AI가 양자 위협을 가속화하고 있다. 방위는 여전히 조정 문제를 안고 있다

Google Quantum AI가 7월에 양자 컴퓨터가 “오류로부터 학습”하도록 가르쳤다고 보고했을 때, 가장 명백한 이야기는 오류 정정이 개선됐다는 것이었다. 양자 컴퓨터는 매우 민감한 기계이다. 환경의 작은 변화가 튜닝을 흐트러뜨리고 오류를 발생시켜 연구자들이 계산을 중단하고 하드웨어를 재조정해야 할 수도 있다.

Google의 AI 시스템은 기계가 아직 가동 중일 때도 이러한 조정을 학습했다. 테스트에서 연구자들이 의도적으로 튜닝을 흐트러뜨렸을 때 시스템을 3.5배 더 안정적으로 만들었으며, 인간 전문가가 이미 보정한 뒤에도 오류를 추가로 20% 감소시켰다.

유용한 양자 계산은 결국 며칠 또는 몇 달 동안 지속적으로 실행되어야 할 수도 있다. 계산을 반복적으로 중단하지 않고 기계를 안정적으로 유지하는 것이 중요하다. Google은 이를 음악이 연주되는 동안 악기를 튜닝하는 것에 비유한다.

지속적인 안정성은 미래의 양자 컴퓨터가 널리 사용되는 공개키 암호화를 공격하기 위해 Shor 알고리즘을 충분히 오래 실행하는 데에도 필요하다.

보다 중대한 발전은 AI가 양자 연구 자체의 속도를 어떻게 가속화하고 있는가이다. 오류 정정, 회로 설계, 보정, 암호 해석은 과거에 부분적으로 별도 일정에 따라 개선되었다. AI는 이제 이러한 연구 루프들을 동시에 압축하기 시작했다. 양자 연구는 이제 소프트웨어 개발 속도와 동일하게 진행되고 있다. 암호화 마이그레이션은 배포된 하드웨어, 공급업체, 거버넌스 및 사용자에 의해 정해지는 더 느린 시계에 맞춰 진행된다.

대규모 암호 공격은 현재 하드웨어 수준을 넘어선 것이지만, 연구자들은 오늘날 취약한 암호를 깨기 위해 공격자가 필요로 하는 양자 컴퓨팅 파워를 지속적으로 감소시키고 있다.

대상은 점점 작아지고 있다

Peter Shor는 수십 년 전, 충분히 강력한 양자 컴퓨터가 RSA와 타원곡선 암호화라는 디지털 통신을 보호하는 두 가지 널리 사용되는 공개키 암호화를 깨뜨릴 수 있음을 보여주었다. 이 수학은 수십 년 동안 알려져 있었다. 불확실성은 언제 하드웨어가 실용적인 규모로 공격을 실행할 만큼 충분히 강력해지는가였다.

3월에 Google Quantum AI는 새로운 추정치를 발표했다 널리 사용되는 타원곡선 암호화를 공격하기 위해. 연구원들은 테스트한 하드웨어 가정 하에 Shor 알고리즘이 500,000개 미만의 물리적 큐비트로 실행될 수 있다고 계산했다. 이전의 주요 추정치는 약 20배 더 많은 큐비트를 필요로 했다. 이에 상응하는 20배 하드웨어 도약은 일어나지 않았다. 회로 설계가 개선되면서 하드웨어가 최종적으로 수행해야 할 작업이 감소했다.

같은 동향은 ECDSA.fail을 통해서도 확인되었다. 이는 연구자와 AI 에이전트가 동일한 양자 공격에 필요한 계산량을 줄이는 방법을 찾는 공개 프로젝트이다. 네트워크는 몇 시간 안에 Google의 벤치마크와 일치했고, 며칠 안에 이를 능가했다. 6월 말까지 보고된 최고의 회로는 벤치마크에서 47.5% 더 효율적이었다.

회로 효율성과 달력 시간은 서로 다르게 움직인다. 효율성이 향상될 때마다 미래 하드웨어가 수행해야 할 작업이 감소하며, AI는 기관들이 이전 추정에 대응하기 전에 그 요구사항을 계속 낮출 수 있다.

사람들은 자연스럽게 코드 해독 기계가 언제 등장할지 묻는다. 보안 계획에서는 우리의 가정이 얼마나 빨리 구식이 될 수 있는지가 더 유용한 질문이라고 생각한다.

방어는 다른 시계로 움직인다

NIST는 2024년에 최초의 포스트-양자 암호화 표준을 최종 확정했다. Cloudflare는 자사 네트워크의 65% 이상 인간 트래픽이 이미 포스트-양자 암호화를 사용하고 있다고 밝혔다. Apple은 iMessage용 PQ3라는 포스트-양자 암호 프로토콜을 배포했으며, Signal은 포스트-양자 보호 기능을 지속적으로 추가하고 있다.

