양자 컴퓨터가 언젠가 비트코인(BTC)을 뚫을 수 있지만, 같은 물리학이 위조가 불가능한 화폐도 만들 수 있습니다. 두 전문가가 주장하길, 디지털 현금의 최종 형태는 블록체인이 아니라 양자 머니일 수 있습니다.
스테파노 고지오소와 다니엘라 헤르만은 최근 비인크립토 전문가 위원회에서 이 같은 주장을 펼쳤습니다. 이들의 주장은 암호화폐보다도 오래된 아이디어와 물리학의 한 가지 법칙에 기반을 두고 있습니다.
화폐는 항상 신뢰의 역사였습니다
관련된 분석에서는 양자 컴퓨팅이 비트코인을 언제 뚫을 수 있을지 질문하였습니다. 이 글은 반대로 묻습니다. 만약 동일한 기술이 오늘날 우리가 사용하는 화폐보다 더 나은 것을 만든다면 어떨까요?
그 답은 토론을 새롭게 해석하는 고지오소의 한 마디로부터 시작합니다. 합의는 “마지막 중개인”이라고 그는 말합니다.
이 이유를 알기 위해서는 화폐가 처음 어떻게 신뢰를 잃게 되었는지 살펴볼 필요가 있습니다.
현금은 중개인이 필요하지 않습니다. 금화는 그 자체로 가치가 증명되며, 구매자는 은행이나 장부, 네트워크를 신뢰하지 않아도 됩니다. 하지만 현금은 전선을 따라 이동할 수 없습니다.
디지털 머니는 거리의 문제를 해결했지만, 중개인을 다시 불러왔습니다. 온라인 결제는 항상 중개인이 같은 단위의 이중 사용을 방지하는지 확인해야 합니다.
비트코인은 기관을 수학과 합의로 대체하면서 이 문제를 해결했습니다. 수천 대의 컴퓨터가 하나의 기록에 동의하므로 중앙 기관이 필요하지 않게 되었습니다.
그러나 신뢰가 아닌 물리학을 이용하자는 생각은 비트코인보다 오래된 것입니다. 현대 인터넷보다도 더 오래되었습니다.
1960년대 후반, 콜롬비아 대학교 대학원생 스티븐 위즈너는 “합성부호(Conjugate Coding)”라는 원고를 작성했습니다. 학술지는 이를 거절하였으며, 1983년까지 미발표 상태로 남았었습니다.
위즈너는 물리학에 의해 보호받고, 은행이 아닌 시스템이 뒷받침하는 위조 불가능한 돈을 제안하였습니다. 이 아이디어는 양자 정보의 최초 실제 활용 사례였습니다.
그 후 이 연구는 1984년 BB84라는 프로토콜에 영감을 주었습니다. 이는 양자 암호학의 서막이었습니다. 사실상, 이 분야 전체가 위조 불가능한 돈을 만들려는 시도에서 비롯되었습니다.
비밀이 아닌 물리학에서 출발하는 보안
기존 암호학은 복잡한 수학 문제에 기반합니다. 암호는 이를 푸는 데 시간이 오래 걸리기 때문에 안전합니다. 양자 암호학은 완전히 다른 원리로 작동합니다.
양자 암호의 핵심은 복제 불가(노 클로닝) 정리라는 물리학 법칙입니다. 물리학자 윌리엄 우터스와 보이치에흐 주렉이 1982년에 증명했습니다. 미지의 양자 상태는 완벽하게 복제할 수 없습니다.
작동 방식은 간단합니다. 복제를 시도하면 상태가 교란됩니다. 위조는 실패하고, 손상이 드러납니다.
고지오소는 수년간 이 법칙을 실제 도구로 만드는 데 매진했습니다. 앞서 나폴리에서 열린 비인크립토 인터뷰에서 그는 스스로를 지키는 키에 대해 설명했습니다. 누군가 양자 키를 가로채면, 전송 중 파괴되어 프로토콜이 깨진다는 점을 수신자가 인식할 수 있습니다.
위원회 패널에서 그는 이 아이디어를 극한까지 밀고 나갔습니다.
“애플리케이션을 운영하는 하드웨어를 신뢰할 필요 없는 시스템을 구축할 수 있습니다. 공격자로부터 하드웨어를 주문해도, 애플리케이션이 자체 테스트를 통과하는 한 보안이 보장됩니다. 최악의 경우 실행 자체를 거부하게 됩니다. 이는 전통적 방식에서는 입증할 수 없는 일입니다.”
전문가들은 이를 디바이스 독립 암호학이라 부릅니다. 제조사가 적대적이어도 보안이 유지됩니다. 복잡한 하드웨어에서 백도어가 숨겨지기 쉽기 때문에 이 특징이 중요합니다.
위조 불가능한 키가 곧 돈이 되는 이유
보안에서 화폐로 넘어가는 길은 매우 짧습니다. 속임수와 위조는 표현만 다를 뿐 동일한 문제입니다.
양자 상태를 복제할 수 없으므로 위조도 불가능합니다. 복제가 불가능한 것은 돈의 역할을 할 수 있습니다.
고지오소는 이를 분명하게 설명했습니다.
“속일 수 없다는 말은 곧 복제나 위조가 불가능하다는 뜻입니다. 동일한 기술들로부터 양자 머니, 혹은 양자 기반 금융 상품이 나옵니다. 중개자, 네트워크, 상대방에 대한 신뢰가 훨씬 적은 새로운 디지털 금융 방식입니다.”
