솔라나 퀀텀글로, 알펜글로우 서명 3곳 바꾸는 양자 대비안

솔라나(SOL)의 합의 프로토콜 알펜글로우(Alpenglow)를 양자컴퓨터 공격에 견디도록 바꾸는 설계안 퀀텀글로(Quantumglow)를 안자(Anza) 연구진이 7월 30일 공개했다. 목표는 서명 방식을 교체하면서도 알펜글로우의 빠른 확정 속도를 지키는 것이다.

제안에는 쿠엔틴 크니프(Quentin Kniep)와 로저 바텐호퍼(Roger Wattenhofer) 등이 참여했다. 연구진은 강력한 양자컴퓨터가 등장하면 현재의 디지털 서명이 위협받을 수 있다는 전제에서 출발했다. 현재 쓰는 EdDSA·BLS 서명은 이런 공격에 취약하다는 것이 문제의식이다.

◇서명·블록 인증·합의 증명 세 곳을 바꾼다

제안의 핵심은 세 가지다.

△서명 방식 교체: EdDSA·BLS 서명을 해시 기반 XMSS 계열인 Ax(Alpenglow XMSS)로 대체한다. 검증자들이 일회용 공개키를 미리 교환해 캐시해 두면 서명에 필요한 데이터를 줄일 수 있다는 구상이다.

△블록 인증 방식: 블록 조각인 shred마다 서명을 붙이지 않는다. 대신 블록 전체 내용을 나타내는 서명된 커밋먼트를 쓰고, 인증된 통신 채널을 결합한다.

△합의 증명 방식: 집계 서명을 없앤다. 검증자가 충분한 투표나 승인 메시지를 직접 관찰하면 인증서를 로컬 이벤트로 기록한다. 연구진은 정상 작동 경로에서 지분의 80%가 블록을 승인하면 추가 승인 라운드 없이 빠른 확정이 가능하다고 설명했다.

집계 서명을 없앤 이유는 기술적 제약 때문이다. 연구진은 기존 BLS 집계 서명을 대체할 만한, 크기가 일정한 양자 내성 집계 방식이 알려져 있지 않다고 밝혔다. 집계가 필요 없는 프로토콜 구조가 그 대안이라는 설명이다.

별도 논문도 같은 방향을 다룬다. 크니프와 바텐호퍼 등이 참여한 논문은 분산 쿼럼 서명(DQS)을 제시한다. 정족수 서명 집계를 네트워크상의 개별 메시지와 로컬 인증 이벤트로 대체하는 방식이다. 각 메시지의 크기는 노드 수와 무관하지만 전체 통신량은 노드 수의 제곱에 비례한다. 논문은 이를 연구 설계와 성능 비교로 제시했으며 메인넷 실측 결과는 아니다.

◇알펜글로우는 10월 21일 메인넷에 활성화

알펜글로우는 검증자들이 거래 순서와 확정 여부에 합의하는 프로토콜이다. 솔라나재단은 21일 알펜글로우가 메인넷에 활성화됐다고 기록했다. 이는 현재 합의 프로토콜의 전환 사실일 뿐 퀀텀글로가 함께 배포됐다는 뜻은 아니다.

솔라나재단은 알펜글로우 안내에서 기존 TowerBFT의 최종 확정 시간이 약 12.8초였고 알펜글로우의 목표가 약 150밀리초라고 밝혔다. 본지가 앞서 전한 대로 알펜글로우는 검증자 투표 방식과 블록 최종성 구조를 바꾸는 프로토콜 변경이다. 9월에는 테스트넷에서 최종성 중앙값 54ms가 집계됐다는 보도도 나왔다.

◇연구·제안 단계, 성능은 시뮬레이션 근거

퀀텀글로는 아직 연구와 제안 단계다. 이를 다루는 별도의 솔라나 개선 문서(SIMD)는 나오지 않았다. 알펜글로우의 Votor 합의 변경을 다룬 SIMD-0326에도 퀀텀글로 관련 승인 절차는 없다. 클라이언트 릴리스와 활성화 일정, 검증자 도입 절차도 공개되지 않았다.

빠른 확정 속도를 유지한다는 주장은 연구진의 설계 설명과 시뮬레이션에 근거하며, 메인넷에서 측정한 성능이 아니다. 정상 경로에서 80% 지분이 승인하면 빠른 확정이 가능하다는 조건 역시 제안의 기술 설명이다. 알펜글로우의 운영 수치나 퀀텀글로의 배포 조건과는 구분해서 봐야 한다. '양자 내성'도 설계 목표를 가리키는 표현이며, 메인넷이 이미 양자 공격을 방어하고 있다는 뜻이 아니다.

이번 제안과 관련 자료는 양자컴퓨터가 해당 암호를 위협할 시점이나 임박한 공격을 제시하지 않았다.

개발자 커뮤니티의 평가는 아직 제한적이다. 레딧(Reddit)에 퀀텀글로 소개 글이 올라와 있지만 제안의 보안성이나 성능을 검증하는 논의로 보기는 어렵고, 독립적인 개발자 반론이나 업계 평가도 공개 검색에서 충분히 나오지 않았다.

퀀텀글로가 실제 프로토콜 변경으로 이어지려면 SIMD 제안과 검증자 논의 절차를 거쳐야 한다. 현재까지 공개된 자료에는 이 절차의 시작 일정이 나와 있지 않다.