비수탁형 지갑 구조

개인키는 암호화폐 지갑의 소유권과 통제권을 증명하는 가장 핵심적인 비밀 숫자이다. 256비트의 무작위 숫자로 구성되며, 이 키를 소유한 사람만이 해당 지갑의 자산을 이동시킬 수 있는 트랜잭션 서명을 생성할 수 있다. 개인키는 절대 외부에 공개되어서는 안 되며, 안전하게 보관해야 하는 최고의 비밀이다.

반면 공개키는 개인키로부터 일방향 암호학 함수를 통해 생성된다. 공개키는 지갑 주소를 도출하는 데 사용되며, 외부에 공개해도 안전하다. 공개키의 주요 역할은 두 가지이다. 첫째, 다른 사람이 자산을 보낼 수 있는 지갑 주소를 생성하는 기반이 된다. 둘째, 개인키로 생성된 디지털 서명의 진위를 검증하는 데 사용된다.

개인키와 공개키의 관계는 일방향성으로, 공개키로부터 개인키를 역산하는 것은 현실적으로 불가능하다[1]. 이 비대칭 암호화 방식이 비수탁형 지갑의 보안을 지탱한다. 사용자는 공개키(또는 주소)를 통해 자금을 받으면서도, 자금을 보내기 위한 서명에는 반드시 비밀인 개인키가 필요하다.

시드 구문은 비수탁형 지갑의 최상위 루트 키를 복구하고 생성하는 데 사용되는 일련의 단어들이다. 일반적으로 12, 18 또는 24개의 단어로 구성되며, 이를 니모닉 코드라고 부르기도 한다. 이 단어들은 특정 단어 목록(BIP-39 표준의 단어 목록)에서 선택되며, 순서가 매우 중요하다. 시드 구문은 사실상 지갑의 모든 개인키와 공개키, 그리고 파생된 모든 블록체인 주소를 통제하는 최종적인 마스터 키 역할을 한다.

시드 구문은 BIP-39 제안서에 정의된 표준화된 알고리즘을 통해 생성된다. 먼저 임의의 엔트로피(128~256비트)가 생성된 후, 체크섬이 추가되고 최종 비트 시퀀스가 11비트씩 그룹으로 나뉜다. 각 11비트 값은 미리 정의된 2048개의 단어 목록에서 특정 단어에 매핑되어 최종적인 시드 구문을 형성한다. 이 단어들은 사용자가 쉽게 읽고, 기록하고, 기억할 수 있도록 설계되었다. 시드 구문으로부터 결정론적 방식으로 마스터 시드가 생성되며, 이 마스터 시드는 BIP-32 표준에 따라 무한히 많은 자식 키 쌍을 파생시키는 근원이 된다.

시드 구문의 보관은 가장 중요한 보안 관행이다. 디지털 형태(스크린샷, 클라우드 저장, 이메일 전송 등)로 저장하는 것은 피해야 하며, 주로 금속 시드 백업판에 새기거나 종이에 직접 손으로 작성하여 안전한 물리적 장소에 보관하는 것이 권장된다. 시드 구문이 유출되면 연결된 모든 자산이 도난당할 위험이 있으며, 이는 되돌릴 수 없다.

하드웨어 지갑은 비수탁형 지갑의 한 유형으로, 개인키를 인터넷에 연결되지 않은 전용 하드웨어 장치에 오프라인 상태로 저장하는 물리적 장치이다. 주로 USB 형태로 제작되며, 장치 자체에 작은 화면과 버튼이 있어 트랜잭션 세부 정보를 확인하고 승인할 수 있다. 이 방식은 개인키가 온라인 환경에 노출되는 것을 근본적으로 차단하여, 소프트웨어 지갑에 비해 매우 높은 수준의 보안을 제공한다.

트랜잭션 서명 과정은 하드웨어 지갑의 핵심 보안 메커니즘을 보여준다. 사용자가 블록체인 네트워크상에서 자산을 이동하려고 할 때, 서명이 필요한 트랜잭션 정보가 컴퓨터나 스마트폰의 연결된 애플리케이션을 통해 하드웨어 지갑으로 전송된다. 지갑은 오프라인 상태에서 내부에 저장된 개인키로 해당 트랜잭션에 서명한 후, 서명된 트랜잭션 데이터만 다시 온라인 기기로 돌려보낸다. 이 과정에서 개인키 자체는 절대 장치 밖으로 유출되지 않는다.

