원문: Before Bitcoin Pt.2 — 80s “The Origins of Decentralization” by pet3rpan (2018년 4월 4일)

2부를 시작하며

《비트코인은 어디서 왔을까?》는 암호화폐(Cryptocurrency)의 기술과 철학을 역사적 관점에서 바라보는 시리즈입니다. 이 글은 그 두 번째 편입니다. 아직 1부를 읽지 않았다면, 이번 글을 제대로 이해하기 위해 먼저 읽어보시기를 강력히 권합니다(번역본은 여기에!).

1부에서는 공개키 암호학(Public-key cryptography)의 기원과 이 분야를 개척한 마틴 헬먼(Martin Hellman), 휫필드 디피(Whitfield Diffie), 랠프 머클(Ralph Merkle)의 이야기를 다뤘습니다. 이들의 연구를 계기로 암호학(Cryptography)에 대한 대중의 관심이 처음으로 크게 일어났습니다.

그 첫 물결에 합류한 암호학자 가운데 데이비드 차움(David Chaum)이 있었습니다. 2부에서는 공개키 암호학에 관한 그의 후속 연구와 익명 통신(Anonymous communication)·결제·탈중앙화 서비스(Decentralized services)의 필요성을 파고든 연구를 살펴봅니다. 그의 생각은 훗날 사이퍼펑크(Cypherpunk) 운동의 씨앗이 되었고, 이 운동은 다시 토르(Tor), 비트토렌트(BitTorrent), 위키리크스(WikiLeaks), 그리고 물론 비트코인(Bitcoin)을 낳았습니다.

탈중앙화란 무엇일까요? 정확히 무엇을 뜻하고, 무엇을 위한 개념일까요? 자유를 위한 것일까요? 비용을 낮추기 위한 것일까요? 중개자에 관한 것일까요? 여러 모습으로 진화해 온 지금, 탈중앙화라는 개념을 한마디로 정의하기는 어려워졌습니다.

구글에서 ‘탈중앙화’를 검색하면 수많은 설명이 나오지만, 제1원리(first principles)^[1]부터 파고들어 탈중앙화가 애초에 어떻게 등장했는지 짚어주는 글은 좀처럼 찾기 어렵습니다. 탈중앙화는 처음에 어떤 문제를 해결하려 했을까요? 2부에서는 바로 이 질문에 답해 보겠습니다

1970년대에서 이어지는 이야기

탈중앙화의 이야기는 공개키 암호학의 기틀을 세운 논문이 발표된 직후, 컴퓨터과학도 데이비드 차움의 등장과 함께 이어집니다. 랠프 머클과 마찬가지로 그도 캘리포니아대학교 버클리 출신이었습니다.

대학원생이던 차움은 1970년대 후반 논문 《암호학의 새로운 방향》(1976)을 읽고 암호학을 처음 접했습니다. 마틴 헬먼과 휫필드 디피, 랠프 머클이 공개키 암호학의 새 방향을 제시한 바로 그 논문입니다.

암호학에 눈뜬 사람은 차움만이 아니었습니다. 당시 샌프란시스코 베이 지역에는 애플과 인텔, 휴렛팩커드가 자리 잡으면서 이 지역이 세계 기술 산업의 중심지로 떠오르고 있었습니다. 자본과 새로운 기술을 향한 열기가 세계 각지의 인재를 불러 모았습니다. 《암호학의 새로운 방향》이 발표되자 암호학에 대한 관심은 학계와 연구소, 산업 현장의 엔지니어들 사이에 들불처럼 번졌습니다.

마이크로소프트와 애플이 약 10년 동안 치열하게 경쟁한 뒤, 1970년대의 개인용 컴퓨터 열풍은 서서히 잦아들고 있었습니다. 1977년에는 《스타워즈 에피소드 IV》가 막 개봉했고, 인터넷이라는 개념도 세계 곳곳에서 사람들의 이목을 끌기 시작했습니다. 세상은 디지털 미래를 향해 나아가고 있었으며, 그 변화는 기술 자체에만 머물지 않았습니다. 컴퓨터와 로봇을 비롯한 신기술을 향해 전에는 없던 매혹과 낭만이 피어났습니다. 애플의 기록적인 13억 달러 규모 기업공개(IPO)는 뒤이어 찾아올 소프트웨어 열풍에 기름을 붓고, 실리콘밸리가 이후 30년 동안 번영할 발판을 마련했습니다.

