양자 컴퓨팅이 비트코인과 마이닝을 종식시킬까? 과장된 위협일 뿐인가

BroadChain 보도에 따르면, 4월 17일 16:16 기준 TechFlow의 정보에 의하면, 2026년 3월 31일 Google 산하의 Google Quantum AI가 주목받는 백서를 발표했다. 이 백서는 향후 양자 컴퓨터가 비트코인 암호를 해독하는 데 필요한 자원이 기존 예상보다 약 20배 줄어들 것이라고 주장하며 업계 내 논의를 촉발시켰다. “양자 컴퓨터가 9분 만에 비트코인을 해킹한다”는 자극적인 제목이 퍼지기도 했지만, 솔직히 이는 매년 되풀이되는 공포심에 불과하다. 다만 이번에는 Google이라는 이름이 더해져 위협적으로 들릴 뿐이다. 우리는 57페이지에 달하는 해당 논문과 함께 발표된 여러 핵심 연구를 종합적으로 검토하여 주장의 진위를 따져보고, 현재 양자 컴퓨팅 기술 발전이 암호화폐 및 채굴 산업에 미치는 실제 영향 규모와 위험 수준, 그리고 그 위험이 정말로 임박했는지를 분석해 보았다. **재평가된 기술적 위험** 전통적으로 비트코인의 보안은 단방향 수학적 관계에 기반한다. 지갑 생성 시 시스템이 개인키(private key)를 만들면, 여기서 공개키(public key)가 유도된다. 비트코인을 사용할 때 사용자는 개인키를 직접 공개하지는 않지만, 소유권을 증명하기 위해 개인키로 네트워크가 검증 가능한 암호화 서명(cryptographic signature)을 생성해야 한다. 이 메커니즘이 안전한 이유는 현대 컴퓨터가 공개키로부터 개인키를 역산하는 데 수십억 년이 걸리기 때문이다. 구체적으로, 타원곡선 디지털 서명 알고리즘(ECDSA)을 깨는 데 필요한 시간이 현재 기술로는 실현 불가능할 정도로 길어 블록체인은 암호학적으로 ‘불가침’으로 여겨져 왔다. 그러나 양자 컴퓨터의 등장은 이 규칙을 바꿔놓았다. 양자 컴퓨터는 작동 방식 자체가 다르다. 기존 컴퓨터처럼 키를 하나씩 검사하는 대신 모든 가능성을 동시에 탐색하고 양자 간섭(quantum interference) 효과를 활용해 정답을 찾아낸다. 비유하자면, 전통적인 컴퓨터가 어두운 방에서 열쇠를 하나씩 맞춰 보는 사람이라면, 양자 컴퓨터는 모든 자물쇠에 동시에 맞는 ‘만능 열쇠’를 가진 셈이다. 이는 정답에 훨씬 효율적으로 접근할 수 있게 해준다. 양자 컴퓨터의 성능이 충분히 높아지면, 공격자는 노출된 공개키를 통해 빠르게 개인키를 계산해 내어 위조 거래를 생성하고 비트코인을 탈취할 수 있다. 블록체인 거래의 불변성(immutability) 때문에 일단 이런 공격이 성공하면 자산을 회수하기는 거의 불가능하다. 2026년 3월 31일, Google Quantum AI는 스탠포드 대학교 및 이더리움 재단(Ethereum Foundation)과 공동으로 57페이지 분량의 백서를 발표했다. 논문의 핵심은 양자 컴퓨팅이 타원곡선 디지털 서명 알고리즘(ECDSA)에 미치는 구체적인 위협을 평가하는 것이다. 대부분의 블록체인과 암호화폐는 지갑과 거래 보호를 위해 이산 로그 문제(ECDLP-256) 기반의 256비트 타원곡선 암호화를 사용한다. 연구팀은 ECDLP-256을 해독하는 데 필요한 양자 자원이 상당히 줄어들었음을 발견했다. 이들은 공개키로부터 개인키를 역산하기 위해 Shor 알고리즘 기반의 특수 양자 회로(quantum circuit)를 개발했는데, 이 회로는 Google과 IBM 등 주요 기업들이 집중 연구 중인 초전도 양자 컴퓨팅 아키텍처(superconducting quantum computing architecture)에서 실행되어야 한다. 이 기술은 연산 속도가 빠르다는 장점이 있지만, 양자 비트(qubit)의 안정성을 유지하려면 극저온 환경이 필��적이다. Google의 최신 플래그십 양자 프로세서 사양을 기준으로 할 때, 해당 공격은 50만 개 미만의 물리적 양자 비트(physical qubits)로 몇 분 안에 수행될 수 있다. 