주요 장점은 뛰어난 보안성에 있다. 개인키가 인터넷에 접속한 기기에 저장되지 않으므로, 해킹, 피싱, 키로깅, 악성 소프트웨어 등의 온라인 위협으로부터 안전하다. 반면, 물리적 장치를 구매해야 하는 비용이 발생하며, 사용 편의성은 소프트웨어 지갑에 비해 다소 떨어진다. 또한 장치를 분실하거나 파손할 경우, 백업해둔 시드 구문으로만 자산을 복구할 수 있다는 점에 유의해야 한다.

시장에는 다양한 하드웨어 지갑 제품이 존재하며, 주요 제조사와 그 특징은 다음과 같다.

소프트웨어 지갑은 스마트폰, 태블릿, 데스크톱 컴퓨터 등 일반적인 전자기기에 애플리케이션 형태로 설치하여 사용하는 지갑이다. 데스크톱 지갑, 모바일 지갑, 웹 지갑(브라우저 확장 프로그램) 등 플랫폼에 따라 세분화된다. 이 유형의 지갑은 사용자에게 개인키를 직접 보관하고 관리할 수 있는 비수탁형 환경을 제공하면서도, 하드웨어 지갑에 비해 접근성과 사용 편의성이 높다는 장점이 있다. 대부분의 소프트웨어 지갑은 BIP-39와 BIP-44 같은 표준을 지원하여, 하나의 시드 구문으로 여러 블록체인의 자산을 관리할 수 있다.

주요 유형은 다음과 같이 구분된다.

소프트웨어 지갑의 가장 큰 취약점은 설치된 기기 자체가 인터넷에 상시 연결되어 있다는 점이다. 이는 기기가 악성 소프트웨어에 감염되거나, 피싱 공격에 노출될 경우 개인키나 시드 구문이 유출될 위험을 높인다. 따라서 안티바이러스 프로그램 사용, 정식 앱 스토어를 통한 설치, 의심스러운 링크 클릭 금지 등 기본적인 사이버 보안 수칙을 준수하는 것이 매우 중요하다. 또한, 많은 소프트웨어 지갑들은 편의성을 위해 시드 구문을 기기 내에 암호화하여 저장하지만, 이는 궁극적으로 기기의 보안 상태에 의존한다는 한계를 가진다.

종이 지갑은 비수탁형 지갑의 한 형태로, 공개키와 개인키를 종이에 인쇄하거나 손으로 적어 물리적으로 보관하는 방식을 의미한다. 이 방식은 디지털 형태로 키를 저장하지 않기 때문에 해킹이나 악성 소프트웨어에 의한 위협에서 상대적으로 자유롭다는 장점을 가진다. 주로 장기간 대량의 암호화폐를 보관하는 '콜드 스토리지' 용도로 사용된다.

일반적인 생성 과정은 다음과 같다. 먼저, 오프라인 환경에서 신뢰할 수 있는 도구를 사용해 개인키와 그에 대응하는 공개키, 그리고 지갑 주소를 생성한다. 그 후, 이 정보들을 QR 코드와 함께 종이에 인쇄한다. 자금을 받을 때는 종이에 표시된 공개 주소를 사용하며, 자금을 이동(송금)하려면 종이에 기록된 개인키를 소프트웨어 지갑 등에 수동으로 입력하여 트랜잭션에 서명해야 한다.

그러나 종이 지갑은 몇 가지 심각한 단점과 위험 요소를 내포한다. 물리적 손상이나 분실, 도난에 취약하며, 사용할 때마다 개인키를 온라인 환경에 노출시켜야 하므로 보안성이 일회성에 가깝다. 또한, 기술이 발전함에 따라 일부 오래된 종이 지갑 생성 도구의 보안 취약점이 발견되기도 했다[2]. 따라서 현대에는 사용 편의성과 보안성을 모두 고려한 하드웨어 지갑이 더 선호되는 추세이다.

BIP-32, BIP-39, BIP-44는 비수탁형 지갑이 계층적이고 결정적인 구조를 구현하기 위해 따르는 핵심적인 기술 표준이다. 이 표준들은 서로 연계되어 작동하며, 사용자가 단일 시드 구문으로부터 무수히 많은 개인키와 지갑 주소를 체계적으로 생성하고 관리할 수 있는 체계를 제공한다.