1970년대, 조지 루카스(George Lucas)가 낳은 작품

1970년대 IBM, 애플, 마이크로소프트의 전쟁

암호학에 대한 새로운 관심이 막 일던 무렵, 무언가의 허점을 찾아내는 데 타고난 소질이 있던 차움은 금세 그 세계에 빠져들었습니다. 그의 어린 시절과 사생활은 온라인에 거의 알려지지 않았지만, 기술을 향한 호기심이 어디서 시작됐는지 짐작할 만한 이야기는 스스로 남겼습니다. 다른 아이들이 밖에서 뛰어놀 때, 자신은 어린 시절 대부분을 자물쇠를 따고 금고를 만지작거리며 보냈다고 그는 회상합니다. 부유한 집안에서 자란 덕분에 컴퓨터도 일찍 접했습니다. 오늘날 많은 십 대가 그러하듯, 그 역시 청소년기의 상당 부분을 컴퓨터 화면 앞에서 보냈습니다. 다만 유튜브나 페이스북을 보는 대신, 컴퓨터 시스템의 보안을 뚫고 비밀번호를 알아내는 데 시간을 쏟았습니다. 컴퓨터와 함께 자란 첫 세대였던 차움에게 기술은 이미 일상의 일부였습니다.

그와 동시에 해커 특유의 의심도 몸에 배어 있었습니다. 겉보기에는 ‘안전한’ 시스템을 직접 뚫고 취약점을 공략해 본 차움은 기술 전반을 쉽게 믿지 않게 되었을 것입니다. 그런 감각으로 암호학을 연구하던 그는 당시 이 분야에서 간과되던 문제, 바로 메타데이터(metadata)^[2]에 주목했습니다.

트래픽 분석 문제(traffic analysis problem)

공개키 암호화(public-key encryption)는 메시지를 암호화하는 문제를 개념적으로 해결했지만, 차움은 그것이 퍼즐의 한 조각에 불과하다고 생각했습니다. 암호화가 반드시 보안까지 보장하지는 않는다는 사실을 그는 알고 있었습니다. 그는 보호된 메시지 주변에 무방비로 남은 데이터, 곧 “누가 누구와 언제 대화하는가”라는 정보가 개인의 프라이버시(privacy)를 위협한다고 보았습니다. 이 정보만으로도 이론상 사람의 신원을 알아내고 움직임을 추적할 수 있다는 사실을 알았습니다. 당시 대학원 과정을 마무리하던 그는 이 ‘트래픽 분석’^[3] 문제를 연구 논문의 주제로 삼았습니다.

누가 누구와 언제 대화하는지, 그 사실 자체를 어떻게 비밀로 지킬 수 있을까요?

차움은 1979년 졸업하면서 첫 주요 암호학 논문 《추적 불가능한 전자우편, 회신 주소 및 디지털 서명》을 발표했습니다(처음 공개된 해는 1979년이지만 정식으로 출판된 것은 1981년입니다).

차움은 헬먼과 디피, 머클의 《암호학의 새로운 방향》(1976)을 인용하며 개인의 프라이버시를 위협하는 요소를 짚고, 믹스 네트워크(mix network)^[4]를 활용한 익명 우편 프로토콜의 청사진을 제시했습니다. 이 프로토콜은 발신자의 신원은 물론 메시지를 보낸 시각까지 감췄습니다.

믹스 네트워크는 어떻게 작동하는 걸까요?

믹스 네트워크는 공개키 암호학의 원리를 적용해 메시지를 인증하는 여러 노드(node)^[5]로 구성됩니다. 이 노드들은 서로 정보를 주고받으며 원래 발신자의 신원과 메시지를 보낸 시각 사이의 연결고리를 흐립니다. 메시지의 주소 정보까지 섞어야 하는 이유는 그 주소를 통해 메시지의 출처를 밝혀낼 수 있기 때문입니다. 전송 시각 역시 네트워크 안에서 같은 흐름을 따라 움직이는 메시지를 찾아내는 단서가 될 수 있습니다.

