[4차 산업 생생 용어] 해킹 위협 막을 차세대 보안방패...'양자암호'

입력 2017.10.25 07:10 | 수정 2017.10.25 09:50

4차 산업 생생 용어 : 양자암호(Quantum Cryptography)


블룸버그 제공
올해 발생한 랜섬웨어 충격은 정보기술(IT)에 보안이 필수적인 요소라는 점을 다시 한 번 확인시켰다. 보안을 지키는 데 실패한 러시아를 비롯한 20여개 국가와 각국 기업이 20만 건이 넘는 피해사례를 보고했다.

많은 전문가는 고차원적인 사이버 테러가 파이어 세일(Fire Sale)사태까지 가져올 수 있다며 우려하고 있다. 파이어 세일은 화재로 손상된 물건을 싸게 판다는 뜻이지만 보안업계에서는 가스, 수도, 전기 등 국가기반시설이 사이버 공격을 받아 일어난 혼란이라는 의미로 통용된다.

게다가 양자역학 원리를 통해 작동하는 양자컴퓨터이 등장하면, 기존 소인수분해 암호방식은 짧은 시간 내 모두 해독될 것이다. 기존 컴퓨터가 처리하는 정보량과 양자역학을 사용하는 양자컴퓨터·암호는 다루는 데이터양이 크게 차이나기 때문이다.

양자암호(Quantum Cryptography)는 양자가 가진 3가지 특성을 이용해 보안을 구축한다. 여러 상태가 확률적으로 한 양자에 동시에 존재하고 측정 전까지는 상태를 알 수 없는 ‘양자 중첩’, 양자 간 상관관계가 강해 멀리 떨어져 있어도 존재하는 특성인 ‘양자 얽힘’, 물리상태가 불분명해 측정이 불가능한 ‘불확정성’이라는 특성이다.

양 점에서만 정보를 처리하는 비트와 달리 큐비트는 동시다발적인 처리가 가능하다. / 김종형 인턴 기자
가령 통신 당사자 이외에 외부에서 통신정보에 접근하면, 양자 얽힘과 불안정성에 의해 암호가 반응, 암호(양자 상태)가 바뀐다. 이렇게 되면 통신 내용이 변질돼 통신 당사자가 도청당한 사실을 확인할 수 있다. 마켓 리서치 미디어(Market Research Media)에 따르면, 글로벌 양자 정보통신 시장은 2025년 약 26조9000억원에 달할 전망이다.

아직 갈 길은 멀다. 현재 기술로는 불안정한 양자를 상온에서 대량으로 다룰 수 없기 때문이다. 구글에서 양자컴퓨터·암호를 연구하는 존 마티니스(John Martinis) 산타바바라대 물리학 교수는 “양자 암호·컴퓨터에 이용하는 양자가 온도, 소음, 주파수 변화에 쉽게 손상되는 문제가 있고 아직은 내구성도 떨어진다”며 “이 문제만 해결한다면 양자 기술 상용화는 빠른 시일 내에 이뤄질 것”이라고 말했다.

IBM 토마스왓슨 리서치센터 Q랩 연구소 직원이 양자 컴퓨터에 들어가는 칩을 들여다보고 있는 모습. / IBM 제공

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