(사진=SK텔레콤)
공공기관에서 병원, 산업현장까지 '철통보'안을 자랑하는 이동통신 3사의 양자암호통신 인프라가 대거 구축됐다.
SK텔레콤은 26일 과학기술정보통신부가 판교 기업지원허브에서 개최한 ‘양자기술 성과보고 대회’에 참석해 ‘양자암호통신 시범 인프라’ 구축 성과 및 향후 계획을 발표했다고 밝혔다.
SKT와 SK브로드밴드, IDQ 등으로 구성된 ‘SKB 컨소시엄’은 지난해 5월 ‘디지털 뉴딜’의 일환으로 과기정통신부가 주관하고 한국지능정보사회진흥원 (NIA)이 발주한 양자암호 국책 과제를 대거 수주했으며 8개 기관 9개 구간에 양자암호통신망을 적용해 성공적으로 구축했다.
SKT는 고려대 안암병원, 계명대 동산의료원, 평화홀딩스, 한국수력원자력, 대전광역시 등 8개 기관에 양자암호통신망을 구축했다. 8개 기관의 양자암호 통신망 거리를 합치면 약 280킬로미터에 달한다.
컨소시엄은 의료 부문에서 고려대 안암병원과 고려대 정릉 K-바이오 센터 구간에 양자키 분배기(QKD) 기반의 양자암호통신망을 구축했다. 병원은 클라우드 기반의 병원정보시스템을 통해 환자의 진료기록, 영상의학·진단검사와 같은 의료 데이터 등 민감한 정보를 데이터베이스에 저장하는데 암호화가 필수로 요구된다.
SKT는 병원 간 통신망에 양자키분배기를 공급해 제 3자의 탈취 시도를 무력화하는 암호키를 만들어 보안을 강화했다.
양자는 더 이상 쪼갤 수 없는 물리량의 최소 단위로 비누방울처럼 미세한 자극에도 상태가 변하는 특징을 가지고 있다. 이러한 민감한 특성을 활용해 제3자의 탈취 시도를 무력화하는 암호키를 만들고 이를 송신자와 수신자에게 동시에 나눠주는 기술이 양자암호통신의 핵심이다.
민간 부분에서는 현대·기아 수소차의 부품 설계 기술을 개발하는 평화홀딩스에 양자난수생성기 기반의 응용 보안 서비스를 적용해 핵심 기술 유출을 원천 봉쇄할 수 있다.
양자난수생성기는 패턴이 불규칙한 난수를 생성해 보다 강력한 암호키를 만들어낸다. 고도의 보안이 요구되는 한국수력원자력과 한국수력원자력고리 구간에도 양자암호통신망을 구축해 통제 구역에 대한 보안을 고도화하고 각 기관과 주고 받는 민감한 정보에 대해서도 유출을 막을 수 있게 됐다.
이외에도 행정기관 등에서 활용되는 주민등록번호, 운전면허증, 계좌번호 등 개인정보에 대해서도 보안을 강화하는 등 양자보안 기술을 통해 사회안전망을 더욱 튼튼하게 구축했다.
하민용 SKT Innovation suite장은 “이번 정부의 뉴딜 국책 과제를 성공적으로 완료하게 돼 기쁘다”며 “앞으로도 양자암호 기술 고도화와 사업 확대에 집중하고 국제표준화 활동도 지속적으로 선도해 생태계 활성화에 힘쓰겠다”고 말했다.
KT 융합기술원에서 연구원들이 20kbps 장비를 테스트하고 있다. (사진=KT)
KT가 대한민국 양자암호통신의 글로벌 경쟁력을 높이기 위해 표준과 기술 등 핵심 영역에서 지속적인 연구개발과 상용화를 하고 있다.
KT는 양자암호통신 표준 분야에서도 성과를 내고 있다. KT가 한국정보통신기술협회(TTA)에 제안한 ‘이종 양자키 분배 장치간 상호 운용을 위한 인터페이스 및 관리 모델’이 양자암호통신 관련 국내 표준안으로 최종 채택됐다. 양자암호 키를 분배하는 장치와 관리 시스템이 직접 통신할 수 있도록 지원하는 것이 특징이다.
양자암호통신 네트워크 구성 장비들(구성요소)간의 연동에 필요한 데이터와 데이터의 형식, 프로토콜을 명시적으로 제안한 실질적 표준이다. 이를 통해 다양한 제조사의 양자암호 관련 장비를 하나의 네트워크에 섞어서 사용할 수 있어 양자암호 시스템을 이전보다 쉽고 안정적으로 구축이 가능하다. 이로써 KT는 2019년 ‘양자암호 전달 네트워크 기능 구조’에 이어 2개의 양자암호 통신 관련 국내 표준기술을 보유하게 됐다.
