양자 컴퓨팅, AI, DeFi: 기술 패러다임 전환에 대비하기

저자: Kava Labs 출처: medium

AI 기반 위험 평가와 관련된 기사에서는 AI가 이상 징후 탐지를 통해 사이버 보안을 강화하는 방법과 예측 분석을 통해 사이버 보안을 강화하는 방법에 대해 알아보았습니다. 하지만 또 다른 독립적인 혁신 기술이 등장하여 탈중앙화 금융(DeFi) 분야에서 새로운 기술 패러다임의 변화를 촉발한다면 어떻게 될까요? 이 새로운 기술이 암호화를 뚫음으로써 탈중앙 금융이 의존하는 기반을 완전히 무너뜨릴 수 있다면 어떻게 될까요?

양자 컴퓨팅이 곧 다가올 것입니다. 많은 전문가들이 미래에 대해 우려하고 있습니다. 이러한 우려는 암호화폐 초창기부터 존재해 왔지만, 2024년 4분기에 구글이 최신 양자 컴퓨터 칩인 윌로우를 발표하면서 더욱 심화되고 있습니다.

이 글에서는 양자 컴퓨팅의 작동 방식과 디파이에 대한 잠재적 위협, 그리고 향후 업계가 이를 경계해야 하는지에 대해 살펴봅니다.

전통적 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅의 대조

양자 컴퓨팅의 위협을 살펴볼 때는 먼저 양자 컴퓨팅이 오늘날 우리에게 익숙한 기존 컴퓨팅 시스템과 근본적으로 다르다는 점을 이해해야 합니다. 이를 이해하기 위해서는 디지털 정보의 가장 작은 단위인 비트에 대해 자세히 살펴봐야 합니다. 비트는 모든 현대 컴퓨팅 기술의 기본 구성 요소이며, 역사적으로 0 또는 1로 표현되어 왔습니다.

이 기본 단위 덕분에 현대 컴퓨팅은 그 구조를 기반으로 구축될 수 있었습니다. 이진 시스템의 힘은 더 크고 복잡한 시스템을 구축할 수 있는 견고한 토대를 구축할 수 있게 해줍니다.

퀀텀 컴퓨팅은 이 계산 단위에 대한 대안을 만들어 2진법 시스템의 본질에 도전합니다. 양자 컴퓨팅에서 대체 양자 비트(큐비트)는 기존 비트의 위치뿐만 아니라 1 또는 0의 여러 현실을 인코딩할 수 있는지 여부에 대해서도 여러 가지 가능성을 가지고 있습니다.

중첩 상태

< p style="text-align: left;">중첩 상태는 양자 컴퓨팅의 초석 중 하나이지만, 매우 추상적이어서 이해하기 어려울 수 있습니다. 기존 컴퓨팅에서 비트의 상태는 항상 1 또는 0으로 100% 결정론적이지만, 양자 컴퓨팅에서는 큐비트가 1과 0을 모두 나타낼 수 있습니다. 즉, 어떤 것이 '예'와 '아니오'로 동시에 존재한다고 상상할 수 있습니다. 이는 기존의 사고방식이나 고전적 모델에서는 잘 이해되지 않습니다.

이 현상을 설명하는 가장 쉬운 방법은 20세기 물리학자 에르빈 슈뢰딩거와 그의 양자역학 불확정성 원리 이론을 통해 설명하는 것입니다. 슈뢰딩거의 고양이 실험은 고양이를 가이거 계수기와 부패하면서 유독 가스를 방출하는 방사성 물질이 들어 있는 밀폐된 상자 안에 넣는 시나리오를 상상해보라는 요청을 받은 것으로 더 익숙할 것입니다. 이론적으로 방사성 물질의 붕괴 과정은 불확실하기 때문에 상자를 열어 직접 확인하기 전까지는 어느 상태가 정확한지 알 수 없기 때문에 고양이는 상자를 열기 전까지는 기술적으로 삶과 죽음의 상태에 모두 놓여 있습니다. 양자 비트는 강제로 연산을 수행하기 전까지는 '살아있음'과 '죽어 있음'을 모두 지니고 있습니다.

