통신 3사가 양자암호 등 양자컴퓨팅 시대 보안 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 정부·공공기관을 위한 정보보호시스템용 보안칩부터 기업전용 양자보안망 기술 등 폭넓은 기술 연구가 이뤄지고 있다.

양자 컴퓨팅(Quantum Computing)은 양자 역학의 원리를 이용한 차세대 기술을 말한다. 기존 컴퓨터보다 빠른 속도로 방대한 양의 데이터를 처리할 수 있어 제조‧반도체, 의료‧제약, 교통‧물류‧항공 등 산업 전 분야에서 혁신을 가져올 것으로 기대되고 있다. 

다만 양자컴퓨터는 정보처리 속도가 현재 컴퓨터 대비 빠른 탓에 현존 시스템의 보안체계를 돌파하는데 걸리는 시간 역시 빠를 것으로 예상되고 있다. 

양자컴퓨팅 시대에 맞춘 ‘양자암호’ 보안기술이 주목받고 있다. 양자암호는 양자 역학 기반 물리적 암호 전달 방식을 말하는데, 양자상태(단일광자)를 이용하여 암호키를 전달하기 때문에 복제가 불가능하고 중간 탈취가 어렵다는 점에서 해킹이 불가능한 것으로 여겨지고 있다. 특히 금융, 국방 등 분야의 수요가 클 것으로 예상되는 분야다. 

앞서 과학기술정보통신부의 2023 양자정보기술백서에 따르면 글로벌 양자컴퓨팅 시장은 2030년까지 연평균 30.9% 급성장해 약 124조원 대에 이를 것으로 전망되고 있으며, 양자보안통신 시장 규모는 지난 2022년 1조6000억원에서 2030년 24조5000억원으로 연평균 39.8% 성장할 것으로 예상되고 있다. 

이 같이 전 세계 관련 시장이 성장세를 보일 것으로 전망되는 가운데 국내 통신 3사도 관련 기술 확보를 위한 연구를 이어가고 있다. 

19일 통신업계에 따르면 SK텔레콤은 최근 케이씨에스(KCS)와 공동 개발 및 상용화한 ‘양자암호원칩(QKEV7)’이 국가정보원의 암호모듈검증(KCMVP)을 성공적으로 통과했다고 밝혔다.

KT는 정부 데이터망에서 이중 보안을 구현하는 하이브리드 양자 보안 기술을 실증하는 데 성공했다. LG유플러스는 양자내성암호(PQC)가 적용된 300G급 기업전용회선 장비를 개발해 다양한 유무선 통신환경에 ‘End-to-End 다계층 양자보안’ 서비스를 제공할 준비를 마쳤다고 밝혔다.

SK텔레콤은 KCS와 공동 개발 및 상용화한 ‘양자암호원칩(QKEV7)’이 국가정보원의 암호모듈검증(KCMVP)을 통과했다고 밝혔다.

KCMVP는 국가 및 공공기관의 중요 정보 보호에 사용되는 암호 체계의 안정성과 구현 적합성을 검증하는 제도로, 국가기관 등의 정보보호시스템에 탑재되는 암호모듈은 반드시 KCMVP 인증을 받아야 한다.

SKT에 따르면 ‘양자암호원칩’은 양자난수생성기 칩과 암호통신기능 칩 등 2개의 칩이 하나로 합쳐진 보안칩이다. 양자 기반 암호키 생성 기술과 함께 물리적 복제방지 기술(PUF, Physical Unclonable Function) 등 강력한 보안 기능이 적용됨에도 초경량, 저전력을 특징으로 한다.

SKT는 지난 2023년 스페인 바르셀로나에서 열린 모바일월드콩그레스(MWC)에서 ‘양자암호원칩’을 공개하고 상용화를 시작한 바 있다.

