[기사 스크랩] KT, 국내 최고 속도 양자 암호 통신 기술 개발

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• 기사 제목 : KT, 국내 최고 속도 양자 암호 통신 기술 개발
• 기사 링크 : https://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=operator_news&no=16149

KT, 국내 최고 속도 양자 암호 통신 기술 개발 | NETMANIAS

 

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본문 및 헤드라인

 

• ​​​초당 15만개의 비밀키 정보 생성하는 양자 키 분배 장비 개발 성공
• 도입 시 1분에 3만5000대 이상의 암호화 장비 양자 비밀키 갱신
• 암호 키 분배 성능을 5배 향상, KT 양자 기술 세계적인 수준 도달

KT(대표이사 김영섭, http://www.kt.com)는 초당 15만개(150kbps)의 비밀키 정보(bit)를 생성하는 양자 암호 키 분배(QKD, Quantum Key Distribution) 장비를 개발하는데 성공했다고 23일 밝혔다. 이 장비는 국내 기술로 만든 양자 암호 키 분배기 중 가장 빠른 속도로 비밀키를 생성한다.

양자 암호 키 분배 장비는 양자 역학적 특성이 적용된 비밀키를 생성하고 분배해주는 역할을 한다. 이 비밀키로 정보를 암호화하면 복제가 불가능해 물리적 회선의 도청 시도를 원천적으로 방어할 수 있다.

이번에 개발한 양자 암호 통신 기술이 통신망에 도입되면 1분에 3만5000대 이상의 암호화 장비에 양자 비밀키를 갱신할 수 있다. 이 기술은 암호화할 정보를 다량 보유한 많은 기업의 내부 통신 망과 국방 분야 등 비롯한 국가 주요 공공기관의 보안성을 향상시킬 것으로 기대된다.

KT는 이번 개발로 기존보다 양자 암호 키 분배 성능을 5배 향상 시켰다며, 글로벌 장비 제조사들과 유사한 성능을 확보한 점을 고려했을 때 KT의 양자 암호 통신 기술이 세계적인 수준에 도달했다고 볼 수 있다고 말했다.

KT 네트워크연구소장 이종식 상무는 “KT는 양자암호통신 연구개발을 시작한 이래 최고 성능의 장비들을 국내 기술로 개발해왔으며, 관련 생태계 확장과 시장 활성화를 위해 노력하고 있다”라며, “계속해서 국내 기업들의 역량을 강화하여 대한민국의 양자암호통신 기술주권을 확보하기 위해 더 노력하겠다”고 전했다.

 

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추가 조사할 내용 및 요약

 

1. 양자 암호

링크 : https://www.ibm.com/kr-ko/topics/quantum-cryptography

양자 암호화란 무엇인가요? | IBM

 

 양자 암호화는 자연 발생적이고 불변하는 양자역학 법칙을 기반으로 보안 데이터를 암호화하고 전송하는 다양한 사이버 보안 방법을 말한다. 아직 초기 단계이지만 양자 암호화는 이전 유형의 암호화 알고리즘 보다 훨씬 더 안전할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며 이론적으로 해킹이 불가능하다. 

 

수학을 기반으로 하는 기존 암호와 달리 양자 암호는 물리 법칙을 기반으로 합니다. 특히 양자 암호는 양자 역학의 고유한 원리에 의존합니다.

입자는 본질적으로 불확실합니다. 양자 수준에서 입자는 동시에 여러 장소 또는 둘 이상의 존재 상태에 존재할 수 있으며, 정확한 양자 상태를 예측하는 것은 불가능합니다. 

광자는 이진 위치에서 무작위로 측정할 수 있습니다. 빛의 가장 작은 입자인 광자는 특정 극성 또는 스핀을 갖도록 설정할 수 있습니다. 이는 기존 계산 시스템의 1과 0에 대한 이진 대응물 역할을 할 수 있습니다. 

양자 시스템은 변경되지 않고는 측정할 수 없습니다. 양자 물리학의 법칙에 따르면, 양자 시스템을 측정하거나 관찰하는 기본적인 행위는 항상 해당 시스템에 측정 가능한 영향을 미칩니다. 

입자는 부분적으로 복제될 수 있지만 완전히 복제할 수는 없습니다. 일부 입자의 특성은 복제될 수 있지만 100% 클론은 불가능하다고 여겨집니다. 