얽힌 상태

이 글을 계속 읽고 계신다면, 아직 양자 컴퓨팅의 개념이 머릿속을 떠나지 않았다는 것을 축하드립니다. 따라서 양자 비트가 무엇이고 어떻게 표현되는지 이해한 후에는 각 양자 비트 내부의 입자들이 어떻게 상호 연결되는지 더 탐구해야 합니다. 이를 '얽힌 상태'라고 하며, 양자 컴퓨팅의 두 번째 초석입니다.

우리는 슈뢰딩거의 고양이와 같은 사고 실험 모델에서 양자 컴퓨팅이 어떻게 작동하는지 살펴봤습니다. 그러나 양자 컴퓨팅은 얽힌 상태를 통해 이 유추를 새로운 차원으로 끌어올립니다. 양자 컴퓨팅은 단순히 두 개의 계산 상태를 동시에 유지하는 것이 아니라 여러 위치를 통해 서로 상호작용하고 변화하는 더 많은 컨텍스트를 포함합니다. 미로를 탐색하고 있다고 상상해 보세요. 기존 컴퓨팅에서는 첫 번째 경로가 막다른 골목으로 이어지면 0으로 분류할 수 있습니다. 두 번째 시도도 실패하면 정답을 찾을 때까지 프로세스가 순차적으로 계속됩니다. 같은 맥락에서 양자 컴퓨팅은 모든 경로를 동시에 매핑하며, 각각의 실패 및 성공 경로가 다른 모든 컨텍스트의 영향에 영향을 미칩니다.

사고 실험 또는 기타?

양자 컴퓨팅의 이론을 이해하는 것은 매우 어렵지만, 컴퓨팅 성능의 혁신적인 향상을 고려한다면 매우 중요합니다. 양자 비트의 중첩과 얽힘 상태는 양자 컴퓨팅이 오늘날 우리가 이해할 수 있는 수준을 훨씬 뛰어넘는 규모와 속도로 문제를 해결할 수 있게 해줍니다.

우리는 기술 혁신의 한계에 관한 기사에서 현대 디지털 정보의 다양한 크기를 살펴보았습니다. 5페이지 분량의 워드프로세서 파일을 저장하는 데 필요한 평균 킬로바이트부터 3분 분량의 MP3 오디오 파일을 저장하는 데 필요한 메가바이트까지, 디지털 데이터의 규모를 이해하는 것은 비트에서 양자 비트로의 기본적인 빌딩 블록 재구성이 복합적인 효과를 가져오는 이유를 이해하는 데 핵심이 됩니다.

이러한 참조 프레임으로 양자 컴퓨팅의 힘을 이해하기 시작할 수 있습니다. Google은 새로운 양자 칩인 Willow가 현재 시장에서 가장 빠른 기존 컴퓨터가 1000억 년(1027승년)이 걸리는 문제를 5분 만에 해결할 수 있다고 주장합니다. Five minutes versus 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 years.

현대 암호화의 종말?

양자 컴퓨팅이 탈중앙화 금융(DeFi) 산업에 시스템적인 위협이 될 수 있다는 것을 보셨을 것입니다. 이러한 강력한 컴퓨팅은 전체 블록체인 생태계를 뒷받침하는 암호화 보안을 대체할 수 있는 기술입니다. 무차별 암호 대입 공격은 개인 키 정보를 즉시 공개하고 사용자 계정을 탈취할 수 있습니다.

이전 게시물에서는 AI와 블록체인의 상호 운용 가능한 통합이 악의적인 행위자가 작동하는 '포이즌 필' 효과로 이어질 수 있다고 언급했습니다. 이제 이러한 이론과 양자 컴퓨팅의 잠재력을 결합하면 디파이 공간 전체가 단 몇 분 만에 완전히 해체되는 미래를 쉽게 상상할 수 있습니다.