믹스 네트워크에서 누군가에게 메시지를 보내면, 암호화된 메시지는 먼저 한 노드로 전달되어 다른 발신자들의 메시지와 한 묶음이 됩니다. 이 묶음은 다시 여러 노드 사이를 오갑니다. 메시지들이 핀볼의 공처럼 여러 노드 사이를 이리저리 튕겨 다니는 모습을 떠올려 보세요. 마침내 메시지는 원래 발신자를 숨긴 채 네트워크를 빠져나와 지정된 주소에 도착합니다. 답장은 수신자에게 공개되지 않은 원 발신자의 주소로 돌아갑니다. 따라서 발신자의 신원과 메시지의 순서는 드러나지 않으며, 메시지를 추적하거나 엿보는 일도 막을 수 있습니다.

믹스 네트워크를 설명하는 영상

네트워크를 설계하던 차움은 단 하나의 주체가 메시지 인증을 맡는 방식은 쉽게 뚫릴 수 있다고 판단해 배제하고, 대신 “이상적으로는 참여자 각자가 권한 주체여야 합니다”라고 주장했습니다. 믹스 네트워크 프로토콜은 훗날 마약을 사거나 청부살인업자를 고용할 때 쓸 수 있는 익명 브라우저 토르(Tor)를 만드는 데 활용되었습니다(그렇습니다, 시크릿 모드는 익명 모드가 아닙니다). 모네로(Monero) 역시 거래를 익명화하기 위해 믹싱(mixing)^[6]을 사용합니다.

토르에 관해 더 ‘배우고’ 싶다면 여기에서 더 자세한 안내서를 읽어 보세요: https://www.vpnmentor.com/blog/tor-browser-work-relate-using-vpn/

추적할 수 없는 결제

보호되지 않은 메타데이터의 위험을 알아본 차움은 금융 거래에도 같은 문제가 있다고 보았습니다. 디지털화가 진행될수록 전자상거래가 세계에서 막대한 역할을 하리라고 믿었으며, 소비자 결제를 추적할 수 있다는 사실 역시 그만큼 큰 영향을 미치리라고 보았습니다. 거래 시각과 구매 품목만으로 사람을 추적할 수 있을 뿐 아니라, 개인의 생활 방식과 소비 성향, 정치적 성향까지 파악할 수 있다고 생각했습니다.

“한 개인이 언제 어떤 거래의 대금을 치렀는지 알면, 그 사람의 행방과 교류 관계, 생활 방식에 관해 많은 것을 알아낼 수 있습니다. 교통비, 호텔비, 식비, 영화·연극·강연 관람료, 식품·의약품·술·책·정기간행물 구매비, 회비, 종교 및 정치 후원금 등의 결제 내역을 생각해 보세요.”

1980년 차움은 암호학 기술로 보호되는 디지털 현금(digital cash) 시스템의 특허를 취득했고, 이 기술은 훗날 암호화폐의 토대가 되었습니다. 특허 제4529870호는 다음 기능을 수행하는 프로토콜을 설명합니다.

‘외부 시스템’과 금융 거래 수행
‘외부 시스템’과 데이터 교환
‘외부 시스템’ 안에서 데이터 소유권과 연결되는 ID 포함
‘외부 시스템’과의 상호작용에 관한 데이터 저장
저장 데이터를 암호학 기술로 보호하고 소유자만 아는 비밀 ID로 접근 허용

차움은 블라인드 서명(blind signature)을 다룬 1982년 논문 《추적할 수 없는 결제를 위한 블라인드 서명》에서 익명 결제의 개념을 더욱 구체화했습니다. 믹스 네트워크와 마찬가지로, 그가 제안한 결제 프로토콜은 송금인과 송금액, 거래 시각을 드러내지 않도록 설계되었습니다^[7].

우연히 맞닥뜨린 탈중앙화

학생이던 차움의 연구를 동료들은 정치적이고 급진적이라며 일축했습니다. 1970년대 스탠퍼드의 마틴 헬먼처럼, 차움도 자신의 연구 때문에 거센 비판을 받았습니다. 박사과정에 들어가자 지도교수는 그에게 이렇게 말했습니다.