 

2. 양자 암호 통신 기술

링크 : https://ettrends.etri.re.kr/ettrends/95/0905000628/20-5_070_083.pdf

 

양자암호통신 기술은 통신상의 보안을 자연의 기본원리인 양자역학의 법칙에 의해서 보장하므로 도청이나 감청이 절대적으로 불가능한 차세대 통신보안 기술로서 최근 크 게 주목받고 있다. 즉, 양자암호통신 기술은 “양자 복제불가능성”과 같은 양자물리학 의 법칙에 기초해서 송신자와 수신자 사이에 암호 키(일회용 난수표)를 절대적으로 안 전하게 실시간으로 분배하는 기술로서 “양자 키 분배 기술”로도 알려져 있다.본 고에 서는 이러한 양자암호통신 기술의 기본원리 및 구현기술의 개요와 그 연구개발 동향에 대해서 기술한다.

 

링크 : https://economist.co.kr/article/view/ecn202307200043

통신사들이 양자암호통신 기술에 관심 갖는 이유는?[이코노Y]

 

양자암호통신 기술이란 양자역학 원리를 적용, 빛의 가장 작은 단위인 광자에 정보를 담아 암호화해 전송하는 차세대 보안 통신 기술을 말한다. 양자컴퓨터 발전으로 기존 암호화 체계가 위협받으면서 이에 대응할 수 있는 양자암호통신의 중요성도 점점 커지고 있다.

 

양자암호통신의 경우 빛의 입자인 광자에 정보를 저장해 통신하게 되는데 양자 상태의 광자를 이용하면 ‘복제 불가능성의 원리’나 ‘측정의 비가역성 원리’를 이용해 절대적으로 도청이 불가능한 암호화된 통신을 할 수 있다.

양자는 더 이상 쪼갤 수 없는 물리량의 최소 단위로 미세한 자극에도 상태가 변하는 특징을 지녔다. 제3자가 데이터를 탈취할 경우, 양자 정보가 변하게 돼 해킹이나 도청이 원천적으로 불가능하다.

2022 양자정보기술 백서에 따르면 양자암호통신 글로벌 시장 규모는 2022년 이후 연평균 39.8% 성장해 2030년에는 24조5793억원 규모가 될 것으로 전망된다.

 

SK텔레콤은 2011년 양자기술연구소를 설립한 이래 꾸준히 양자 관련 연구를 진행해 오고 있다. 특히 양자키분배기, 양자난수생성기를 중심으로 양자암호통신 기술을 고도화해왔다. 2016년에는 세계 최초로 상용 LTE망에 양자키분배기를 활용해 양자암호통신 기술을 적용했다.

2018년에는 세계 1위 양자보안기업 IDQ를 인수했으며, 지난해에는 SK브로드밴드와 미국, 일본, 싱가포르 등과 연결되는 국제망 구간에 양자내성암호(PQC)를 상용화했다. 최근에는 네트워크 보안장비 회사 엑스게이트와 양자암호통신 기반 가상사설망(이하 VPN) 기술 개발을 완료하기도 했다. 

SKT는 엑스게이트의 VPN 서버 장비에 IDQ의 QRNG(양자난수생성기) 칩셋을 연동해 양자암호통신 기반 VPN을 개발했다. 기존 대비 강력한 보안이 가장 큰 장점으로 올해 하반기 상용 서비스를 출시할 계획이다.

KT는 지난해 양자암호통신에서 양자 채널을 일원화하는 장비를 개발한바 있다. KT가 개발한 양자채널 일원화 장비는 광신호간 간섭을 억제해 '신호 대 잡음비'를 높인 것이 특징이다. ‘신호 대 잡음비’가 높을수록 광신호간 간섭이 적어서 데이터 오류 발생 가능성이 낮다. 광케이블 1개 회선만으로도 데이터 송수신과 양자암호키 생성과 분배할 수 있게 된 것이다.

지난 3월에는 스위스 제네바에서 열린 국제전기통신연합 전기통신표준화 부문(ITU-T)의 연구그룹13(SG13) 회의에서 제안한 양자 인터넷 기술이 국제표준화 과제로 승인되기도 했다. ITU-T는 전세계 통신 분야 정책과 표준화를 주관하는 국제전기통신연합(ITU)의 표준화 부문이다. 산하 연구그룹에서 표준화 과제로 승인된 기술은 회원국 간 논의를 거쳐 국제표준으로 제정된다.