이 수치는 기존 추정치보다 약 20배 적은 것이다. 위협을 더 직관적으로 평가하기 위해 연구팀은 해독 시뮬레이션을 진행했다. 위 회로 설정을 실제 비트코인 거래 환경에 적용한 결과, 이론상의 양자 컴퓨터가 공개된 공개키로부터 개인키를 역산하는 데 약 9분이 걸리며 성공 확률은 약 41%에 달한다고 밝혔다. 한편 비트코인의 평균 블록 생성 시간은 10분이다. 이는 단순히 체인 상에 이미 공개된 공개키 때문에 약 32~35%의 비트코인 공급량이 ‘정적 공격(static attack)’에 노출되어 있다는 의미일 뿐 아니라, 공격자가 거래가 확인되기 전에 중간에서 가로채 자금을 선점 이체할 수 있는 이론적 가능성도 내포한다. 비록 아직 이런 능력을 가진 양자 컴퓨터는 등장하지 않았지만, 이 발견은 양자 공격의 범위를 단순한 ‘정적 자산 탈취’에서 ‘실시간 거래 가로채기’까지 확장시켰고, 시장에 상당한 불안을 야기했다. Google은 같은 시점에 또 다른 핵심 정보를 공개했는데, 바로 자사 내부의 ‘양자 내성 암호화(PQC, Post-Quantum Cryptography)’ 이행 마감 시한을 2029년으로 앞당긴 것이다. 간단히 말해 양자 내성 암호화 이행은 오늘날 RSA 및 타원곡선 암호화에 의존하는 모든 시스템의 ‘자물쇠를 교체’하는 작업으로, 양자 컴퓨터가 쉽게 열 수 없는 새로운 자물쇠로 바꾸는 것을 의미한다. Google이 이 백서를 발표하기 전까지 이는 장기 계획 프로젝트로 여겨졌다. 미국 국립표준기술원(NIST)이 제시한 일정은 2030년까지 구 암호화 알고리즘을 퇴출시키고 2035년까지 완전히 금지하는 것이었으며, 업계는 일반적으로 준비 기간이 약 10년 정도 남았다고 보았다. 그러나 Google은 최근 양자 하드웨어, 양자 오류 정정(quantum error correction), 양자 인수분해 자원 추정 등 세 가지 분야에서의 진전을 바탕으로 양자 위협이 기존 예상보다 훨씬 가까이 왔다고 판단, 자사 내부 이행 마감 시한을 대폭 앞당겨 2029년으로 설정했다. 이는 객관적으로 전체 업계의 준비 기간을 압축시켰으며, 암호화 산업에 강력한 신호를 보낸다: 양자 컴퓨터 기술 발전 속도가 예상보다 빠르며, 보안 업그레이드는 이제 조기에 추진되어야 한다. 이는 분명히 이정표가 되는 연구이지만, 언론 보도 과정에서 불안감이 과장된 측면도 주목할 필요가 있다. 그렇다면 우리는 이 충격을 어떻게 이성적으로 바라봐야 할까? 실제로 걱정해야 할 일일까? **1. 양자 컴퓨팅이 비트코인 네트워크 전체를 무력화시킬까?** 위협은 존재하지만, 그 위협은 서명 보안(signing security) 단계에 집중된다. 양자 컴퓨팅은 블록체인의 기반 구조에 직접 영향을 주지 않으며, 채굴 메커니즘도 무력화시키지 않는다. 양자 컴퓨팅이 실제로 겨냥하는 것은 디지털 서명 단계다. 비트코인의 모든 거래는 자금 소유권을 입증하기 위해 개인키로 서명해야 하며, 네트워크는 이 서명의 유효성을 검증한다. 양자 컴퓨팅의 잠재적 능력은 공개된 공개키를 바탕으로 개인키를 역산해 위조 서명을 생성하는 것이다. 이는 두 가지 현실적 위험을 낳는다. 첫 번째는 거래 과정 중 발생할 수 있는 위험이다. 거래 정보가 네트워크에 전송되었지만 아직 블록에 포함되지 않은 상태에서, 이론적으로 거래가 선점 대체되는 것이 가능하다. 이를 ‘on-spend attack’이라 부른다. 두 번째는 과거에 이미 공개키가 노출된 주소에 대한 공격이다. 예를 들어 오랫동안 사용하지 않거나 주소를 반복해서 사용한 지갑 등이 여기에 해당하며, 이 경우 공격 시간 여유가 더 많고 이해하기도 더 쉽다. 그러나 반드시 강조해야 할 점은, 이러한 위험이 모든 비트코인이나 모든 사용자에게 일반적으로 적용되는 것이 아니라는 점이다. 