5x5mm 크기의 양자난수생성 칩을 측정하는 모습 <제공=SKT>

[이뉴스투데이 이근하 기자] 수많은 데이터가 오가는 시대다. 스마트폰은 물론 인공지능, 자율주행차 등을 통해 생산된 데이터를 어떻게 안전하게 전송할 수 있는지에 대한 중요성이 커지고 있다. SK텔레콤은 일찍이 이 점에 주목하고 높은 수준의 보안방법을 연구해왔으며, 결과물을 가시화 하고 있다. 

23일 SK텔레콤은 세계에서 가장 작은 크기의 양자난수생성 칩 시제품 개발에 성공했다고 밝혔다.

박진효 SK텔레콤 네트워크 기술원장은 “데이터가 중요해지는 시대가 올 것이라 예측했고 데이터 송수신을 위한 암호의 중요성이 더욱 높아질 것이라고 판단했다”며 양자암호통신 사업 추진배경에 대해 말했다.

양자암호통신 기술이 모든 해킹으로부터 자유로울 수 있는 것은 아니다. 그럼에도 안전성이 부각되는 이유는 기존 암호기술의 경우 수학적 알고리즘을 이용해 공격자의 컴퓨팅 능력에 따라 해독 가능성이 높아지는 반면, 양자암호기술은 자연계 고유 양자적(물리적) 성질을 활용하기 때문이다.

양자난수생성기(QRNG)는 양자(에너지 최소단위)의 특성을 이용해 예측이 불가능하고 패턴이 없는 ‘순수 난수(True Random Number)’를 만들어내는 장치다. 난수를 암호로 하면 슈퍼컴퓨터라도 암호를 풀어내는 게 어려워, 해킹의 위험성을 현저히 낮출 수 있는 것으로 알려졌다.

다만 현재 상용화된 양자난수생성기는 사이즈가 크고 가격대가 높아 대중제품에는 탑재할 수 없는 게 단점으로 꼽힌다. 이에 SK텔레콤은 5x5mm 크기 칩 형태의 양자난수생성기를 개발했다.

SK텔레콤 측은 “손톱 보다 작은 크기로 만들어낸 양자난수생성기를 다양한 IoT 제품에 적용하도록 할 것”이라고 강조했다.

산업용 드론과 같은 IoT 제품은 통신인증을 위해 자신의 고유값을 기지국에 알려야 한다. 이 때 고유값의 외부 노출을 막기위한 암호화가 반드시 필요한데, 패턴이 있는 난수 기반 암호화는 탈취 위험도가 상당하다. 때문에 SK텔레콤은 패턴이 없는 양자 난수를 IoT에 활용하겠다는 것이다.

SK텔레콤은 USB 형태의 양자난수생성기 개발에도 착수했다고 덧붙였다. 반도체 칩 형태는 제품 개발 단계부터 탑재해야 하나 USB 형태는 이미 상용화된 제품에 연결하는 것만으로 양자 난수를 생성할 수 있는 게 장점이다.

이와 같이 SK텔레콤은 단말기 보안에 양자난수생성기를 활용하고, 광통신 보안에는 양자암호통신 시스템을 접목한다. 

기존 광통신의 신호에는 무수한 광자(빛 최소단위)가 들어있는데 이 중 일부를 갈라서 증폭하면, 도청자가 모든 정보를 읽거나 복제할 수 있다. 정상적인 통신을 방해하지 않을 만큼만 빛을 갈라낼 경우 도청 사실 조차 인지하기 어렵다.

반면 양자암호는 단일 광자를 사용하기 때문에 도청자가 광자를 가져가면, 정상적인 정보 전송이 불가능해져 도청자가 가져간 정보는 의미가 없어진다. 특히 도청자가 양자상태를 측정하고 재전송하면 양자적 특성(불확정성·복제불가능)에 의해 오류가 증폭돼, 도청사실이 감지된다.

한편 SK텔레콤은 한국산 양자암호통신 핵심 기술을 개발하기 위해 중소기업과 손 잡았다. 2013년 15개 회원사로 구성된 퀀텀정보통신연구조합 설립을 주도했다. 중소기업 12곳이 이 조합에 참여하고 있다.

이들은 SK텔레콤 분당 사옥과 용인집중국 간 68km 구간을 비롯한 5개 구간에 양자암호통신 국가시험망을 가동 중이며, 전용 중계기 개발(올해 말 예정) 후에는 장거리 구간과 N대N 연동방식으로 확장한다는 계획이다.

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