“이 연구는 하지 마세요 - 새로운 생각이 사회에 어떤 영향을 미칠지는 누구도 알 수 없기 때문입니다.”

아이러니하게도 지도교수의 말은 결국 옳았습니다.

주변의 압박에도 차움은 박사과정을 포기하지 않았습니다. 그는 믹스 네트워크를 다룬 첫 논문의 문제의식으로 돌아가, 컴퓨터 시스템에서 ‘신뢰’란 무엇인지 연구하기 시작했습니다.

해커였던 차움은 컴퓨터 시스템을 통제하는 중앙 기관이 너무 쉽게 해킹당할 수 있다고 여겨 이를 신뢰하지 않았습니다. 대신 참여자 각자가 ‘권한 주체’가 되는 시스템은 공격하기가 더 어렵다고 믿었습니다. 서로 믿지 않는 당사자들 사이에서도 신뢰를 구축하는 컴퓨터 시스템을 연구한 차움은 박사학위 논문 《상호 불신 집단이 구축하고 유지하며 신뢰하는 컴퓨터 시스템》 (1982)에서 탈중앙화 서비스의 필요성을 주장했습니다^[8].

“컴퓨터 시스템을 유지하는 조직이 그 시스템을 신뢰하는 것만으로는 충분하지 않으며, 수많은 개인과 조직이 특정 컴퓨터 시스템을 신뢰해야 합니다……
……신용, 보험, 의료, 고용 관계에서 생겨나는 소비자 관련 민간 부문 기록처럼, 컴퓨터가 활용되는 비슷한 사례는 그 밖에도 많습니다. 조세, 사회보장, 교육, 병역 같은 분야의 공공 부문 기록 관리도 이와 매우 비슷합니다……
……이 모든 활용 사례에는 컴퓨터 시스템을 소유하거나 통제하면서, 시스템 운영의 신뢰성을 유지하고 시스템이 관리하는 데이터의 존속을 보장하는 데 특별한 관심을 두는 집단이 있으며, 이들을 ‘수탁자’라고 부릅니다. 두 번째 집단 또는 여러 집단은 무엇보다 시스템에서 이용되는 자신들 관련 데이터가 비밀로 유지되는지를 걱정합니다. 첫 번째 집단과 두 번째 집단에 일부 겹칠 수도 있는 세 번째 집단 또는 여러 집단은 시스템이 올바르게 작동하는지를 우려합니다……”

《상호 불신 집단이 구축하고 유지하며 신뢰하는 컴퓨터 시스템》 (1982)

통신 메타데이터에 관한 우려에서 출발한 믹스 네트워크는 탈중앙화 서비스를 보여 준 가장 이른 사례 가운데 하나였습니다. 메타데이터 문제를 파고들면서 그는 익명 결제의 필요성에도 눈을 돌렸습니다. 차움은 개인의 프라이버시에 집중했지만, 제가 그의 연구와 그가 탈중앙화라는 개념을 제시한 방식을 살펴본 바로는 당시 그는 이런 발상이 얼마나 크고 중요한지 온전히 이해하지 못했던 듯합니다.

그는 일부 응용 분야에서 소비자와 기업의 이해관계가 충돌하는 문제를 해결할 방법으로 탈중앙화 서비스를 제시했습니다. 오늘날 탈중앙화가 사회·정치 운동으로 받아들여지는 것과 달리, 그의 논문에서는 기업 입장에서 비용 효율적인 해법으로 처음 제시되었습니다.

1982년에 졸업한 차움은 암호학 연구를 계속했습니다.

한편 그해 말, 《타임》지는 컴퓨터를 ‘올해의 기계’로 선정했습니다. 이런 장면을 상상해 보세요…… 2022년 ‘올해의 암호화폐: 비트코인’

《타임》, 1982년

1980년대가 흐르는 동안 그의 생각은 무르익었고, 머릿속의 미래상도 서서히 구체화됐습니다. 컴퓨터 기술이 누구도 예상하지 못한 속도로 폭발적으로 성장하는 모습을 지켜보며 차움은 불안을 느꼈습니다.