거래를 시작한 후 몇 분간의 창(window) 동안, 혹은 주소가 과거에 이미 공개키를 노출시킨 경우에만 위협이 존재한다. 이는 전체 시스템에 대한 즉각적인 붕괴가 아니다. **2. 위협이 이렇게 빨리 도래할까?** “9분 해독”이라는 주장은 50만 개의 물리적 양자 비트를 갖춘 오류 허용(fault-tolerant) 양자 컴퓨터가 이미 제작되었다는 전제 하에 성립한다. 그러나 Google이 현재 보유한 최첨단 Willow 칩은 고작 105개의 물리적 양자 비트만을 보유하고 있고, IBM의 Condor 프로세서는 약 1,121개에 불과하다. 따라서 50만 개라는 문턱까지는 아직 수백 배의 격차가 남아 있다. 이더리움 재단 연구원 저스틴 드레이크(Justin Drake)는 2032년까지 ‘양자 해독의 날(Q-Day)’이 도래할 확률이 단지 10%에 불과하다고 추정했다. 따라서 이는 당장 닥칠 위기라기보다는, 완전히 무시할 수 없는 ‘꼬리 위험(tail risk)’에 가깝다. **3. 양자 컴퓨팅이 초래하는 가장 큰 위협은 무엇인가?** 비트코인이 가장 큰 영향을 받는 시스템은 아니다. 다만 그 가치가 가장 직관적이고 대중에게 가장 쉽게 인지되는 시스템일 뿐이다. 양자 컴퓨팅이 초래하는 도전은 훨씬 광범위한 시스템적 문제다. 은행 시스템, 정부 통신, 보안 이메일, 소프트웨어 서명, 신원 인증 체계 등 공개키 암호화에 의존하는 모든 인터넷 인프라가 동일한 위협에 직면한다. 이것이 바로 Google, 미국 국가안보국(NSA), NIST 등이 지난 10년간 지속적으로 양자 내성 암호화 이행을 추진해 온 이유다. 실용적인 공격 능력을 갖춘 양자 컴퓨터가 등장할 경우, 타격을 입는 것은 암호화폐뿐 아니라 전 세계 디지털 신뢰 체계 전체가 될 것이다. 따라서 이는 비트코인에 국한된 단일 위험이 아니라, 글로벌 정보 인프라 전체를 대상으로 하는 시스템적 업그레이드다. **양자 채굴의 상상력과 실현 가능성** Google이 논문을 발표한 같은 날, BTQ Technologies는 〈Kardashev Scale Quantum Computing for Bitcoin Mining〉이라는 제목의 연구 논문을 발표했는데, 이 논문은 물리학적·경제학적 관점에서 양자 채굴의 실현 가능성을 정량화하였다. 논문 저자 피에르-뤽 달레���-데메르(Pierre-Luc Dallaire-Demers)는 하드웨어 기반부터 상위 알고리즘에 이르기까지 양자 채굴에 관련된 모든 기술 요소를 종합적으로 모델링함으로써, 양자 컴퓨터를 이용한 채굴의 실제 비용을 추정했다. 연구 결과에 따르면, 가장 유리한 가정 하에서도 양자 컴퓨터를 이용한 채굴은 약 10⁸개의 물리적 양자 비트와 10⁴ 메가와트(MW)의 전력이 필요하며, 이는 대규모 국가 전력망의 총 출력에 상응한다. 2025년 1월 기준 비트코인 메인넷 난이도에서는 필요한 자원이 약 10²³개의 물리적 양자 비트와 10²⁵와트(W)로 급증하는데, 이는 이미 항성 하나에 버금가는 에너지 출력 수준이다. 비교를 위해, 현재 전체 비트코인 네트워크의 전력 소비량은 약 13–25기가와트(GW) 수준이며, 양자 채굴에 필요한 에너지 규모와는 차원이 다른 격차가 존재한다. 또한 연구는 Grover 알고리즘의 이론적 가속 이점이 실제 공학적 구현 과정에서 다양한 오버헤드로 인해 상쇄되어, 실제 채굴 수익으로 전환되지 못한다는 결론을 내렸다. 즉, 양자 채굴은 물리적·경제적 측면에서 모두 실현 불가능하다. Google만이 이 문제를 논의하는 유일한 기관은 아니다. Coinbase, 이더리움 재단, 스탠포드 블록체인 연구센터(Stanford Blockchain Research Center) 등도 이미 관련 연구를 진행 중이다. 