비트코인 프라이버시 설계 공개…입출금·보안 검증은 과제

비트코인(BTC)의 합의 규칙을 바꾸지 않고 거래 금액과 송·수신자를 가리는 ‘Shielded Bitcoin’ 설계가 공개됐다. 다만 실제 BTC의 진입·이탈 절차와 보안 검증이 남아 있어 즉시 사용할 수 있는 기능으로 보기는 어렵다.

암호학 연구기관 alloc init의 클라라 시켈만(Clara Shikhelman), 미하일 코마로프(Mikhail Komarov), 알렉세이 모스크빈(Aleksei Moskvin)은 24일 ‘Shielded Bitcoin’ 논문을 공개했다. 이 제안은 별도 블록체인이나 비트코인 합의 변경 없이 지캐시(Zcash)의 차폐 전송 구조를 구현하는 메타프로토콜이다.

이번 설계는 비트코인을 데이터 기록·정렬 계층으로 활용한다. 차폐 거래의 규칙과 상태는 비트코인 네트워크 외부에서 처리되지만, 관련 데이터는 비트코인 거래에 기록된다.

핵심 구성은 암호화된 ‘노트’, 공개형 ‘널리파이어(nullifier)’, 영지식증명이다. 노트에는 비트코인 금액과 수신자 정보가 담기지만 평문으로 공개되지 않는다.

사용자가 노트를 전송하면 암호화된 출력값과 사용한 노트를 표시하는 널리파이어가 함께 기록된다. 영지식증명은 소유권과 이중지불 방지, 금액 보존이 성립한다는 사실을 증명하는 데 쓰인다.

비트코인 네트워크 자체는 이 데이터의 유효성을 합의 차원에서 검증하지 않는다. 인덱서는 블록에 기록된 데이터를 순서대로 읽고 증명을 확인해 노트 트리와 널리파이어 목록을 재구성한다.

인덱서는 사용자의 자산을 보관하거나 지출할 권한을 갖지 않는다. 다만 악의적인 인덱서가 거래 데이터를 지연·누락하거나 오래된 상태를 제공하면 지갑 사용이 방해받을 수 있으며, 이용자는 다른 인덱서를 선택하거나 비트코인 기록을 직접 재생할 수 있다.

프라이버시가 모든 정보를 숨기는 것은 아니다. 차폐 거래가 발생했다는 사실과 시점, 거래에 포함된 노트 수, 수수료, 데이터를 실은 비트코인 거래의 구조는 공개될 수 있다.

수수료를 낸 지갑이 특정 사용자와 연결돼 있다면 거래 게시자에 대한 단서가 남을 수 있다. 입금·출금 시점과 금액도 거래 연계에 활용될 수 있다.

가장 큰 미완성 영역은 실제 BTC의 진입과 이탈이다. 이번 논문은 이미 차폐 시스템 안에 들어온 자산의 전송만 다루며, 일반 비트코인을 차폐 노트로 바꾸는 ‘peg-in’과 다시 일반 비트코인으로 되돌리는 ‘peg-out’은 후속 연구 범위로 남겼다.

alloc init은 Bitcoin PIPEs를 활용한 입출금 구조를 별도 문서에서 다룰 예정이라고 밝혔다. 현재 설계만으로는 운영 가능한 BTC 입출금 체계가 확정됐다고 보기 어렵다.

보안 가정도 남아 있다. 참고 구현은 Groth16 증명 시스템을 사용하며, 한 명 이상의 정직한 참여자가 설정 절차에 참여해야 한다.

다른 증명 시스템을 선택할 가능성은 열려 있지만 증명 크기와 설정 가정 사이의 최종 선택은 정해지지 않았다. 새로운 영지식 회로가 충분한 검증과 공격 테스트를 거쳤는지도 후속 확인이 필요한 부분이다.

업계와 커뮤니티의 평가는 엇갈렸다. Galaxy Research는 지캐시식 프라이버시를 비트코인에 가져오려는 직접적인 시도라고 평가하면서도 입출금과 새로운 회로 검증을 핵심 난제로 꼽았다.

반면 레딧 r/Bitcoin 커뮤니티에서는 비트코인 위에 별도의 상태 기계를 얹은 메타프로토콜에 불과하다며 이를 ‘비트코인 자체의 프라이버시 기능’으로 부르는 데 반대하는 의견이 나왔다. 이는 커뮤니티 반응으로, 설계의 기술적 결론과는 구분된다.

비트코인에서 소프트포크 없이 프라이버시 거래를 구현하는 설계가 공개됐다는 앞선 보도와 마찬가지로 이번 제안도 비트코인 합의 변경 없이 기능을 구현하는 데 초점을 맞췄다. 다만 입출금 절차와 실전 보안성은 여전히 별도 검토 대상이다.

Shielded Bitcoin은 비트코인 합의 변경 없이 프라이버시 기능을 실험할 설계 공간을 제시했다. 후속 문서에서 BTC의 peg-in·peg-out 구조가 제시될 예정이다.