슈링크스 초안 공개, 비트코인 양자보안 구체화

비트코인(BTC)용 양자내성 서명체계 슈링크스(SHRINCS) 초안이 공개되면서 장기 보안 업그레이드 논의가 구체 규격 단계로 내려왔다.

슈링크스 작업그룹은 27일 한국시간 비트코인 개발 메일링리스트에 첫 초안을 공개하고, 이 문서가 슈링크스의 암호 구조를 설명하는 초기 규격이라고 밝혔다. 참여자는 컨듀이션(Conduition) 브링크 개발자, 이선 하일먼(Ethan Heilman) 클라우드플레어 연구원, 미하일 쿠디노프(Mikhail Kudinov) 블록스트림 연구원, 올렉산드르 쿠르바토프(Oleksandr Kurbatov) 블록스트림 연구원, 조나스 닉(Jonas Nick) 블록스트림 연구원 등이다.

초안은 슈링크스를 비트코인 거래 승인에 쓰기 위한 해시 기반 양자내성 서명 방식으로 설명한다. 문서 상태는 Draft이며 BIP 번호는 아직 배정되지 않았다. 공개키 크기는 48바이트다. 상태 관리형 서명은 548~4619바이트, 상태 비관리형 대체 서명은 5777바이트로 제시됐다.

핵심 쟁점은 블록 공간이다. 양자내성 서명은 통상 기존 서명보다 커져 한 블록에 담을 수 있는 거래 수를 줄인다. 슈링크스는 평소에는 작은 상태 관리형 서명을 쓰고, 지갑이 서명 상태를 잃었을 때는 더 큰 대체 서명을 쓰는 구조를 택했다.

상태 관리형 서명은 같은 키를 다시 쓸 때마다 지갑이 어느 일회용 키를 썼는지 기억해야 한다. 여러 기기, 하드웨어 지갑, 백업 복원 환경에서 상태가 어긋나면 같은 키가 반복 사용될 수 있어 운용 부담이 생긴다. 대체 서명은 이 위험을 줄이는 장치지만, 서명 크기가 커지는 비용을 치른다.

초안은 슈링크스가 SHA256을 기반으로 하며 미국 국립표준기술연구소(NIST) 보안 카테고리 1을 목표로 한다고 적었다. 다만 보안 증명은 아직 TODO로 남아 있다. 작업그룹은 테스트 벡터, 단위 테스트, 보안 증명, 최적화 구현이 빠져 있으며 생산 환경에서 쓰지 말라고 밝혔다.

블록스트림(Blockstream)은 8월 6일 연구 글에서 슈링크스의 상태 비관리형 후보를 찾기 위해 2만5935개 매개변수 조합을 검토했다고 밝혔다. 이 과정에서 SLH-DSA보다 작은 후보군을 추렸고, 5776바이트 후보를 제시했다. 같은 글은 상태 관리형 서명이 324바이트에서 시작해 같은 키를 다시 쓸 때마다 약 16바이트씩 커진다고 설명했다.

언체인드(Unchained)는 블록스트림 연구진이 슈링크스를 비트코인 블록 공간 부담을 줄이기 위한 후양자 서명 체계로 제안했다고 보도했다. 보도 시각은 28일 오후 7시31분 한국시간이다. 언체인드는 모든 거래가 슈노르 서명을 쓸 때와 SLH-DSA를 쓸 때의 처리량 비교를 전하며, 슈링크스가 초당 3건에 가까운 처리량을 회복하는 설계라고 전했다.

이번 초안은 본지가 앞서 전한 비트코인용 양자내성 서명체계 논의가 구체 문서 단계로 내려온 흐름의 후속 성격이 강하다. 당시 공개 저장소도 문서 상태를 BIP 미배정, Draft로 표시해 메인넷 적용을 전제로 한 완성 규격은 아니라고 설명했다.

블록스트림은 3월 리퀴드(Liquid) 네트워크에서 슈링크스 서명 거래를 시연했다고 밝혔다. 리퀴드는 블록스트림이 운영하는 비트코인 사이드체인이다. 본지의 비트코인 양자보안 실험 보도도 슈링크스 연구가 코드 구현과 기계검증 논의로 이어지고 있다고 전한 바 있다.

양자내성 암호는 향후 양자컴퓨터가 기존 공개키 암호를 약화시킬 가능성에 대비해 설계하는 암호 체계다. 비트코인에서는 공개키가 노출된 뒤 서명 체계가 충분히 강한지, 기존 주소와 지갑 사용성을 어떻게 옮길지가 함께 논의된다. 이 때문에 기술 사양뿐 아니라 합의 변경과 지갑 운용 방식이 동시에 쟁점이 된다.

도입 절차는 별도다. 작업그룹은 이번 초안이 합의 검증 규칙과 분리된 암호 규격이라고 밝혔다. 비트코인에 슈링크스를 적용하려면 적어도 하나 이상의 새 출력 형식과 추가 BIP가 필요하다.

메인넷 적용은 소프트포크와 네트워크 참여자의 지지가 있어야 가능하다. 개발자 논의에서 암호 규격이 정리되더라도 노드, 채굴자, 지갑 사업자, 이용자가 받아들일 수 있는 전환 경로가 마련돼야 한다.

한국 독자에게 이번 사안은 단기 가격 재료보다 비트코인 인프라 보안 논의에 가깝다. 확인된 것은 양자컴퓨터 위협을 전제로 한 서명 전환 연구가 초안 문서와 검토 요청 단계에 들어섰다는 점이다. 실제 적용 시점과 최종 설계는 아직 정해지지 않았다.