양자 컴퓨터가 비트코인에 미치는 영향은 다양할 수 있습니다. 그중 긍정적인 측면과 부정적인 측면이 있는데, 새로운 블록체인 기술 발전에 기여할 수 있지만, 기존 블록체인 알고리즘을 공격하는데 위협적으로 사용될 수 있다고 알려져 있습니다.
양자 컴퓨터와 기존 컴퓨터(비트코인)의 차이
양자 컴퓨터는 현존하는 슈퍼컴퓨터가 수만년이 걸릴 연산을 단 몇분만에 할 수 있을 만큼 연산속도가 기하급수적으로 빠르다고 알려져 있습니다. 그렇게 때문에 비트코인과 양자컴퓨터 관계가 앞으로 어떻게 될지 궁금할 수 있습니다.
먼저 양자 컴퓨터와 비트코인의 관계를 보기 위해서는 기존 컴퓨터의 알고리즘으로 만들어진 비트코인과 양자 컴퓨터의 작동 방식을 알아야 할 필요성이 있습니다.
양자 컴퓨터는 큐비트란 정보단위를 사용하며, 기존 컴퓨터는 비트란 정보단위를 사용합니다.
- 양자 컴퓨터 연산 방식 : 0과 1이 동시에 존재할 수 있는 이온 트랩, 초전도체 사용하여 계산
- 기존 컴퓨터 연산 방식 : 0 혹은 1(이진법)을 사용하는 트랜지스터 사용하여 계산(GPU 한 개 당 수억 개 ~ 수십억 개의 트랜지스터 존재)
양자컴퓨터는 범용성 측면에서는 기대효과가 낮을 수 있습니다.
계산 방식을 보면 기존 컴퓨터는 모든 경우의 수를 계산해서 그 중 최적값을 제공하는 방식이지만, 양자 컴퓨터는 초전도체 혹은 이온을 사용하여 동시에 연산을 할 수 있는 특징을 가지고 있습니다.
즉, 동시간에 계산을 통해 최적의 값을 도출하는 방식이기 때문에 빠른 연산이 가능하긴 하나 사용하는 분야가 기존 컴퓨터와 다를 수 있습니다.
예를 들면, 내비게이션에서 가장 빠른 길을 찾기 위해 양자컴퓨터와 기존컴퓨터가 연산을 시작한다면 기존 컴퓨터는 모든 경우의 수를 계산한 다음 그중 가장 빠른 길을 제공하지만 양자컴퓨터는 큐비트를 이용하여 동시다발적으로 큐비트가 미리 관찰하고 가장 빠른 길을 제공하는 방식이기 때문에 모든 경우의 수가 검토되어야 할 분야에서는 기존 컴퓨터가 유리할 수 있죠.
양자 컴퓨터의 예
동전을 던지면서 동시에 앞면과 뒷면을 관찰이 가능하다는 개념으로 동시에 여러 계산이 가능합니다. 이러한 원리가 양자역학인데, 기존 컴퓨터보다 혁신적으로 빠르다고 하지만, 결국 오류율을 0로 만드는 해법이 나오지 않는 이상 0과1로 계산되는 이진법의 정확성을 따라갈 수는 없습니다.
기존 컴퓨터의 예
동전을 던졌을 대 뒷면이 나오면 0이 되고 앞면이 나오면 1이란 정보로 표현되며 하나씩 순서대로 계산을 합니다. 숫자를 계산함에 있어서 정확성은 양자 컴퓨터가 따라올 수 없습니다. 다만 최적의 값을 도출하는데 있어서는 양자컴퓨터의 속도를 따라갈 수는 없죠.
마치 빠른길을 찾을 때 모든 경우의 수를 계산해서 최적이 길을 도출해주기 때문에 그 정확성은 200%라고 할 수 있습니다. 다만 속도면에서는 양자컴퓨터를 따라갈 수는 없죠.
