저자: Shew, Xianrang
웹3 세계에서 개인 키 관리는 생사의 문제입니다. 지갑의 개인 키가 도난당하거나 분실되면 수백만 달러의 자산이 순식간에 사라질 수 있습니다. 하지만 대부분의 사람들은 개인 키 관리를 단일 지점에서 하는 데 익숙합니다. 이는 마치 모든 계란을 한 바구니에 담는 것과 같습니다. 언제든 피싱 링크로 인해 모든 자산이 해커에게 넘어갈 수 있습니다.
이러한 과제를 해결하기 위해 블록체인 분야에는 다양한 솔루션이 등장했습니다. 다중 서명 지갑부터 MPC, 그리고 DeepSafe 프로젝트의 CRVA에 이르기까지, 각 기술 발전은 자산 관리의 새로운 지평을 열었습니다. 이 글에서는 이 세 가지 자산 관리 솔루션의 원리, 특징, 그리고 적용 가능한 시나리오를 살펴보고 독자들이 자신에게 가장 적합한 방식을 선택할 수 있도록 돕겠습니다.
다중 서명 지갑: 괜찮지만, 훌륭하지는 않음
다중 서명 지갑의 개념은 단순한 지혜에서 비롯됩니다. 모든 권한을 한 곳에 집중시키지 마세요. 이 아이디어는 권력 분립이나 이사회 투표와 같은 실제 응용 분야에서 오랫동안 널리 사용되어 왔습니다.
마찬가지로, Web3에서 다중 서명 지갑은 리스크 분산을 위해 여러 개의 독립적인 키를 생성합니다. 가장 일반적인 모델은 "M-of-N" 모델입니다. 예를 들어, "2-of-3" 설정에서 시스템은 세 개의 개인 키를 생성하지만, 그중 두 개가 서명을 생성하면 지정된 계정에서 거래를 실행할 수 있습니다.
이 설계는 일정 수준의 내결함성을 제공합니다. 개인 키가 분실되더라도 자산은 여전히 안전하고 제어 가능합니다. 키를 저장하는 여러 개의 독립적인 장치가 있는 경우, 다중 서명 솔루션이 더욱 안정적입니다.
일반적으로 다중 서명 지갑은 기술적으로 두 가지 범주로 나뉩니다. 기존의 다중 서명 지갑은 일반적으로 온체인 스마트 계약이나 기반 퍼블릭 블록체인의 지원 구성 요소를 사용하여 구현되며, 특정 암호화 도구에 의존하지 않는 경우가 많습니다. 다른 유형은 특수 암호화 알고리즘에 의존하는데, 이 알고리즘의 보안은 특정 알고리즘에 따라 달라지며, 때로는 온체인 계약의 필요성을 완전히 없앨 수도 있습니다. 아래에서 이러한 각 접근 방식에 대해 살펴보겠습니다.
기존 다중 서명 솔루션의 대표주자: Safe Wallet과 Bitcoin Taproot
가장 널리 사용되는 다중 서명 솔루션 중 하나인 SafeWallet은 기존의 Solidity 스마트 컨트랙트를 사용하여 다중 서명을 구현합니다. SafeWallet 아키텍처에서 각 다중 서명 참여자는 독립적인 키를 제어하고, 온체인 스마트 컨트랙트는 "중재자" 역할을 합니다. 충분한 수의 유효한 서명이 수집된 경우에만 컨트랙트가 다중 서명에 연결된 계정 간의 거래를 승인합니다.
이 접근 방식의 장점은 투명성과 검증 가능성입니다. 모든 다중 서명 규칙은 스마트 계약에 명시적으로 인코딩되어 누구나 코드 로직을 감사 할 수 있습니다. 또한, 사용자는 다중 서명 계정에 모듈 추가하여 거래 가능 최대 금액 제한 등 기능을 향상시킬 수 있습니다. 하지만 이러한 투명성은 다중 서명 지갑의 세부 정보가 온체인 완전히 공개되어 사용자의 자산 관리 구조가 노출될 수 있음을 의미합니다.
이더 생태계에서 널리 알려진 다중 서명 솔루션인 SafeWallet 외에도, 비트코인 에는 OP_CHECKMULTISIG 명령어를 기반으로 하는 것과 같은 BTC 스크립트를 사용하여 구축된 다중 서명 지갑이 있습니다. 이 명령어는 UTXO 잠금 해제 스크립트에 포함된 서명 수가 필요한 수를 충족하는지 확인합니다.