KT는 양자암호통신 전용회선 상품화를 위해 SLA(서비스 품질 협약) 기준에 적용 가능한 서비스 품질 파라미터를 세계 최초로 개발했다. 이 기술은 ITU-T 국제표준화 승인(Y.3807) 및 구현을 완료했다.
핵심 기술 분야에서 KT는 20kbps 속도의 고속 양자암호통신을 독자 기술로 개발했다. 동시에 4000개 암호장비에 양자암호를 공급할 수 있는 20kbps를 구현했다. 핵심 부품인 ‘고속 단일광자광원 생성 모듈’과 ‘고속 양자난수 연동 인터페이스’도 직접 개발했다. 특히 이 기술을 활용하면 국방·금융·공공 분야에 필요한 한국형 국가 보안 체계의 자체 구축, 양자암호 응용서비스 개발협업 강화 등이 가능하다.
양자암호 네트워크를 중앙에서 통합 감시하고 제어할 수 있는 소프트웨어 정의 기반 자동화 솔루션(Q-SDN)도 개발을 완료했다. KT가 이번에 개발한 Q-SDN은 중앙에서 양자암호 통신 네트워크를 통합으로 감시하고 제어해 최적의 양자암호키 자원 관리와 양자암호키 전달경로를 제어할 수 있는 것이 특징이다.
KT가 2010년부터 축적한 네트워크 운영 자동화 기술과 노하우를 양자암호네트워크 제어에 적용했다는 점에서 의미가 있다. KT는 인공지능(AI) 해킹탐지, 자동복구, 우회절체 물리적 보안기술 등 자체 개발한 12개의 특허기술도 적용해 서비스 안정성 및 보안성을 강화했다.
KT 융합기술원 이종식 인프라DX연구소장은 “양자암호통신 기술은 미래 보안통신을 위해 기술독립이 필수인 분야이다”며 “앞으로도 국민들이 비대면 시대에 첨단 ICT 생활을 안전하게 누릴 수 있도록 양자암호 표준 개발에 집중하고 기술 역량을 키워서 다양한 응용 서비스도 계속 개발하겠다”고 전했다.
양자내성암호 서비스를 테스트하는 모습. (사진=LG유플러스)
LG유플러스는 양자컴퓨터의 해킹 공격도 방어할 수 있는 ‘양자내성암호 서비스’의 공공·민간분야 검증을 마쳤다다. 이는 2021년 정부의 뉴딜 2차 과제 중 양자암호통신 시범 인프라 구축·운영 사업 참여를 통해 거둔 성과다.
양자내성암호는 현존 슈퍼컴퓨터 보다 연산속도가 이론상 1000만배 빠른 양자컴퓨터도 풀어낼수 없는 수학적 알고리즘을 기반으로 한다. 물리적 특성을 이용하는 경쟁기술과는 달리 키교환, 인증 등 보안의 각 단계와 통신망의 전 구간에 적용할 수 있다는 것이 장점이다.
LG유플러스는 양자내성암호가 적용된 전송장비를 통해 양자암호 통신망을 구현하기 위해 노력해왔다. 구체적으로 2020년에는 크립토랩, 코위버와 함께 광전송장비에 장착되는 양자내성암호 암호화모듈을 세계 최초로 개발한 바 있다.
2021년 2차 뉴딜과제를 통해 LG유플러스가 개발한 전송장비는 한국지능정보사회진흥원에서 주관했던 2020년 1차 뉴딜과제에 적용한 기술에 국제표준 알고리즘을 하이브리드 방식으로 더해 알고리즘의 안전성을 강화했다. LG유플러스는 이번 과제를 통해 고객 전용망에 실증까지 성공적으로 완수해 서비스 상용화를 목전에 두게 됐다.
LG유플러스는 이르면 올 상반기 중 기업용 양자내성암호 전용회선 서비스를 정식 출시할 예정이다. 이와 함께 양자보안을 강화한 신규 서비스를 연내 선보일 계획이다. 상용화한 양자내성암호 전용회선 서비스를 보안에 대한 요구가 큰 공공·금융 시장에 우선 적용하고 이후 국내 기업 등 민간 시장으로 범위를 넓혀나갈 방침이다.
LG유플러스 구성철 유선사업담당은 "다가올 양자컴퓨터시대에도 안전한 통신망을 완성하기 위해 양자내성암호 서비스를 공공, 금융기관에 적극 확산시키고 나아가 다양한 민간분야에서도 안심할 수 있는 통신서비스를 제공하겠다"고 강조했다.