Anthropic의 7월 연구 는 AI가 방어 측면을 강화할 수 있는 방법을 보여준다. Claude는 이미 두 차례 인간 검토를 통과한 포스트-양자 서명 후보인 HAWK에서 중요한 취약점을 발견했다. HAWK가 아직 후보 단계였기 때문에 연구자들은 배포 전에 취약점을 찾아냈으며, NIST의 최종 표준은 영향을 받지 않았다.

연구자들이 더 나은 암호화에 합의하면, 조직은 여전히 기존 시스템이 남아 있는 위치를 찾고, 공급업체를 조정하며, 하드웨어와 소프트웨어를 업데이트하고, 자체 키를 관리하는 고객을 이동시켜야 한다. 이러한 의존 관계는 수년이 걸릴 수 있다. 포스트-양자 마이그레이션은 아무도 통제할 수 없는 암호화 기한을 가진 인프라 프로그램이다.

블록체인은 격차를 숨기기 어렵게 만든다

대부분의 주요 블록체인은 소유권을 확립하기 위해 암호화 키 한 쌍에 의존한다. 공개 키는 네트워크에 공개될 수 있다. 개인 키는 소유자가 자산을 이동시킬 수 있게 하는 비밀 증명이다. 비트코인은 이 키 쌍을 사용해 거래를 승인한다.

충분히 강력한 양자 컴퓨터가 Shor 알고리즘을 실행하면 노출된 공개 키로부터 역으로 개인 키를 계산할 수 있다. 그 시점에서 공격자는 유효한 거래를 생성하고 마치 정당한 소유자인 것처럼 자금을 이동시킬 수 있다.

블록체인 입장에서는 그 위조된 거래가 정상적인 것으로 보인다. 네트워크가 거래를 수락한 후 이를 되돌릴 수 있는 지원 데스크는 존재하지 않는다.

웹 서비스는 마이그레이션에 더 많은 제어권을 가진다. Signal과 같은 앱은 단순히 프로토콜 업데이트를 배포할 수 있다. 클라우드 제공업체는 뒤에서 키 교환을 변경할 수 있으며, 대부분의 사용자는 변화 사실을 알지 못할 수도 있다.

분산형 네트워크는 지갑, 거래소, 수탁자, 검증자, 개발자, 하드웨어 제조업체, 토큰 보유자를 조정해야 한다. 일부 키는 이미 분실되었으며, 일부 주소는 수년간 사용되지 않을 수 있다. 포스트-양자 서명은 오늘날 블록체인이 사용하는 디지털 서명보다 훨씬 더 많은 데이터를 필요로 한다. 따라서 각 거래는 더 많은 네트워크 및 저장 용량을 차지하게 되어 블록체인이 효율적으로 처리할 수 있는 거래 수를 감소시킬 수 있다.

마이그레이션은 기존 잔액을 양자 보안 주소로 이동시켜야 한다. 하드웨어 지갑은 새로운 암호화를 지원해야 하고, 거래소는 새로운 주소를 인식해야 하며, 수탁자는 시스템과 정책을 업데이트해야 한다. 휴면 또는 분실된 자금은 절대 마이그레이션되지 않을 수 있어, 네트워크는 암호화로는 해결할 수 없는 거버넌스 결정을 남기게 된다.

업계는 여전히 그 조정에 걸리는 시간을 과소평가하고 있다고 생각한다. 암호화는 준비될 수 있지만, 주변 네트워크는 여전히 마이그레이션에 수년이 필요하다. 이는 탈중앙화가 모두를 새로운 표준으로 강제할 권한을 없애기 때문이다.

지금 바로 마이그레이션 시간을 측정하기 시작하라

블록체인 보안 팀은 오늘 기본적인 운영 질문에 답할 수 있어야 한다: 마이그레이션 기한이 갑자기 3년 앞당겨진다면, 사용자, 지갑, 거래소 및 핵심 프로토콜 인프라를 포스트-양자 서명으로 전환하는 데 얼마나 걸릴까?

많은 네트워크에 대해 답은 아직 불분명하다. Q-Day가 2030년, 2035년, 혹은 그 이후에 도래한다는 또 다른 논쟁은 그 불확실성을 해소하지 못한다.

준비를 위해, 취약한 암호화가 아직 사용되는 위치를 파악한다. 실제 네트워크 환경에서 포스트-양자 대안을 벤치마크한다. 긴급 기능이 되기 전에 지갑 및 수탁 지원을 구축한다. 의견 차이가 몇 시간 대신 몇 달이 걸릴 수 있을 때 거버넌스 작업을 시작한다.

AI는 이미 양자 분야의 연구 주기를 단축하고 있다. 포스트-양자 알고리즘은 지갑, 거래소 및 프로토콜이 실제로 사용할 수 있게 된 후에야 자산을 보호한다. 보안 팀은 양자 돌파구가 계획을 사고 대응으로 전환하기 전에 그 마이그레이션 경로를 구축해야 한다.