이번 마이그레이션은 세 가지 핵심 프로토콜 계층 모두에 영향을 미치며, 각 계층마다 고유한 기술적 접근 방식과 일정이 있습니다.

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실행 계층에서는 계정 추상화를 통해 사용자가 양자 컴퓨팅 환경에서도 안전한 인증 방식으로 전환할 수 있도록 지원하는 데 중점을 두고 있습니다. 계정 추상화는 지갑이 고정된 암호화 가정이 아닌 프로그래밍 가능한 규칙에 따라 작동할 수 있도록 하는 메커니즘으로, 사용자는 네트워크 전체를 강제로 동시에 업그레이드하지 않고도 새로운 서명 체계로 전환할 수 있습니다.

합의 계층에서의 과제는 더욱 복잡합니다. 이더리움은 현재 검증자 인증에 BLS 서명을 사용합니다. BLS는 수천 개의 개별 검증자 서명을 하나의 간결한 증명으로 통합할 수 있는 능력으로 높이 평가받는 서명 체계이며, 이는 수십만 명의 활성 검증자가 있는 네트워크에 매우 중요합니다. 

양자 컴퓨팅 이후의 대안, 특히 leanXMSS라는 체계를 사용하는 해시 기반 서명은 SNARK와 같은 고유한 집계 속성을 가지고 있지 않습니다. 이를 보완하기 위해 이더리움 연구원들은 leanVM이라는 최소 영지식 가상 머신을 사용하는 SNARK 기반 집계 방식을 개발하고 있습니다.

데이터 계층에서 마이그레이션은 레이어 2 데이터 가용성을 지원하는 데 사용되는 대용량 데이터 패킷인 BLOB 객체의 네트워크 처리 방식을 보호하는 것까지 확장됩니다. 2024년 Dencun 업그레이드는 레이어 2 수수료를 크게 줄이기 위해 BLOB 처리를 도입했으며, 양자 컴퓨팅 이후 수준의 보안을 확보하는 것은 더 광범위한 전환에 필수적인 부분입니다.

양자 후 암호학의 확장성 문제

양자역학 암호화 방식의 일관된 기술적 문제점 중 하나는 기존 방식보다 서명 크기가 훨씬 커지고 더 많은 연산 자원을 요구한다는 점입니다. 이는 수수료를 낮추고 거래 처리량을 높이려는 이더리움의 지속적인 노력과 직접적인 충돌을 일으킵니다.

이더리움 연구원들은 이러한 상충 관계를 관리하기 위해 영지식 증명 기반 집계 기법 개발을 주요 도구로 활용하고 있습니다. 목표는 증가된 암호화 오버헤드를 흡수하면서도 그에 비례하는 비용 증가를 사용자나 검증자에게 전가하지 않는 것입니다.

이러한 전환을 이끄는 더 광범위한 원칙은 연구자들이 "암호화 유연성"이라고 부르는 것으로, 이는 네트워크를 한꺼번에 전면 개편하는 혼란스러운 작업 없이도 시간이 지남에 따라 핵심 암호화 기본 요소를 교체할 수 있도록 프로토콜을 설계하는 것을 의미합니다.

양자 컴퓨팅 로드맵은 이더리움의 전반적인 업그레이드 계획에서 어떤 위치를 차지하는가?

양자 컴퓨팅 로드맵은 이더리움의 핵심 기술 방향에 대한 관심이 다시 높아지는 시기에 발표되었습니다. 올해 초, 공동 창립자인 비탈릭 부테린은 공개적으로 도전을 받다 레이어 2 네트워크 성장이 이더리움 자체의 확장과 자동으로 동일하다는 가정은 네트워크의 장기적인 아키텍처가 실제로 어떤 모습이어야 하는지에 대한 더 폭넓은 논의를 촉발했습니다.

양자 컴퓨팅 이후 시대를 겨냥한 이번 노력은 새롭게 재정비된 로드맵의 핵심 요소입니다. 비탈릭 부테린은 재단의 양자 컴퓨팅 이후 시대 계획 문서를 "매우 중요하다"고 평가했으며, 동일한 위협에 대응하기 위한 암호화 알고리즘 및 거래 검증 방법 관련 제안서를 별도로 발표했습니다. 이전 업그레이드 주기에서는 사용자 경험 개선과 수수료 인하가 우선시되었지만, 이번 단계에서는 장기적인 암호화 안정성 확보가 주요 설계 제약 조건으로 추가되었습니다.

리소스

1. X의 이더리움 재단3월 24일 게시글

2. 포스트 퀀텀 이더리움 웹사이트: 일반 정보

3. CoinDesk의 보고서이더리움은 확장성, 양자 컴퓨팅, 인공지능에 대한 압력이 가중되는 가운데 중대한 균형점을 찾아야 하는 기로에 서 있습니다.

4. DL 뉴스 보도이더리움 레이어 2 재구상? 비탈릭 부테린, 가격 폭락 속 새로운 로드맵 제시