이번에 SKT가 받은 인증은 국정원 KCMVP 보안수준2등급으로, 국정원에서 암호모듈을 대상으로 부여한 인증 가운데 현재까지 가장 높은 등급이다. 특히 양자난수생성기가 적용된 보안칩이 국정원의 보안 검증을 통과한 것은 국내 최초다.

SKT는 이번 국정원 보안검증 통과에 따라 국방 등 국가·공공기관에 더해 기업체의 AI CCTV, 드론, 5G 특화망 등 높은 보안성을 요구하는 다양한 영역에 ‘양자암호원칩’을 제공할 수 있게 될 것으로 기대하고 있다. SKT와 케이씨에스는 이번 KCMVP 인증을 시작으로 국방·공공 사업에 본격적으로 진출한다는 계획이다. 

KT는 ‘하이브리드 양자보안 VPN서비스’를 위한 실증을 완료했다고 밝혔다.

KT에 따르면 이번에 실증을 마친 양자 보안망은 물리적으로 도청이 불가능한 QKD(양자 키 분배) 방식을 적용한 전송망에 VPN기술을 결합한 형태다. VPN기술에는 양자컴퓨터로도 해독이 불가능한 PQC(양자 내성 암호) 기술을 적용했다.

이번 실증은 KT가 구축한 국방부-국토교통부 모사망에서 약 2주간 진행됐다. 실증에서 KT는 양자암호로 전송망을 보호하고, 해당 망에서 국방부-국토부 간 주고받는 공간정보 데이터를 양자보안 VPN으로 보호했다.

KT는 양자보안 VPN서비스를 준비하면서 고객 서비스 품질과 기능을 점검하기 위해 국방부-국토부 모사망을 KT연구개발센터와 국민대에 구현했으며, 전체 실증은 과학기술정보통신부와 한국지능정보원(NIA)이 추진하는 양자정보통신기술 실증 사업과 연계해 진행했다고 밝혔다.

기존에는 특정 통신 구간에서만 양자 암호화 기술을 적용했지만, 이번 실증을 통해 전송망에서 고객 구간까지 하이브리드 양자 보안을 적용해 보다 안전한 이중 보안을 제공할 수 있게 됐다.

KT는 향후 공공 분야 등 다양한 사업에 하이브리드 양자보안VPN이 적용되면 보다 안전한 통신 보안을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다고 밝혔다.

LG유플러스의 경우 앞서 양자내성암호(PQC)가 적용된 300G급 기업전용회선 장비를 개발했다고 밝힌 바 있다. LG유플러스는 이를 통해 광전송장비(Q-ROADM) 등과 함께 다양한 유무선 통신환경에 ‘End-to-End 다계층 양자보안’ 서비스를 제공한다는 목표다.

양자내성암호는 소프트웨어에 기반해 네트워크 전 구간, 서비스 전반에 적용할 수 있다. LG유플러스는 지난 2020년 양자내성암호를 적용한 ‘광전송장비(Q-ROADM)’를 출시했으며, 이번에 개발한 장비는 기업전용회선 전송망을 구성하는 PTN(패킷 전송 네트워크) 장비다.

LG유플러스는 PTN 장비가 처리하는 데이터에 양자내성암호 알고리즘을 적용해 보안성을 강화한 전송카드를 개발했다고 밝혔다.

PTN은 기업 고객이 안정적이고 고속의 전용 통신망을 통해 데이터를 전송할 수 있도록 도와주며, 이를 기업전용회선 전송망 구간에 적용할 경우 양자컴퓨터의 공격에도 안전한 통신 환경을 제공할 수 있다. 이에 따라 금융·제조·IT 기업 등 대규모 데이터를 다루는 기업들에게 필수장비로 꼽히고 있다.

LG유플러스는 지난해 기업전용회선 가입자망에 활용하는 30G 소용량급 PQC-PTN 장비의 개발도 완료한 바 있다. 이번 300G급 전송망 PTN 장비로 ‘PTN 망’ 구축과 함께 대용량의 전용회선 서비스도 제공할 수 있게 됐다는 설명이다.

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