양자 컴퓨터 발전과 함께 기존 암호체계 깨질 수 있어...양자보안 전환, 과제로 떠올라

[보안뉴스= 배종찬 인사이트케이 연구소장] 양자의학, 양자물리학, 양자컴퓨터, 양자반도체 등 ‘양자’가 달린 최첨단 분야에 대한 인식이 유행처럼 번지고 있다. 양자(量子)는 더 이상 쪼갤 수 없는 물리량의 최소 단위를 의미하며, 에너지, 운동량 등의 물리량이 연속적이지 않고 불연속적인 특정 최소 단위의 정수배로 표현될 때 그 최소 단위를 말한다.


[자료: gettyimagesbank]

양자는 우리 눈에 보이지 않는 원자 크기보다 작은 미시 세계에서 물질과 에너지의 작용 방식과 특성을 설명하는 기본 개념이며, 양자역학의 핵심 원리다. 더 쉽게 말하자면 초미세 단위의 개념이다.

요즘 급부상하고 있는 양자컴퓨터는 기존의 컴퓨터와 어떻게 다를까. 양자 컴퓨터는 물질의 양자역학적 현상인 중첩과 얽힘을 활용해 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 복잡한 문제를 해결하는 계산 기계다.

정보를 처리하는 기본 단위인 큐비트(qubit)를 사용하여 0과 1뿐만 아니라 두 상태가 동시에 존재하는 ‘중첩’ 상태를 만들고, 여러 큐비트가 서로 영향을 주고받는 ‘얽힘’ 상태를 이용함으로써 가능한 모든 경우의 수를 동시에 계산할 수 있다. 기존 컴퓨터로는 해결하기 어려운 복잡한 문제들을 훨씬 빠르게 해결할 수 있다. 즉 일반적인 수준의 컴퓨터로 설정된 보안은 양자컴퓨터에 의해 다 뚫릴 수 있다는 의미와 다르지 않다.

양자컴퓨터 기술 개발에 따른 보안 취약의 문제는 이미 여러 곳에서 지적하고 있다. 보안 전문 언론 매체 <보안뉴스>에 따르면 양자 컴퓨터 발전과 함께 기존 암호체계가 깨질 수 있다는 우려가 커지면서 양자보안 전환이 과제로 떠올랐다.

미국 표준기술연구소(NIST)는 2016년부터 양자내성암호 알고리즘을 공모, 최근 4종을 표준으로 선정했다. 정부는 2030년까지 양자내성암호 체제로 전환할 준비를 마치고, 2035년까지 실제 전환을 마무리한다는 계획이다. 계획은 서 있지만 이대로 추진될 수 있을지 여부가 관건이 될 전망이다.

보안 투자는 당장 눈앞의 수익은 따지기 어려운 반면, 양자보안 적용을 위해선 기술적, 재무적 부담이 크기 때문이다. 양자컴퓨터가 본격 상용화될 경우, 인터넷 뱅킹 거래 정보와 계좌 비밀번호가 노출될 가능성이 커진다. 이는 금융 시스템에 대한 신뢰를 무너뜨리고, 전 세계 경제에 큰 충격을 줄 수 있다. SK텔레콤 유심 정보 해킹 정도와 비교조차 되지 않을 수준이다. 국가 간 외교 문서, 군사 기밀 통신 등도 현재는 암호 체계로 보호되고 있다.

양자컴퓨터가 이를 해독할 경우, 정보 전쟁에서의 힘의 균형이 급격히 흔들리게 된다. 개인의 의료 기록, 신용 정보, 민감한 온라인 활동 기록 등이 유출될 수 있다. 이는 단순한 개인정보 침해를 넘어 사회적 혼란과 사이버 범죄 확산으로 이어질 수 있다.


▲양자보안에 대한 빅데이터 감성 연관어 [자료: 인사이트케이]

그렇다면 양자 보안에 대해 빅데이터는 어떻게 보고 있을까. 빅데이터 심층 분석 도구인 썸트렌드(SomeTrend)로 지난 8월 4일부터 9월 3일까지 양자 보안에 대한 빅데이터 감성 연관어를 도출해 보았다. 양자 보안에 대한 빅데이터 감성 연관어는 ‘강화하다’, ‘안전’, ‘빠르다’, ‘선점하다’, ‘혁신적’, ‘대표적’, ‘강화되다’, ‘원하다’, ‘개선되다’, ‘호조’, ‘기대하다’, ‘새로운기술’, ‘기대’, ‘위협’, ‘세계최초’, ‘기대되다’, ‘신뢰성’, ‘비용절감’, ‘안심하다’, ‘부드럽다’, ‘독자적’, ‘기여하다’, ‘슬림하다’, ‘확실하다’, ‘성장하다’, ‘안정적’, ‘불투명성’, ‘체계적’, ‘향상되다’, ‘강력한무기’ 등으로 나왔다(위 그림).


▲배종찬 연구소장 [자료: 인사이트케이]
양자 보안에 대한 빅데이터 감성 연관어를 분석해보면 기존 컴퓨터의 보안 체계가 양자 기술에 의해 침투되지 않도록 양자 수준의 보안을 해야 한다는 뜻으로 해석된다. 단기적으로는 기존 암호 체계를 보완하고, 장기적으로는 양자내성암호 및 양자 기반 통신 기술로의 전환이 불가피해 보인다. 이제라도 양자보안에 대한 대책 수립도 염두에 둬야 한다.

[글_ 배종찬 인사이트케이 연구소장]

저자 소개_ 연세대 정치외교학과를 졸업하고 서울대 국제대학원에서 석사 학위를 받았다. 고려대 행정학과 박사과정을 수료했다. 이 외에 미국, 일본, 홍콩 등에서 연구 경험을 가지고 있다. 주된 관심은 정치시사와 경제정책인데 특히 대통령 지지율과 국정 리더십, 글로벌 경제 분석 그리고 AI 인공지능 및 블록체인 보안 이슈다. 한국교육개발원·국가경영전략연구원·한길리서치에서 근무하고 리서치앤리서치 본부장을 거친 데이터 분석 전문가다. 현재 인사이트케이 연구소장을 맡아 심층 리서치뿐 아니라 빅데이터·유튜브까지 업무영역을 확대하고 있다.

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