그의 팀은 이 개념의 가장 작은 버전을 실제 만들었습니다. 나폴리에서 그는 한 번만 사용 가능한 키를 시연했습니다. 사용하려면 키를 파괴해야 하기에 공격자가 전 거래를 반복할 수 없습니다.
한 번만 사용 가능한 키는 아주 작은 위조 불가 가치의 단위입니다. 이 원칙을 확장하면 연구자들이 부르는 양자 머니에 도달합니다.
이론 자체는 새롭지 않습니다. 2012년 스콧 애런슨과 폴 크리스티아노가 최초의 공개키 기반 양자 머니 구조를 제안했습니다. 누구나 해당 화폐가 진짜임을 검증할 수 있으며, 이를 발행한 은행만 확인할 수 있는 것이 아닙니다. 이들의 방식 설명은 위즈너와 거의 동일하게, 물리학적 법칙에 따라 위조 불가능한 돈에 대해 소개했습니다.
양자 머니와 마지막 중개인
이제 모든 요소가 연결됩니다. 비트코인은 은행을 없앴지만 신뢰를 지우지 못했습니다. 신뢰의 대상을 네트워크와 공유 장부로 옮겼습니다. 여전히 어떤 결제가 진짜인지 합의가 필요합니다.
고지오소는 이 합의를 마지막 중개인으로 봅니다. 웹3와 영지식 도구가 디지털 머니가 빼앗긴 신뢰 일부를 되찾았으나, 합의 시스템이 위조 방지의 마지막 역할을 담당한다고 그는 설명합니다.
그 작업에는 비용이 듭니다. 합의는 조정, 에너지, 그리고 여러 참가자들의 광범위한 동의를 필요로 합니다. 물리적인 보증은 그러한 요소들을 요구하지 않습니다.
그의 설명에 따르면, 양자 화폐는 중개자를 완전히 제거합니다.
“양자 화폐는 그 이야기의 다음이자 최종 진화입니다. 중개인, 글로벌 장부, 또는 누군가 이더리움(ETH) 블록에 어떤 거래가 들어갈지 결정하는 것을 신뢰하지 않고도, 멀리서 디지털 자산을 거래할 수 있습니다. 물리학이 위조불가능성을 직접적으로 제공합니다. 그런 의미에서, 합의는 정말 마지막 남은 중개인입니다.”
주장이 크므로 명확하게 표현할 가치가 있습니다. 만약 사실이라면, 양자 화폐는 비트코인이 은행에 비해 가졌던 위치와 같게 비트코인에 작용합니다.
주목할 만한 대칭성이 있습니다. 비트코인 서명을 위협하는 물리학이 바로 합의 자체를 없앨 수도 있는 물리학입니다.
더 영리한 공격자도 뚫지 못하는 단 하나의 방어
시점이 중요한 추가 이유가 있습니다. 인공지능은 점점 더 많은 것을 깨뜨리고 있습니다.
오늘날 대부분의 보안은 공격자가 충분히 영리하지 못하거나 시간이 부족해 문제를 풀 수 없다고 가정합니다. 고지오소는 이런 가정이 뛰어난 AI 시대에는 취약하다고 말합니다.
물리학은 다른 종류의 약속을 제공합니다.
“양자가 진정으로 제공하는 것은 우주의 법칙에 기반한 보안입니다. AI가 아무리 똑똑해도 소용없습니다. 그것을 깨뜨릴 수 없습니다. 최악의 경우, 그 일을 막을 수는 있지만 위조할 수는 없습니다.”
이것이 이 접근법의 더 깊은 매력입니다. 양자 보증은 공격자의 한계에 좌우되지 않습니다. 지능이 아무리 높아도 바꿀 수 없는 현실의 구조에 달려 있습니다.
양자 화폐: 아직 도달하지 못했지만 곧 실현 가능
두 게스트 모두 이 아이디어를 과장하지 않으려 신중했습니다. 상업용 양자 도구를 개발하는 헤르만은 그 한계를 분명히 했습니다.
“양자 화폐는 모든 것이 진행된 후 그려지는 비전입니다. 현재 양자 화폐 자체는 아직 사용 가능하지 않습니다. 그러나 칩이 발전하는 즉시, 이 기술들을 실제 책임감을 가지고 다뤄야 합니다.”
주요 장애물은 양자 메모리입니다. 불안정한 양자 상태를 유지하는 것은 매우 어렵습니다. 오늘날 가장 우수한 시스템도 이것을 수 초 동안만 유지합니다. 고지오소는 이 한계로 인해 완전한 양자 화폐는 아직 멀지만, 동일한 하드웨어가 이미 단기적 과제에는 적합하다고 밝혔습니다.
그럼에도 불구하고 방향은 정해졌습니다. 실험실에서는 이미 양자 토큰 및 관련 방식을 증명하기 시작해, 아이디어가 더 이상 이론에만 머물지 않고 있습니다.
고지오소는 이 점을 강조하며 패널을 마무리했습니다.
“앞으로 5년, 6년, 7년 안에, 오늘로선 증명상 불가능한 일을 양자 자원으로 해낼 수 있는 세상에서 살 수도 있습니다. 단지 어렵거나 느린 것이 아니라, 실제로 불가능한 일입니다. 그리고 이 소프트웨어는 5년 후가 아닌 오늘부터 설계할 수 있습니다. 미래는 진정으로 손 닿는 곳에 있습니다.”
50년이 넘도록 비스너가 물리학 자체가 지켜주는 화폐를 구상한 뒤, 이 개념은 마침내 칠판을 벗어나고 있습니다. 고지오소와 헤르만의 예측이 맞다면, 마지막 중개인은 이번 10년을 견디지 못할 수도 있습니다.
