"양자컴퓨터 위협 선제 대응"… 부테린, EIP-8288 전격 공개

이더리움 공동 설립자 비탈릭 부테린이 양자컴퓨터 상용화 시대에 대비해 양자 저항성(Post-Quantum) 암호 서명의 검증 비용을 99% 이상 낮추는 획기적인 기술 표준을 제안했다.

부테린은 공식 소셜미디어를 통해 신규 이더리움 개선 제안인 'EIP-8288'을 공개했다. 이번 제안의 핵심은 영지식 증명 기술의 일종인 스타크(STARK)를 도입해 온체인에서 막대한 연산 비용이 소모되는 다양한 양자 내성 암호화 서명들을 하나의 압축된 증명으로 묶어 일괄 검증하는 것이다.

현재 이더리움 네트워크는 새로운 암호화 알고리즘을 온체인에서 실행하기 위해 매번 하드포크를 거쳐 '사전 컴파일(Precompile)' 코드를 엔진에 직접 탑재해야 했다. 그러나 EIP-8288이 구현되면 개별 서명 방식을 이더리움 코어 코드에 직접 하드코딩하지 않고도, 사용자가 선택한 다양한 최신 암호 서명을 네트워크가 유연하게 수용할 수 있게 된다.

1000만 가스를 수만 가스로… 대용량 서명 데이터 온체인 부담 해소

EIP-8288이 가져올 가장 극적인 변화는 트랜잭션 수수료(가스비) 절감이다.

부테린의 추산에 따르면 기존 이더리움 가상머신(EVM) 구조에서 격자 기반 양자 저항성 서명을 온체인에서 직접 검증할 경우 단일 거래당 약 1000만 가스가 소모된다. 블록 하나의 가스 한도가 통상 3000만 가스 수준임을 감안할 때 실질적인 상용화가 불가능한 구조였다. 반면 EIP-8288 구조를 적용하면 검증 비용이 수만 가스 수준으로 급감해 기존 대비 99% 이상의 비용 절감 효과를 거둘 수 있다.

이 같은 구조 혁신은 오프체인 증명 집계 메커니즘에서 비롯된다. 트랜잭션이 블록에 대용량 서명 원본을 직접 담는 대신 검증 의존성(Dependencies)만을 명시하면, 멤풀(대기열) 노드들이 이를 취합해 단 하나의 압축된 STARK 증명을 생성한다. 결과적으로 블록 생성자와 검증인(Validator)은 개별 서명을 일일이 검증할 필요 없이 집계된 단일 영지식 증명만 확인하면 된다.

현재 이더리움이 채택하고 있는 'secp256k1' 타원곡선 디지털서명(ECDSA)은 향후 고성능 양자컴퓨터가 등장할 경우 쇼어 알고리즘(Shor's Algorithm)에 의해 개인키가 역산될 수 있는 구조적 한계를 안고 있다. EIP-8288은 이러한 보안 붕괴 리스크를 네트워크 마비 없이 방어할 수 있는 경제적 전환 경로를 제시한 셈이다.

계정 추상화 결합 추진… 격자 암호 안정성 검증은 숙제

이번 개선안은 스마트 계약 지갑의 자유도를 높이는 계정 추상화 생태계와도 직결된다. 특히 트랜잭션 실행 단계를 정교하게 분리하는 EIP-8141의 프레임 트랜잭션 아키텍처와 결합할 경우, 사용자는 기존의 단일 개인키 체계에 종속되지 않고 포스트 퀀텀 하이브리드 키 등 다중 보안 프로토콜을 지갑에 자유롭게 적용할 수 있다.

다만 실제 메인넷 도입까지는 엄격한 기술 검증이 요구된다. 엘리 벤-사손 스타크넷 공동 설립자 등 일부 암호학 전문가들은 포스트 퀀텀의 유력 대안으로 꼽히는 격자 기반 암호 기술의 역사적 성숙도가 아직 충분하지 않으며, 인공지능(AI) 기반의 신종 역분석 공격 가능성도 면밀히 검증되어야 한다고 지적하고 있다.

EIP-8288은 향후 예정된 헤고타(Hegota) 하드포크 이후 단계인 '아이-스타(I-star)' 업그레이드 트랙에서 구체적인 스펙이 다뤄질 전망이다. 블록체인 학계에서는 이번 제안이 특정 양자 암호화 알고리즘의 강제가 아닌, 미래의 모든 신규 암호 체계를 흡수할 수 있는 범용 검증 레일을 확립했다는 점에서 이더리움 장기 로드맵의 중대한 변곡점이 될 것으로 평가하고 있다.