따라서 신약개발의 개발 기간을 단축한다거나 금융 분야에서 예측을 하기 위해서는 양자 컴퓨터가 훨씬 유리합니다. 신약개발을 하는 과정은 이론적으로 수년간 연구, 실험 등 십년 이상 걸리는 과정입니다.
하지만 양자 컴퓨터를 활용한다면 수십, 수백억개의 경우의 수를 계산하는 것이 가능하기 때문에 불필요한 실험을 피할 수 있어서 개발기간을 단축시킬 수 있을 것이란 의견이 지배적입니다. 이러한 특징을 갖는 컴퓨터가 양자컴퓨터의 특징입니다.
결국 양자 컴퓨터가 상용화가 된다 하더라도 기존 컴퓨터와 공존해서 사용되어 질 것으로 많은 전문가들은 예상하고 있으며, 비트코인의 Key를 정확하게 풀 수 있는 방식은 GPU를 이용한 기존 컴퓨터가 유리합니다.
양자 컴퓨터가 비트코인에 미치는 긍정적인 면
블록체인 혁신적 기술 발전
양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 엄청난 연속 속도를 자랑합니다. 즉, 슈퍼 컴퓨터로 1만 년이 걸리는 연산을 양자 컴퓨터는 단 몇 분 만에 계산을 할 수 있는 큐비트 방식을 사용하고 있죠. 따라서 블록체인 네트워크 속도와 효율성을 향상시키는데 기여할 수 있습니다.
암호화폐 보안 강화
양자 컴퓨터의 빠른 연산으로 기존 컴퓨터로 만들어진 암호화 알고리즘을 깰 수 있는 잠재력이 있지만 양자 컴퓨터 기반 암호화 기술이 개발이 된다면 암호화폐 보안을 더욱 강화시킬 수 있습니다.
새로운 암호화폐 알고리즘 개발
양자 컴퓨터 공격에 대한 새로운 암호화 알고리즘 개발은 암호화폐 시스템의 안정성을 유지하는데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
양자 컴퓨터가 비트코인에 미치는 부정적인 면
51% 공격의 위협 증가
양자 컴퓨터를 이용하여 비트코인의 51% 공격에 대한 위협에 직면할 수 있습니다.
51% 공격은 비트코인 블록체인 네트워크를 51% 장악하여 블록 정보의 거래를 조작하거나 거부하는 공격이며, 양자컴퓨터의 빠른 연산능력으로 위협이 될 수 있다고 알려져 있습니다. 하지만 지금까지 발생한 이력은 없습니다.
비트코인 가격 변동성 증가
양자 컴퓨터의 실행 능력은 아직까지 범용적으로 상용화가 되지 않고 있지만 지금까지 알려진 양자컴퓨터의 불확실한 정보로 인해 비트코인 가격의 변동성이 커질 수 있습니다.
즉, 양자 컴퓨터로 인해 비트코인 시스템에 미칠 수 있는 영향 자체가 불확실하기 때문에 비트코인 투자 측면에서 투자자 입장에서는 불안할 수 있죠.
기존 암호화폐 알고리즘 공격
현재 널리 사용되고 있는 암호화 알고리즘을 공격하는데 사용될 수 있으며, 특히 비트코인에서 사용하고 있는 SHA-256 해시 알고리즘이 양자 컴퓨터 공격에 문제가 될 수 있죠.
양자 컴퓨터는 비트코인에 긍정적인 면과 부정적인 영향을 모두 줄 수 있습니다. 다만, 양자 컴퓨터 상용화는 민간분야에서 공격적으로 개발을 진행하고 있으며, 완성도가 높다고 알려져 있습니다. 결국 양자 컴퓨터가 상용화된다면 양자 컴퓨터 시대에 대비하기 위해 새로운 암호화 알고리즘 개발, 블록체인 기술 발전 등의 개발 노력이 필요할 것으로 보입니다.