“내 비밀번호 누가 훔쳐갔지?” 블록체인이 잡아낸다! 배신자 끝까지 쫓는 ‘무적 보안’의 탄생
우리 친구들은 혹시 친구들끼리만 아는 비밀 암호를 만들어본 적이 있는가?
그런데 만약 우리 팀원 중 누군가가 나쁜 마음을 먹고 그 비밀 암호를 다른 반 친구들에게 몰래 가르쳐준다면 어떻게 될까? 정말 화가 나고 속상할 것이다.
인터넷 세상에서도 이런 일이 자주 일어난다. 여러 명이 함께 정보를 공유하는 ‘블록체인’ 세상에서, 누군가 몰래 암호 키를 빼돌려 나쁜 사람들에게 팔아넘기는 것이다.
하지만 이제 그런 걱정은 끝이다! 최근 중국 저장과학기술대학교 연구진이 아무리 교묘하게 숨어든 배신자라도 끝까지 찾아내고, 여러 명이 짜고 공격해도 끄떡없는 새로운 암호 기술을 개발해 전 세계의 주목을 받고 있다.
블록체인 세상의 ‘스파이’를 잡아라! 왜 이 연구가 그토록 중요한가
요즘 뉴스에서 ‘블록체인’이라는 말을 많이 들어봤을 것이다. 블록체인은 정보를 여러 곳에 나누어 저장해서 아무도 마음대로 고칠 수 없게 만드는 아주 똑똑한 기술이다.
하지만 사람이 많아지면 늘 문제가 생긴다. 정식 사용자 중 누군가가 자신의 암호 키를 몰래 복사해서 가짜 해독기를 만들거나, 여러 명의 사용자가 짜고(이를 ‘공모’라고 한다) 암호를 깨뜨리려고 시도하기 때문이다.
지금까지는 이런 ‘배신자(Traitor)’가 누구인지 정확히 알아내기가 무척 어려웠다. 마치 범인이 현장에 지문을 남기지 않은 것처럼 말이다.
이번 연구는 바로 이런 ‘내부의 적’을 완벽하게 차단하고, 설령 정보가 새 나갔더라도 누가 범인인지를 ‘물전사’처럼 흔적을 추적해 찾아내는 기술을 다루고 있다.
수학으로 만든 ‘비밀 조각’과 배신자의 ‘지문’... 그 놀라운 마법의 원리
연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 아주 재미있는 수학적 방법들을 조합했다. 핵심은 크게 세 가지다.
첫째는 ‘샤미르의 비밀 공유(Shamir's Secret Sharing)’다. 이건 마치 보물지도를 여러 조각으로 찢어 나누어 갖는 것과 비슷하다. 혼자서는 보물을 찾을 수 없지만, 약속된 수만큼의 사람들이 모여 조각을 합치면 비밀 암호가 완성된다. 이 기술 덕분에 나쁜 마음을 먹은 한두 명이 암호를 깨려고 해도 절대 성공할 수 없다.
둘째는 ‘타르도스 코드(Tardos Codes)’라는 추적 기술이다. 연구팀은 각 사용자에게 배정되는 암호 키에 보이지 않는 특수한 ‘디지털 지문’을 심었다. 만약 누군가 암호 키를 몰래 유출해서 가짜 해독기를 만들면, 시스템이 그 해독기를 분석해 거꾸로 범인의 지문을 찾아낸다. “앗, 이건 철수에게 줬던 키잖아!” 하고 바로 들통이 나는 셈이다.
셋째는 중국의 독자적인 암호 표준인 ‘SM2’ 알고리즘을 사용했다는 점이다. SM2는 우리가 흔히 쓰는 RSA 암호보다 키의 길이는 짧으면서도 계산 속도는 훨씬 빠르고 보안은 더 강력하다. 여기에 ‘프록시 재암호화(Proxy Re-encryption)’ 기술을 더해, 구름 위 저장소인 클라우드 서버도 실제 데이터 내용은 볼 수 없게 만들면서 안전하게 정보를 전달하도록 설계했다.
기존 기술보다 훨씬 빠르고 강력하다! 연구가 증명한 놀라운 결과들
그렇다면 이 새로운 기술이 얼마나 뛰어날까? 연구팀은 기존에 나와 있던 다른 암호 기술들과 꼼꼼하게 비교해 보았다. 결과는 대성공이었다! 아래 표를 보면 알 수 있듯이, 이번에 개발된 방식은 암호화와 복호화(암호를 푸는 것) 속도 면에서 다른 기술들보다 훨씬 효율적이다.
[표: 기존 암호 기술과의 계산 비용 비교]
| 방식 | 암호화 (Encryption) | 복호화 (Decryption) | 추적 (Trace) |
|---|---|---|---|
| 기존 방식들 (Lai et al. 등) | 매우 복잡하고 느림 | 복잡함 | 느림 |
| 본 연구 방식 (Ours) | 3E + H (매우 빠름) | 2H + 2E + SM (효율적) | 정밀한 추적 가능 |
특히 놀라운 점은 사용자가 아무리 늘어나도 암호 키의 길이가 길어지지 않는다는 것이다.
보통은 사용자가 많아지면 관리해야 할 정보가 산더미처럼 불어나는데, 이 기술은 몸무게를 일정하게 유지하는 운동선수처럼 늘 가볍고 날렵하다. 또한, 수학적 증명을 통해 나쁜 사람들이 아무리 머리를 맞대고 고민해도 이 암호를 푸는 것이 사실상 불가능하다는 보안성도 입증했다.
이제 ‘믿고 쓰는’ 디지털 세상이 온다! 미래를 바꿀 보안의 힘
이 연구는 단순히 어려운 수학 공식을 만든 것에 그치지 않는다. 우리가 매일 쓰는 유료 방송 서비스(OTT), 클라우드 사진 저장소, 그리고 기업들의 중요한 비즈니스 협력 현장에서 이 기술이 쓰일 수 있다. 누군가 콘텐츠를 몰래 복제해서 배포하면 즉시 누구인지 찾아내어 다음부터는 아예 참여하지 못하게 막아버릴 수 있기 때문이다.
블록체인의 투명함과 SM2 암호의 강력함, 그리고 배신자를 끝까지 쫓는 추적 기술의 만남! 이제 우리는 내부의 스파이를 두려워하지 않고도 안전하게 데이터를 주고받는 ‘초신뢰 사회’에 한 발짝 더 다가서게 되었다.
연구팀은 앞으로 이 기술을 더욱 발전시켜 더 많은 사람이 더 안전하게 인터넷을 이용할 수 있도록 하겠다는 멋진 포부를 밝혔다.
원문 출처: Zhou, T., Zhao, K., & Zheng, W. (2026). A blockchain-based collusion-resistant and traceable broadcast encryption scheme. Blockchain: Research and Applications, 7, 100311. https://doi.org/10.1016/j.bcra.2025.100311