Dilithium 도입 시 검증 속도 65% 향상 및 데이터 36배 증가

Context

ECDSA 기반의 기존 Web3 Identity 시스템은 Shor’s Algorithm을 활용한 Quantum Computing 공격에 취약한 구조적 한계를 보유함. 영구적인 디지털 정체성 보호를 위해 Post-Quantum Cryptography(PQC) 도입이 필수적인 상황임.

Technical Solution

• Ethereum Sepolia Testnet 상에 Solidity 기반의 DID Smart Contract를 설계하여 ID 등록 및 권한 제어 로직 구현
• liboqs 라이브러리를 통한 CRYSTALS-Dilithium2 알고리즘의 Off-chain 벤치마크 환경 구축
• Lattice-based Cryptography의 행렬 곱셈 연산을 활용하여 기존 스칼라 연산 기반의 암호화 체계 대체
• NIST 표준인 Dilithium2를 적용하여 Quantum-safe 서명 생성 및 검증 프로세스 검증
• 온체인 데이터 저장 비용 최적화를 위한 ZKPs 및 Layer-2 Rollups 도입의 필요성 도출

Impact

• 서명 검증 속도 개선: ECDSA(0.35ms) 대비 Dilithium2(0.12ms)로 약 65% 성능 향상
• 데이터 크기 증가: 서명 크기가 64 Bytes에서 2,420 Bytes로 약 3,600% 급증

Key Takeaway

연산 성능(CPU)보다 데이터 저장 공간(Storage/Bandwidth)이 PQC 전환의 핵심 병목 지점으로 작용하므로, 암호화 알고리즘 교체 시 데이터 압축 전략이 병행되어야 함.