BIP-32는 '계층적 결정적 지갑'의 개념을 정의한다. 이 표준은 하나의 마스터 시드(또는 마스터 개인키)로부터 부모-자식 관계를 가진 트리 구조의 키들을 결정적으로 파생시키는 방법을 설명한다. '결정적'이란 동일한 시드에서 항상 동일한 순서의 키들이 생성됨을 의미한다. 이 구조는 확장 공개키라는 개념을 도입하여, 자식 공개키를 생성하는 기능을 가지면서도 상위 개인키를 노출시키지 않는 방식을 가능하게 한다. 이를 통해 지갑은 하나의 공개키 체인만으로 새로운 수신 주소를 생성할 수 있게 되었다.

BIP-39는 시드 구문을 생성하고 이를 실제 마스터 시드로 변환하는 과정을 표준화한다. 이 표준은 사용자가 외우고 백업하기 쉬운 12, 15, 18, 21 또는 24개의 단어 목록(니모닉 코드)을 생성한다. 단어 목록은 공식 단어 목록에서 선택되며, 이를 특정 해시 함수(PBKDF2)를 통해 처리하여 BIP-32가 요구하는 512비트 마스터 시드를 생성한다. 이 과정은 지갑 간의 상호운용성을 보장하는 데 핵심적이다. 주요 구성 요소는 다음과 같다.

BIP-44는 BIP-32의 계층적 트리 구조에 대한 구체적인 사용 체계를 제안한다. 이 표준은 다중 암호화폐와 다중 계정을 단일 시드에서 체계적으로 관리하기 위한 경로 형식을 정의한다. BIP-44 경로는 m/purpose'/coin_type'/account'/change/address_index와 같은 패턴을 따른다. 여기서 purpose는 44(고정값)를, coin_type은 비트코인(0), 이더리움(60) 등 특정 코인을 식별하는 숫자를 사용한다. account는 사용자의 논리적 계정(예: 저축, 소비)을, change는 수신 주소(0) 또는 거스름돈 주소(1)를, address_index는 해당 범주 내의 순차적인 주소 번호를 나타낸다. 이 구조 덕분에 하나의 지갑이 다양한 자산을 깔끔하게 정리하고, 각 계정의 잔고와 거래 내역을 독립적으로 유지할 수 있게 되었다.

계층적 결정적 지갑 구조의 핵심 장점은 하나의 마스터 시드에서 다수의 블록체인 계정과 다양한 암호화폐 자산을 체계적으로 관리할 수 있다는 점이다. 사용자는 단 한 번의 시드 구문 백업으로, 해당 시드에서 파생된 모든 계정과 자산에 대한 접근 권한을 통제한다. 이는 각각의 개인키를 따로 관리해야 하는 번거로움을 해소하며, 백업과 복구 과정을 극도로 단순화한다.

이 구조는 표준화된 경로 체계를 통해 자산을 구분한다. 가장 널리 쓰이는 BIP-44 표준은 m/44'/coin_type'/account'/change/address_index와 같은 형식의 경로를 정의한다. 여기서 coin_type은 비트코인(0), 이더리움(60) 등 특정 암호화폐를 식별하는 숫자이며, account는 사용자가 정의하는 계정 번호, address_index는 해당 계정 내에서 생성되는 개별 주소의 순번이다. 이를 통해 하나의 지갑 애플리케이션 내에서 비트코인 계정, 이더리움 계정, 그리고 그 하위의 여러 수신 주소들을 명확하게 구분하여 관리할 수 있다.

이러한 구조는 사용자 경험과 보안을 모두 향상시킨다. 사용자는 복잡한 기술적 세부사항을 알 필요 없이 직관적인 인터페이스를 통해 다양한 계정을 생성하고 자산을 조회할 수 있다. 동시에, 모든 자산이 단일 시드에 연결되어 있기 때문에 보관 및 위험 관리의 집중도가 높아진다. 시드 구문만 안전하게 보관하면, 분실된 기기에서도 전체 자산을 완전히 복구할 수 있으며, 반대로 시드가 유출되면 모든 파생 자산이 위험에 처하게 된다는 점은 중요한 보안 고려사항이다.