1985년, 차움이 세계에 보낸 경고

“컴퓨터화는 자신에 관한 정보가 어떻게 쓰이는지 살피고 통제할 능력을 개인에게서 빼앗고 있습니다. 이미 공공 기관과 민간 조직은 방대한 개인정보를 수집해 서로 주고받습니다. 개인은 그 정보가 부정확한지, 오래되어 쓸모없어졌는지, 아니면 다른 이유로 부적절한지 알 방법이 없습니다
……새롭고 더욱 심각한 위험은 컴퓨터화된 패턴 인식 기술에서 비롯되며, 소규모 집단이라도 이 기술을 이용해 일상적인 소비자 거래에서 수집된 데이터에 접근한다면 개인의 생활 방식과 활동, 인간관계를 추론하며 은밀히 대규모 감시를 벌일 수 있습니다. 결제를 비롯한 소비자 거래의 자동화는 이러한 위험을 전례 없는 수준으로 키우고 있습니다.”

《신분증 없는 보안: 컴퓨터로 빅 브라더를 쓸모없게 만들기》 (1985)

제목부터 조지 오웰(George Orwell)의 디스토피아를 떠올리게 하는 이 논문은 컴퓨터 시스템에 쌓여 가던 사용자 데이터의 위험을 다룹니다. 차움은 이러한 ‘컴퓨터화’가 계속되면 사회가 착취와 대규모 감시에 무방비로 노출될 것이라고 경고했습니다. 또한 그는 “감시는 집단 활동과 공적 생활에서 개인의 참여와 표현을 크게 위축시킬 수 있습니다. 더욱이 허술한 보안과 개인 식별 기록의 축적은 국가 차원의 취약점을 낳습니다”라고 주장했습니다.

“예를 들어 정보 서비스 제공자와 그 밖의 주요 이해집단은 다양한 정보·미디어 유통 경로를 계속 장악하는 한편, 소비자에 관한 광범위한 정보를 수집하는 정교한 마케팅 기법까지 활용해 자신들의 지위를 더욱 공고히 할 수 있습니다.”

논문의 본문은 메시지와 결제의 탈중앙화를 다룬 이전 연구를 바탕으로 탈중앙화 경제를 개괄합니다. 전에는 그의 생각이 여러 갈래로 흩어져 있었지만, 이제 차움은 탈중앙화 서비스라는 발상이 얼마나 중요한지 분명히 알고 있었습니다. 세상이 향하는 미래를 내다보며 그는 사회가 중대한 갈림길에 서 있다는 사실을 날카롭게 인식했습니다. 인터넷 구조를 어떻게 설계하느냐에 따라 사회와 정치가 오랫동안 달라질 수 있음을 차움은 이해했습니다. 기존 기술을 택한 미래와 탈중앙화 서비스를 택한 미래를 나란히 그려 본 그는 “두 접근법은 사뭇 다른 답을 내놓을 듯합니다”라고 썼습니다.

“대규모 자동 거래 시스템의 등장이 임박했습니다. 초기에 선택한 구조가 경제적·사회적으로 자리를 잡을수록 이를 되돌리기는 점점 더 어려워집니다. 어느 접근법이 우세해지든 경제적 자유와 민주주의, 우리의 정보권에 깊고 오래가는 영향을 미칠 가능성이 큽니다.”

그렇다면 탈중앙화란 무엇이었을까요?

차움은 무엇보다 개인에게 프라이버시를 누릴 권리가 있다고 믿었습니다. 세상이 갈수록 촘촘하게 연결되자 그는 자신의 개인정보를 보호해야 한다고 느꼈습니다. 그리고 암호학을 그 수단으로 보았습니다.

생각해 보면 암호학은 본질적으로 접근 권한이 없는 사람에게서 정보를 지키는 방법입니다. 암호학은 수학의 법칙으로 강제되는 디지털 법이자 중앙의 통제가 미치지 않는 힘입니다. 누구도 그 법 위에 설 수 없습니다.

암호학 기술을 이용해 자신의 데이터를 직접 통제하고 보호할 힘을 개인이 갖게 되어야 비로소 진정한 프라이버시를 실현할 수 있습니다.

