통신3사, 양자암호통신 연구개발 어디까지 왔나

[SRT(에스알 타임스) 선호균 기자] SK텔레콤·KT·LG유플러스 등 통신 3사가 양자컴퓨터 시대를 앞두고 양자암호통신 연구개발에 집중하고 있다. 

양자암호통신은 양자 상태를 이용한 보안 기법을 제공하는 통신 기술이다. 양자키분배, 양자보안 직접통신, 양자서명 등 양자의 특성을 이용해 데이터를 보호하는 통신 시스템을 말한다. 

◆LG유플러스, 양자내성암호 전용회선 상품 출시…라인업 확대

5일 각사에 따르면 LG유플러스는 지난해 4월 양자내성암호(PQC) 전용회선 10G 상품을 출시한 이래 이달 들어 1G와 100G 상품을 새롭게 출시하기 위한 기술적 준비를 마쳤다. 

PQC는 수학적 난제를 활용해 양자컴퓨터가 풀어내는 데 오랜 시간이 걸리도록 하는 암호화 방식으로 소프트웨어 업그레이드로 구현이 가능하고 확장성이 뛰어난 점이 특징이다. 

슈퍼 컴퓨터가 오랜 시간 처리해야 하는 문제를 양자컴퓨터는 단 몇 초만에 풀어내는 기술적 진보가 이뤄지고 있어 LG유플러스는 양자컴퓨터 시대에도 안정적인 보안을 보장하는 전용회선을 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 

LG유플러스 관계자는 “세계 최초로 출시한 양자내성암호 전용회선 상품은 공공, 의료분야 클라우드 고객을 유치하고 있다”고 말했다. 

국내에서 양자내성암호를 처음 상용화한 통신사는 SK텔레콤이다. 지난해 9월 국제망을 이용하는 글로벌 가상사설망(VPN) 네트워크에서 상용화하기 위해 양자암호키분배기와 양자난수생성기(QRNG)에 이어 양자내성암호로 기술영역을 확대한 것이다. 

당시 SK텔레콤은 가상사설망 네트워크 보안을 강화하기 위해 PQC 공개키를 암호화하고 키분배와 전자서명 알고리즘을 적용했다. 반면 기업간거래(B2B) 서비스를 먼저 내놓은 곳은 LG유플러스였다. 

LG유플러스가 양자내성암호에 집중한데에는 그룹 계열사인 LG전자 VS사업본부와 함께 커넥티드카 사이버보안기술 개발에 나섰기 때문인 것으로 풀이된다. 이 기술은 양자 컴퓨팅 환경에서 공격 받을 수 있는 기존의 공개 키 암호체계를 대체하기 위한 새로운 암호기술로 주목받고 있다. 

자동차의 전장화가 가속화되면서 해킹에 대비한 보안기술의 중요성이 부각되고 있어 차량의 전자제어장치들이 탑승자의 견해와 상관없이 사이버보안 위협에 노출될 경우 안전을 위협받는 사례가 발생한다. 

LG전자는 글로벌 완성차 업체들에게 더욱 안전하고 신뢰성 높은 전장부품들을 제공하기 위해 양자내성암호 기술을 적용하는 계획을 추진중이다. 서울대학교 벤처기업인 ‘크립토랩’과 협업하는 이유도 차량용 양자내성암호 알고리즘 개발과 최적화를 이루기 위해서다. 또한 국제 자동차 사이버보안 규제 협의체인 UNECE WP29에서도 체계적인 보안 기술 도입을 검토하는 등 커넥티드카 시대에 차량보안 강화 논의가 이뤄지고 있다. 

◆SKT, 양자보안통신 표준 개발 나서…KT, 양자암호통신 상용시험망 등 구축

통신망의 개인정보 보안 분야에 집중하고 있는 SK텔레콤과 KT는 인공지능(AI) 컴퍼니로의 진화과정에서 필요한 양자기술 획득에 더 적극적인 모습이다. 

SK텔레콤은 양자통신, 양자암호, 양자컴퓨팅, 양자센싱, 양자기반 AI 등의 분야에서 인재양성에 힘쓰고 있다. 특히 하반기에는 양자보안통신의 표준 개발 작업에 나서기로 했다. 

양자보안통신은 양자컴퓨터의 공격으로부터 통신 전 과정을 보호하기 위해 상호보완적인 양자키분배기술(QKD)과 양자내성암호(PQC)의 장점을 활용해 시너지를 창출하는 통신보안기술이다. 

예를 들어 데이터센터에서 스마트폰까지 통신이 이뤄지는 과정에서 유선망을 사용하는 데이터센터에서 인터넷망 구간과 교환국에서 기지국 구간에는 양자암호를 적용한다. 

무선망 기반의 기지국과 스마트폰 사이에는 양자내성암호를 적용해 양자컴퓨터 공격으로부터 통신 전 구간을 안전하고 효율적으로 보호하는 방식이다. 

SK텔레콤 관계자는 “현재 내부적으로 (양자내성암호) 기술을 적용하고 있다”며 “통신에 있어 문제가 없다는 게 양자보안통신을 체감하고 있는 것”이라고 설명했다. 

KT는 현재 양자암호통신 상용 시험망과 시범 인프라 구축에 힘쓰고 있다. 

KT는 2017년 양자암호통신 공동 연구를 시작으로 이듬해 세계 최초로 1대N 양자암호통신 상용 시험망을 구축했다. 2019년에는 양자키분배시스템을 자체 개발하고 세계 최초로 양자암호 네트워크 국제표준을 획득했다. 2020년에는 5G 상용망 양자암호 실증에도 성공했다. 지난해에는 제주국제대학교 캠퍼스에 국내 통신사로는 처음으로 무선 양자암호통신 인프라를 구축했다.

다만 아직 상용화에는 시간이 더 소요될 것으로 보인다. KT는 올해 3월 국내 최장 2㎞ 무선 양자키분배기술 양자채널 기술검증(PoC)을 마친 상태다. 

KT 관계자는 “양자암호통신은 일반적으로 광 인프라 기반으로 구성돼 있어 기존 광 인프라 기술과 시설을 가지고 있는 기업에 적합하다”며 “양자컴퓨터 보안 이슈에 대응할 수 있어 이통사의 다양한 고객층이 필요로 하는 보안에 적합한 보안 인프라를 제공할 수 있다”고 강조했다.