위에서 소개한 기존의 다중 서명 알고리즘은 모두 "M-of-N" 모드를 지원하지만, 나중에 소개된 특정 암호화 알고리즘에 기반한 일부 다중 서명 알고리즘은 "M-of-M" 모드만 지원한다는 점에 유의해야 합니다. 즉, 사용자는 거래를 수행하기 위해 모든 키를 제공해야 합니다.
암호화 수준에서의 다중 서명 구현
암호화 수준에서 다중 서명 검증은 특정 암호화 알고리즘을 통해 구현될 수 있으며, 이 솔루션은 때때로 온체인 스마트 계약의 참여를 배제할 수 있습니다. 이를 다음과 같이 분류하는 경향이 있습니다.
1. 다중 서명. 이 서명 알고리즘은 "M-of-M" 모드만 지원하며, 사용자는 모든 키에 해당하는 서명을 동시에 제출해야 합니다.
2. 임계값 서명. 이 알고리즘은 "M-of-N" 모델을 지원하지만, 일반적으로 위에서 언급한 다중 서명 알고리즘보다 구축이 더 복잡합니다.
3. 비밀 공유. 이 알고리즘에서 사용자는 하나의 개인 키를 여러 조각으로 나눌 수 있습니다. 사용자가 충분한 개인 키 조각을 수집하면 원래 개인 키를 복원하고 서명을 생성할 수 있습니다.
비트코인은 세그윗(SegWit) 업그레이드 이후 슈노르(Schnorr) 알고리즘을 도입했는데, 이는 자연스럽게 다중 서명 검증을 가능하게 합니다. 이더 컨센서스 레이어 BLS 임계값 알고리즘을 사용하여 PoS 시스템의 핵심 투표 기능을 구현합니다.
암호화 알고리즘에만 의존하는 이러한 다중 서명 솔루션은 순전히 오프체인 솔루션을 사용하는 것과 같이 스마트 계약에 의존하지 않기 때문에 호환성이 더 좋습니다.
순수 암호화 다중 서명 체계를 통해 생성된 서명은 기존의 단일 개인 키 서명과 형식이 동일하며, 표준 서명 형식을 지원하는 모든 블록체인에서 수용 가능하여 강력한 다재다능성을 자랑합니다. 그러나 특정 암호화 기반 다중 서명 알고리즘은 복잡하고 구현이 어려우며, 전문 인프라에 의존해야 하는 경우가 많습니다.
다중 서명 기술의 실제 과제
일반적인 다중 서명 지갑은 자산 보안을 크게 향상시키지만, 새로운 리스크 야기합니다. 가장 두드러지는 문제는 운영 복잡성 증가입니다. 각 거래에는 여러 당사자의 조정 및 확인이 필요하며, 이는 시간에 민감한 상황에서 심각한 장애물이 됩니다.
더 심각한 문제는 다중 서명 지갑이 개인 키 관리에서 서명 조정 및 검증으로 리스크 전가하는 경우가 많다는 것입니다. 최근 Bybit 도난 사건처럼, 공격자들은 Safe가 의존하는 AWS 인프라에 피싱 Safe 프런트엔드 인터페이스 코드를 심어 Bybit의 다중 서명 관리자를 속여 피싱 거래에 서명하도록 성공적으로 유도했습니다. 이는 고급 다중 서명 기술을 사용하더라도 프런트엔드 인터페이스와 서명 검증 및 조정 프로세스의 보안이 여전히 취약함을 보여줍니다.
또한, 모든 블록체인 서명 알고리즘이 기본적으로 다중 서명을 지원하는 것은 아닙니다. 예를 들어, 이더 실행 계층에서 사용하는 secp256k1 곡선은 다중 서명 알고리즘을 거의 지원하지 않아 다양한 생태계에서 다중 서명 지갑의 적용이 제한됩니다. 스마트 계약을 통해 다중 서명이 필요한 네트워크의 경우, 계약 취약성 및 업그레이드 리스크 과 같은 추가적인 고려 사항이 있습니다.
MPC: 혁명적 혁신
다중 서명 지갑이 개인 키를 배포하여 보안을 강화한다면, MPC(다자간 연산) 기술은 한 걸음 더 나아가 완전한 개인 키의 존재를 근본적으로 제거합니다. MPC 환경에서는 완전한 개인 키가 어떤 단일 위치에도 존재하지 않으며, 심지어 키 생성 과정에서도 마찬가지입니다. MPC는 개인 키 갱신이나 권한 조정과 같은 고급 기능도 지원하는 경우가 많습니다.
암호화폐 애플리케이션에서 MPC 워크플로는 고유한 이점을 제공합니다. 키 생성 단계에서 여러 참여자가 독립적으로 난수를 생성합니다. 복잡한 암호화 프로토콜을 통해 각 참여자는 자신만의 "키 조각"을 계산합니다. 이러한 점유율 개별적으로는 의미가 없지만, 수학적으로 연결되어 특정 공개 키와 지갑 주소에 매핑될 수 있습니다.