LG유플러스는 양자내성암호(PQC) 기술을 적용한 전용회선 서비스를 지난해 세계 최초로 선보였다. 'U+ 양자내성암호 전용회선'은 양자내성암호 기술이 적용된 광전송장비(ROADM)를 통해 해킹이 불가능한 보안환경을 제공한다. 기업 고객이 전용회선을 통해 데이터를 송·수신할 때 양자내성암호 키로 암호화·복호화하는 방식이다.

LG유플러스는 민감도가 높은 소비자 정보를 관리하는 금융기관 및 금융 서비스 플랫폼, 인터넷데이터센터(IDC), 메타버스(3차원 가상세계), 대체불가토큰(NFT) 기업 들을 집중 공략할 방침이다.

 

3. QKD

링크 : https://www.ibm.com/kr-ko/topics/quantum-cryptography

양자 암호화란 무엇인가요? | IBM

 

링크 : http://word.tta.or.kr/dictionary/dictionaryView.do?word_seq=175122-3

TTA정보통신용어사전

 

양자 키 분배(QKD)
1984년 IBM의 토마스 J. 왓슨 연구 센터의 Charles H. Bennett과 Gilles Brassard가 처음 이론화한 양자 키 분배(QKD)는 가장 일반적인 양자 암호화 유형입니다. QKD 시스템은 일반적으로 보안 데이터 자체를 암호화하는 데 사용되는 것이 아니라, 두 당사자가 공동으로 공유 개인 키를 구축하여 기존의 대칭 키 암호화 방식에 사용할 수 있는 안전한 키 교환을 만드는 데 사용됩니다.

QKD 시스템은 광섬유 케이블을 통해 개별 광자 빛 입자를 보내는 방식으로 작동합니다. 이 광자 스트림은 단일 방향으로 이동하며 각 광자는 데이터의 단일 비트 또는 큐비트(0 또는 1)를 나타냅니다. 발신자 측의 편광 필터는 각 단일 광자의 물리적 방향을 특정 위치로 변경하고, 수신자는 사용 가능한 두 개의 빔 스플리터를 사용하여 수신되는 각 광자의 위치를 읽습니다. 송신자와 수신자는 전송된 광자 위치를 디코딩된 위치와 비교하고, 일치하는 세트가 키가 됩니다. 

QKD를 더 잘 이해하려면 보안 연결을 설정해야 하는 Alice와 Bob이라는 두 사람을 상상해 보세요. QKD를 사용하여 광섬유 케이블을 통해 편광 광자를 전송하여 안전한 암호화 키를 생성할 수 있습니다. 각 광자는 고유한 무작위 양자 상태를 갖기 때문에 케이블을 고정할 필요가 없습니다. 예를 들어 Eve라는 사람이 엿듣더라도 Alice와 Bob은 언제나 알 수 있을 것입니다. 왜냐하면 양자 상태에 영향을 주지 않고는 관찰하는 것은 불가능하기 때문입니다. 이러한 방식으로 QKD 시스템은 해킹할 수 없는 것으로 간주됩니다. Bob과 Alice가 광자의 양자 상태 변화를 감지하면, Eve가 엿듣고 있다는 것을 알게 될 것입니다. 그리고 Eve가 엿듣고 있다면, Bob과 Alice는 항상 그 을 감지할 수 있을 것입니다.

실험실과 현장 환경 모두에서 QKD의 이점이 입증되었지만, 광범위한 도입을 막는 여러 가지 실질적인 문제, 특히 인프라 요구 사항이 있습니다. 광섬유 케이블을 통해 전송된 광자는 약 248~310마일의 거리에서 성능이 저하됩니다. 그러나 최근의 발전으로 인해 보안 노드와 광자 중계기를 사용하여 대륙 전체에 걸쳐 일부 QKD 시스템의 범위가 확장되었습니다.

 

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마무리

 여기까지 오늘의 기사 스크랩이었습니다. 양자 컴퓨터의 발전으로 기존 암호화 차계가 위협받으면서 이에 대응할 수 있는 양자 암호통신의 중요성이 점점 커지고 있습니다. 이에 대해서 국내 3사는 각자의 미래를 대비하여 각자의 기술을 가지고 양자 암호 통신 기술을 개발하고 있는 데, 마침 KT가 국내 최고 속도 양자 암호 통신기술 개발 뉴스를 접하게 되면서 양자 암호와 양자 암호 통신 기술에 대해서 살펴보았습니다. 이에 따라 미래에는 더 빠르고 더 안전한 암호화 기술들이 더 많이 개발될 전망으로 예상합니다.