이더리움 재단 연구원 저스틴 드레이크는 다음과 같이 평가했다: “2032년까지, 양자 컴퓨터가 노출된 공개키로부터 secp256k1 ECDSA 개인키를 복원할 확률은 적어도 10% 이상이다. 2030년 이전에 암호학적으로 의미 있는 양자 컴퓨터가 등장할 가능성은 여전히 낮게 느껴지지만, 지금 바로 준비를 시작할 때임은 분명하다.” 따라서 현재로서는 양자 컴퓨팅이 채굴에 치명적인 타격을 줄 것이라고 걱정할 필요는 없다. 그에 필요한 자원 규모가 모든 합리적인 경제적 의사결정의 범주를 훨씬 초월하기 때문이다. 아무도 단 하나의 블록에서 얻을 수 있는 3.125 BTC를 얻기 위해 그렇게 막대한 에너지를 소비하지 않을 것이다. **암호화폐는 사라지지 않지만, 업그레이드가 필요하다** 양자 컴퓨팅이 던진 질문에 대해, 업계는 이미 오래전부터 답을 알고 있었다. 그 답은 바로 ‘양자 내성 암호화(Post-Quantum Cryptography, PQC)’다. 즉, 양자 컴퓨터조차도 저항할 수 있는 암호화 알고리즘이다. 구체적인 기술 경로로는 양자 저항성 서명 알고리즘 도입, 공개키 노출을 최소화하기 위한 주소 구조 최적화, 프로토콜 업그레이드를 통한 점진적 이행 등이 있다. 현재 NIST는 양자 내성 암호화 표준화 작업을 완료하였으며, ML-DSA(FIPS 204, 모듈러 격자 기반 디지털 서명 알고리즘)와 SLH-DSA(FIPS 205, 해시 기반 무상태 서명 알고리즘)가 두 가지 핵심 양자 내성 서명 방안이다. 비트코인 네트워크 차원에서는 BIP 360(Pay-to-Merkle-Root, 약칭 P2MR)이 2026년 초에 공식적으로 비트코인 개선 제안(BIP) 저장소에 등재되었다. 이는 2021년 활성화된 Taproot 업그레이드가 도입한 거래 방식을 대상으로 한다. Taproot는 본래 비트코인의 프라이버시와 효율성을 향상시키기 위해 설계되었으나, 그 ‘키 경로 사용(key path spending)’ 기능이 거래 시 공개키를 노출시켜 미래 양자 공격의 표적이 될 수 있다는 점에서 오히려 역효과를 낳을 수 있다. BIP 360의 핵심 아이디어는 이 공개키 노출 경로를 완전히 제거하고, 거래 구조 자체를 변경함으로써 자금 이체 시 공개키를 전혀 노출하지 않도록 하여 양자 위험의 노출을 근본적으로 줄이는 것이다. 암호화폐 산업 전체를 고려할 때, 블록체인 업그레이드는 체인 상 호환성, 지갑 인프라, 주소 체계, 사용자 이행 비용, 커뮤니티 협조 등 복잡한 문제를 수반한다. 따라서 프로토콜 계층, 클라이언트, 지갑, 거래소, 보관 기관, 일반 사용자까지 생태계 전체가 공동으로 참여해 ‘자물쇠를 교체’해야 한다. 다행히도, 업계는 이미 이에 대한 공감대를 형성했으며, 이후 진행은 실행과 시간 계획의 문제일 뿐이다. **제목은 위협적으로 들리지만, 현실은 그리 급하지 않다** 이 최신 진전들을 상세히 분석해 보면, 사실은 그리 센세이셔널하지 않다는 것을 알 수 있다. 인간이 양자 컴퓨팅을 연구하는 속도는 분명히 현실화로 가는 길을 가속화하고 있으나, 우리에게는 여전히 충분한 대응 시간이 남아 있다. 오늘날의 비트코인은 정적 시스템이 아니라, 지난 10여 년간 끊임없이 진화해 온 네트워크다. 스크립트 업그레이드에서 Taproot에 이르기까지, 프라이버시 개선에서 확장성 해결책에 이르기까지, 비트코인은 항상 보안과 효율 사이에서 균형을 찾으며 변화해 왔다. 양자 컴퓨팅이 제기하는 도전은, 단지 다음 번 업그레이드를 위한 또 하나의 이유일 뿐이다. 양자 컴퓨팅의 시계는 ‘틱톡’거리고 있다. 좋은 소식은, 우리가 그 소리를 분명히 들을 수 있고, 아직 반응할 시간이 충분하다는 점이다. 계산 능력이 끊임없이 도약하는 이 시대에 우리가 해야 할 일은, 암호화 세계의 신뢰 메커니즘이 기���적 위협보다 항상 한 발 앞서 나가도록 하는 것이다.