온체인 에 서명할 때 각 참여자는 자신의 키 조각을 사용하여 "부분 서명"을 생성할 수 있습니다. 이러한 부분 서명은 MPC 프로토콜을 사용하여 정교하게 결합됩니다. 생성된 서명은 단일 개인 키 서명과 형식이 동일하므로 외부 관찰자는 MPC 시스템에서 생성되었음을 알 수 없습니다.
이 설계의 혁신적인 측면은 전체 프로세스 동안 완전한 개인 키가 어디에도 나타나지 않는다는 것입니다. 공격자가 참여자의 시스템을 성공적으로 침해하더라도, 개인 키가 어디에도 존재하지 않기 때문에 완전한 개인 키를 얻을 수 없습니다.
MPC와 멀티시그니처의 본질적인 차이점
MPC와 다중 서명 모두 여러 당사자가 관여하지만, 둘 사이에는 근본적인 차이가 있습니다. 외부 관찰자의 관점에서 볼 때, MPC로 생성된 거래는 일반적인 단일 서명 거래와 구별할 수 없어 사용자에게 더 나은 개인 정보 보호 기능을 제공합니다.
이러한 차이점은 호환성에서도 드러납니다. 다중 서명 지갑은 네이티브 블록체인 네트워크 지원이 필요하거나 스마트 계약에 의존하기 때문에 특정 상황에서의 사용이 제한됩니다. 반면 MPC에서 생성된 서명은 표준 ECDSA 형식을 사용하며 비트코인, 이더, 그리고 다양한 DeFi 플랫폼 등 이 서명 알고리즘을 지원하는 모든 곳에서 사용할 수 있습니다.
MPC 기술은 보안 매개변수 조정에 있어 더욱 뛰어난 유연성을 제공합니다. 기존의 다중 서명 지갑에서는 서명 임계값이나 참여자 수를 변경하려면 일반적으로 새로운 지갑 주소를 생성해야 하므로 리스크 발생합니다. (물론 스마트 계약 기반 다중 서명 지갑은 참여자와 권한을 쉽게 수정할 수 있습니다.) MPC 시스템에서는 온체인 계정이나 계약 코드를 변경하지 않고도 이러한 매개변수를 더욱 유연하고 간결하게 조정할 수 있어 자산 관리의 편의성이 더욱 향상됩니다.
MPC가 직면한 과제
MPC는 표준 다중 서명 시스템보다 장점을 제공하지만, 여전히 해결해야 할 과제가 있습니다. 첫째, 구현 복잡성입니다. MPC 프로토콜은 복잡한 암호화 계산과 다자간 통신을 포함하기 때문에 시스템 구현 및 유지 관리가 어렵습니다. 버그가 발생하면 심각한 보안 취약점으로 이어질 수 있습니다. 2025년 2월, Nikolaos Makriyannis 등은 MPC 지갑에서 키를 훔치는 방법을 발견했습니다.
성능 오버헤드는 또 다른 과제입니다 . MPC 프로토콜은 여러 당사자 간의 복잡한 계산 및 데이터 교환을 요구하며, 기존의 단일 서명 작업보다 훨씬 더 많은 컴퓨팅 리소스와 네트워크 대역폭을 소모합니다. 이러한 오버헤드는 대부분의 경우 허용 가능하지만, 특정 성능에 중요한 상황에서는 제한 요소가 될 수 있습니다. 더욱이 MPC 시스템은 서명 프로세스를 완료하기 위해 모든 참여 당사자 간의 온라인 조정이 필요합니다. 이러한 조정은 사용자에게 투명하게 공개되지만, 네트워크 연결이 불안정하거나 일부 참여자가 오프라인 상태인 경우 시스템 가용성에 영향을 미칠 수 있습니다.
더욱이 MPC는 여전히 탈중앙화 보장할 수 없습니다 . 2023년 멀티체인 사건에서 MPC 계산에 참여하는 21개 노드 모두가 한 사람에 의해 제어되었는데, 이는 전형적인 Sybil어택 공격입니다. 이 사건은 단순히 수십 개의 노드만으로는 높은 수준의 탈중앙화 보장할 수 없음을 분명히 보여줍니다.
DeepSafe: 차세대 보안 검증 네트워크 구축
다중 서명과 MPC 기술이 이미 비교적 성숙 단계에 접어들었음에도 불구하고, DeepSafe 팀은 더욱 미래지향적인 솔루션인 CRVA(Cryptographic Random Verification Agent)를 제안했습니다. DeepSafe의 혁신은 단순히 기존 서명 기술을 대체하는 것이 아니라, 기존 솔루션 위에 추가적인 보안 검증 계층을 구축한다는 점에 있습니다.