차움은 탈중앙화 서비스를 프라이버시를 지키는 수단으로 보았습니다. 암호학 기술을 바탕으로 구현되고 보호되는 탈중앙화 서비스는 중앙의 통제 밖에 있습니다. 바로 그렇기 때문에 탈중앙화 시스템을 신뢰할 수 있습니다. 차움은 수학이라면 믿을 수 있었습니다. 하지만 정부와 기업은 믿지 않았습니다.

정신 나간 사람처럼 들릴까요?

2013년 에드워드 스노든(Edward Snowden)의 NSA 폭로를 헤드라인으로 다룬 뉴스 매체들

미국의 감시 프로그램 ‘PRISM’을 다룬 CIA 유출 문서의 스크린샷^[9]

CIA가 자체 소프트웨어의 작동 방식을 설명한 유출 슬라이드! CIA에도 컨플루언스 위키가 있을지 궁금합니다^[10]

2017년, 또다시 악용된 메타데이터

메타데이터를 토대로 세워진 페이스북의 10억 달러짜리 사업

페이스북이 수집한 메타데이터

와, 데이비드 차움은 시간 여행자였던 걸까요?

아닙니다. 그는 시간 여행자가 아니라, 그저 미래를 유난히 또렷하게 내다봤을 뿐입니다. 결국 그의 말이 맞았던 것 아닐까요?

…뭐, 어느 정도는 그렇습니다. 겉으로는 그렇게 보이지만, 세상은 탈중앙화를 선택하지 않았습니다. 완벽한 시스템은 없지만, 세계가 차움의 조언에 정말 귀를 기울였다면 지금처럼 큰 문제를 겪었을지 궁금합니다. 그럼에도 지금까지의 역사는 탈중앙화 서비스가 필요하다는 사실을 거듭 보여주었습니다.

그의 논문이 나온 지 30여 년이 지난 뒤, 세계는 실제로 중앙화 서비스(centralized services) 중심으로 재편되었습니다. 페이스북 이용자가 22억 명을 넘어선 시대에 전 세계의 데이터 보호는 기업의 선의에 맡겨졌습니다. 그러나 선의만으로는 데이터를 지키지 못했습니다. 페이스북이 내세운 선의와 약속도 CIA와 정부의 권력 앞에서는 거의 소용이 없었습니다. 암호학으로 소유권을 보장하지 못한 탓에 데이터는 결국 케임브리지 애널리티카(Cambridge Analytica)^[11]에 의해 악용됐습니다…

그렇다면 이제는 너무 늦은 걸까요?

인터넷이 잘못된 길로 들어섰을지는 몰라도, 이제 와서 바꾸기에는 너무 늦었다고 볼 근거는 어디에도 없습니다. 역사를 돌아보면 문화와 기술, 사회는 끊임없이 진화해 왔습니다. 세상은 앞으로도 계속 변할 텐데, 남은 질문은 하나뿐입니다: 어디로 향할까요?

위 이미지가 무엇을 가리키는지 모르겠다면, 부담 없이 구글에서 ‘2013 Snowden US Surveillance Leaks’와 ‘Facebook Cambridge Analytica’를 검색해 보세요

1980년대 이후

차움은 1980년대의 남은 시간을 암호학 연구에 쏟았고, 1988년에는 네덜란드로 건너가 자신의 연구 그룹을 꾸렸습니다. 10년에 걸친 연구 끝에 마침내 탈중앙화된 세계에 대한 구상을 현실로 옮겼습니다. 그는 1990년 디지캐시(DigiCash)를 설립하고 세계 최초의 디지털 현금 시스템 ‘이캐시(ecash)’^[12]를 만들었습니다. 세계의 주목을 받은 디지캐시에는 핼 피니(Hal Finney)와 닉 재보(Nick Szabo), 그리고 다음 편에서 다룰 사이퍼펑크 운동의 창립자 가운데 한 명인 에릭 휴즈(Eric Hughes)를 비롯해 수많은 암호학자가 인턴이나 직원으로 참여했습니다. 디지캐시는 마이크로소프트의 1억 8천만 달러 인수 제안을 거절할 만큼 성공했지만, 얼마 뒤 파산을 선언했습니다.

디지캐시에 관해 더 알고 싶다면 이 글을 읽어 보세요. 개인적으로 이 회사의 이야기는 비극적이면서도 어두운 유머가 밴 희극처럼 느껴졌습니다.