시드 구문의 안전한 보관은 비수탁형 지갑의 자산 보호에서 가장 중요한 요소이다. 시드 구문은 지갑을 복구하고 모든 암호화폐 자산에 대한 접근 권한을 완전히 제어하는 유일한 수단이기 때문이다. 이 구문이 유출되거나 분실되면, 해당 지갑의 자산은 영구적으로 손실되거나 제3자에게 탈취될 수 있다. 따라서 사용자는 시드 구문을 절대 디지털 형태로 저장하거나 온라인에 노출해서는 안 된다.

안전한 보관을 위한 일반적인 방법은 다음과 같다.

• 오프라인 물리적 기록: 시드 구문을 종이나 금속판과 같은 내구성 있는 매체에 손으로 직접 기록한다. 이 기록물은 화재, 홍수, 훼손으로부터 보호할 수 있는 안전한 장소(예: 금고)에 보관해야 한다.

• 분산 보관: 12개 또는 24개의 단어를 두 개 이상의 조각으로 나누어 서로 다른 물리적 위치에 보관하는 방법이다. 이는 단일 지점에서의 손실 또는 도난 위험을 줄인다.

• 디지털 저장 금지: 시드 구문을 스크린샷으로 찍거나, 이메일, 클라우드 저장소, 메시지 앱, 컴퓨터의 텍스트 파일에 저장하는 행위는 극도로 위험하다. 이러한 행위는 악성 소프트웨어나 해커의 공격에 취약하게 만든다.

보관 시 추가로 고려해야 할 사항은 다음과 같다.

사용자는 시드 구문을 절대 제3자와 공유해서는 안 되며, 지갑 서비스 제공업체를 포함한 어떤 기관에도 알려주지 말아야 한다. 또한, 시드 구문 복구를 요구하는 피싱 사이트나 이메일을 경계해야 한다. 최상의 보안 관행은 시드 구문을 완전히 오프라인 환경에서 생성하고, 여러 물리적 백업을 만들어 재난에 대비하는 것이다.

비수탁형 지갑 사용자는 자산의 완전한 통제권을 가지는 대신, 모든 보안 책임을 스스로 져야 합니다. 이로 인해 피싱 공격과 악성 소프트웨어는 가장 흔하고 지속적인 위협 요소가 됩니다.

피싱 공격은 사용자를 속여 개인키나 시드 구문을 직접 입력하도록 유도합니다. 공격자는 합법적인 거래소, 지갑 서비스, 또는 심지어 친구를 사칭한 이메일, 문자 메시지, 소셜 미디어 메시지를 보냅니다. 이러한 메시지는 종종 긴급한 상황(예: 계정 정지 위험)을 조성하거나 특별 혜택(예: 에어드랍)을 제시하며, 사용자를 가짜 웹사이트로 유인합니다. 가짜 웹사이트는 실제 지갑 인터페이스와 유사하게 디자인되어, 사용자가 민감한 정보를 입력하면 이를 공격자에게 전송합니다. 또한, 악성 소프트웨어는 사용자의 컴퓨터나 스마트폰에 침투하여 클립보드에 복사된 암호화폐 주소를 공격자의 주소로 바꾸는 클립보드 하이재커 역할을 하거나, 키 입력을 기록하거나, 지갑 애플리케이션 파일 자체를 훔치는 방식으로 작동합니다.

이러한 위험을 완화하기 위해 사용자는 몇 가지 기본적인 보안 수칙을 준수해야 합니다. 절대로 시드 구문이나 개인키를 온라인에 입력하거나 타인과 공유해서는 안 됩니다. 합법적인 지갑이나 서비스는 이러한 정보를 절대 요구하지 않습니다. 링크를 클릭하기 전에 발신자와 URL을 꼼꼼히 확인해야 하며, 가능하면 직접 알려진 주소를 브라우저에 입력하여 접속하는 것이 안전합니다. 소프트웨어 지갑을 사용할 경우, 공식 웹사이트나 앱 스토어에서만 애플리케이션을 다운로드해야 합니다. 또한, 하드웨어 지갑을 사용하면 트랜잭션 서명이 오프라인 환경에서 이루어지기 때문에, 온라인에 연결된 기기에 존재하는 대부분의 악성 소프트웨어의 위협으로부터 자산을 보호할 수 있습니다.