CRVA를 통한 다중 요소 인증
DeepSafe의 핵심 아이디어는 "이중 보험"입니다. 사용자는 Safe Wallet과 같은 익숙한 지갑 솔루션을 계속 사용할 수 있습니다. 다중 서명 거래가 온체인 에 제출되면 Alipay의 2FA 다중 요소 인증과 유사하게 추가 검증을 위해 자동으로 CRVA 네트워크에 제출됩니다.
이 아키텍처에서 CRVA는 게이트키퍼 역할을 하며, 단일 거래 한도, 대상 주소 허용 목록, 거래 빈도 제한 등 사용자 정의 규칙에 따라 각 거래를 검토합니다. 비정상적인 상황이 발생하면 언제든지 거래가 중단될 수 있습니다.
이 2FA 다중 인증의 장점은 다중 서명 프로세스가 조작되더라도(예: Bybit 사건의 프런트엔드 피싱 공격) 보험사인 CRVA가 사전 설정된 규칙에 따라 리스크 거래를 거부하고 사용자 자산의 보안을 보호할 수 있다는 것입니다.
기존 MPC 솔루션 기반 기술 업그레이드
DeepSafe의 CRVA 솔루션은 기존 MPC 자산 관리 솔루션의 단점을 대량. 첫째, CRVA 네트워크 노드는 접속을 위해 자산 스테이킹 필요합니다. 메인넷은 약 500개의 노드가 확보될 때까지 공식 출시되지 않습니다. 이러한 노드가 스테이킹 자산은 장기적으로 수천만 달러 이상을 유지할 것으로 예상됩니다.
둘째, MPC/TSS 계산의 효율성을 높이기 위해 CRVA는 추첨 알고리즘을 통해 노드를 무작위로 선택합니다. 예를 들어, 30분마다 10개의 노드가 선택됩니다. 이 노드들은 사용자 요청의 승인 여부를 검증하는 검증자 역할을 하며, 해당 임계값 서명을 생성하여 요청을 해제합니다. 내부 공모나 외부 해커 공격을 방지하기 위해 CRVA의 추첨 알고리즘은 ZK와 결합된 독창적인 링 모양의 VRF(Variable Frequency)를 사용하여 선택된 노드의 신원을 숨겨 외부에서는 볼 수 없도록 합니다.
물론 이것만으로는 충분하지 않습니다. 외부 세계는 누가 선택되었는지 알 수 없지만, 선택된 사람은 알게 되어 공모의 여지가 생깁니다. 공모를 더욱 방지하기 위해 모든 CRVA 노드는 TEE 하드웨어 환경 내에서 핵심 코드를 실행하여 사실상 블랙박스에서 핵심 작업을 수행해야 합니다. 이렇게 하면 TEE의 신뢰할 수 있는 하드웨어를 해킹하지 않는 한 누구도 자신이 선택되었는지 알 수 없습니다. 물론 현재 기술로는 TEE의 신뢰할 수 있는 하드웨어를 해킹하는 것이 매우 어렵습니다.
위의 내용은 DeepSafe CRVA 솔루션의 기본 아이디어입니다. 실제 워크플로에서는 CRVA 네트워크 노드 간에 대량 의 브로드캐스트 통신 및 정보 교환이 필요합니다. 구체적인 프로세스는 다음과 같습니다.
1. CRVA 네트워크에 진입하기 전에 모든 노드는 먼저 온체인 에 자산을 스테이킹 하고 등록 정보로 공개 키를 남겨야 합니다. 이 공개 키는 "영구 공개 키"라고도 합니다.
2. CRVA 네트워크는 매시간 여러 노드를 무작위로 선택합니다. 그러나 이 과정이 진행되기 전에 모든 후보자는 로컬에서 일회성 "임시 공개 키"를 생성하고, 동시에 온체인 기록된 "임시 공개 키"와 "영구 공개 키" 간의 연관성을 증명하기 위해 ZKP(Zero Key Proof)를 생성해야 합니다. 즉, 각 후보자는 자신의 신원을 밝히지 않고 후보자 목록에 존재함을 증명하기 위해 ZK를 사용해야 합니다.
3. "임시 공개 키"의 목적은 개인정보 보호입니다. "영구 공개 키" 집합에서 직접 추첨을 진행하면, 당첨자가 발표될 때 모든 사람이 누가 당첨되었는지 알 수 있습니다. 만약 모두가 일회성 "임시 공개 키"만 공개하고 "임시 공개 키" 집합에서 몇 명을 선택한다면, 당첨 여부만 알 수 있고 다른 당첨자들의 임시 공개 키는 알 수 없습니다.