낙관해야 하는 이유

퀀텀 컴퓨팅이 DeFi에 미칠 위협이 걱정된다면, 낙관해야 할 여러 이유가 여전히 있습니다. 첫째, 아직 깨닫지 못하셨다면 양자 컴퓨팅은 매우 복잡하고 어렵고 비용이 많이 든다는 점입니다. 현재 존재하는 양자 컴퓨터는 극소수이며, 대부분 IBM, Google, Amazon, Alibaba와 같은 기업에서 엄격하게 규제되고 통제된 환경에서 개발되고 있습니다. 이러한 기업들은 탈중앙 금융의 암호화 보안의 이점을 훼손하지 않습니다. 그렇게 하면 원자로와 무기 시스템을 포함한 전통적인 은행과 국방 인프라를 보호하는 데 사용되는 것과 동일한 암호화 보안이 약화될 수 있기 때문입니다.

둘째, 우리는 종종 우리 산업의 중요성을 과소평가합니다. 디파이 분야의 총 가치는 현재 1,250억 달러에 달하며, 이에 비하면 아직은 매우 젊고 작은 산업입니다. 머니마켓 은행의 시가총액은 90,964.7억 달러, 통합 석유 및 가스의 시가총액은 1,090억 달러가 넘습니다. 비관적으로 들릴 수도 있지만, 양자 컴퓨팅 기술이 가속화되어 위협이 된다면 세계의 다른 모든 분야가 똑같이 취약해질 것이기 때문에 디파이 분야를 공격하는 것은 가장 매력적인 표적이 되지 못할 것입니다. DeFi가 공격 대상이 되더라도 글로벌 공급망 붕괴, 인공 지능(AGI), 핵무기 배치와 같은 더 시급한 분야에서 양자 컴퓨팅 공격의 사회적 결과에 직면하게 될 것입니다. 디파이와 개인 키 보안은 더 이상 우리의 주요 관심사가 아닐 수도 있습니다.

또한 기술이 발전하고 새로운 위협이 등장함에 따라 새로운 솔루션도 등장하고 있습니다. 양자 이후 암호화(PQC)는 오늘날 이 분야에서 중요한 주제입니다. 개발자들은 적절한 보안 없이 양자 컴퓨팅이 활용될 경우 발생할 수 있는 위협에 대해 심각하게 인식하고 있습니다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 글로벌 포스트퀀텀 암호화 표준을 수립하기 위한 노력을 주도하고 있습니다.

우리는 또한 양자 컴퓨팅의 출현을 긍정적인 힘으로 인식해야 합니다. 양자 컴퓨팅 모델이 제공하는 강력한 연산 능력은 우주 여행부터 글로벌 사물 인터넷, AI 통합에 이르기까지 다양한 분야에서 전례 없는 발견을 이끌어낼 것입니다. 이미 일련의 기사를 통해 AI가 스마트 자동차, 의료 혁신, 신약 개발 분야에서 혁신을 가속화하는 모습을 살펴봤습니다. 양자 컴퓨팅은 가장 낙관적인 미래학자들도 상상할 수 없을 만큼 더 빠른 속도로 발견의 속도를 향상시키고 가속화할 것입니다.

마지막으로, 우리는 양자 컴퓨팅이 아직 초기 단계에 있다는 사실을 인정해야 합니다. Willow 양자 컴퓨팅 칩의 도입에도 불구하고 양자 컴퓨터의 실제 적용은 여전히 제한적입니다. 양자 컴퓨터가 완벽하게 작동하고 실제 세계와 통합되기 위해서는 현재의 디지털 환경을 광범위하게 인덱싱해야 합니다. 양자 컴퓨팅의 위협에 견딜 수 있도록 산업을 혁신하거나 양자 컴퓨팅이 가져올 혜택에 대비하는 것은 사회가 극복해야 할 어려운 과제가 될 것입니다. 양자 컴퓨팅의 미래가 무엇이든 흥미롭고 파괴적인 길이 될 것입니다. DeFi, AI, 양자 암호화 이후의 대응 방식은 21세기의 가장 결정적인 시기 중 하나가 될 것입니다.