신원 유출을 더욱 방지하기 위해 CRVA는 임시 공개 키가 무엇인지조차 알 수 없도록 합니다. 임시 공개 키는 노드의 TEE 환경 내에서 생성되므로, TEE를 실행하는 사용자는 내부에서 무슨 일이 일어나는지 볼 수 없습니다.
5. 임시 공개 키는 TEE 내에서 "가블드 코드"로 암호화되어 외부로 전송됩니다. 특정 Relayer 노드만이 이를 복원할 수 있습니다. 물론 복원 과정은 Relayer 노드의 TEE 환경에서도 수행됩니다. Relayer는 이 임시 공개 키가 어떤 후보에 해당하는지 알 수 없습니다.
6. 릴레이어는 모든 "임시 공개 키"를 복구한 후, 이를 집계하여 온체인 VRF 기능에 제출합니다. 이 기능은 무작위로 당첨자를 선정합니다. 당첨자는 사용자 프런트엔드에서 전송된 거래 요청을 검증합니다. 검증 결과를 바탕으로 임계값 서명을 생성하여 온체인 에 제출합니다. (릴레이어의 신원 또한 숨겨져 있으며 정기적으로 선정됩니다.)
어떤 사람들은 각 노드가 자신이 선택되었는지 알지 못한다면 어떻게 작업을 수행할 수 있냐고 물을 수 있습니다. 앞서 언급했듯이, 각 노드는 로컬 TEE 환경에서 "임시 공개 키"를 생성합니다. 추첨 결과가 발표되면 목록을 직접 브로드캐스트합니다. 모든 노드는 TEE에 목록을 입력하고 선택 여부를 확인하기만 하면 됩니다.
DeepSafe 솔루션의 핵심은 거의 모든 중요한 활동이 TEE 하드웨어 내에서 수행되어 TEE 외부에서 해당 활동을 관찰할 수 없다는 것입니다. 각 노드는 선택된 검증자를 알지 못하므로 공모를 방지하고 외부 공격 비용을 크게 증가시킵니다. DeepSafe 기반 CRVA 위원회를 공격하려면 이론적으로 전체 CRVA 네트워크를 공격해야 하며, 모든 노드가 TEE로 보호되므로 공격이 훨씬 더 어려워집니다.
CRVA의 악의적인 행동에 대해 말하자면, CRVA는 자동으로 실행되는 노드 네트워크 시스템이기 때문에 초기 시작 코드에 악의적인 논리가 포함되지 않는 한 CRVA가 사용자와의 협력을 적극적으로 거부하지 않으므로 기본적으로 무시할 수 있습니다.
정전이나 홍수와 같은 불가항력으로 인해 대량 CRVA 노드가 다운되는 경우에도 사용자는 위 솔루션에 설명된 절차에 따라 안전하게 자산을 인출할 수 있습니다. 여기서 신뢰 가정은 CRVA가 충분히 탈중앙화 있으며 악의적인 활동에 적극적으로 관여하지 않을 것이라고 신뢰하는 것입니다(이유는 위에서 자세히 설명했습니다).
요약하다
Web3 서명 기술의 발전은 인류가 디지털 보안을 끊임없이 추구해 왔음을 보여줍니다. 최초의 단일 개인 키부터 다중 서명 지갑, MPC, 그리고 CRVA와 같은 새로운 솔루션에 이르기까지, 각각의 발전은 디지털 자산의 안전한 관리를 위한 새로운 가능성을 열어주었습니다.
하지만 기술 발전이 리스크 완전히 없애는 것은 아닙니다. 새로운 기술은 기존 문제를 해결하지만, 동시에 새로운 복잡성과 리스크 초래할 수 있습니다. 바이빗 사건은 첨단 다중 서명 기술을 사용하더라도 공격자가 소셜 엔지니어링 및 공급망 공격을 통해 기술적 보호 장치를 우회할 수 있음을 보여줍니다. 이는 기술적 솔루션과 더불어 건전한 운영 관행 및 보안 인식이 함께 이루어져야 함을 일깨워줍니다.
궁극적으로 디지털 자산 보안은 단순한 기술적인 문제가 아니라 시스템적인 문제입니다. 다중 서명, MPC, CRVA는 모두 잠재적 리스크 에 대한 임시적인 해결책입니다. 블록체인 산업이 발전함에 따라, 더 안전하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 찾기 위한 혁신이 필수적입니다.
