“양자키분배(QKD) 기술 거리-비용 한계 넘어라”

제3차 양자보안포럼 열려...QKD 연구 동향 공유

[보안뉴스 한세희 기자] “양자키분배(QKD) 기술이 가진 ‘거리’와 ‘비용’의 한계라는 문제를 극복하기 위한 연구가 한창입니다.”

석우진 한국과학기술정보연구원(KISTI) 책임연구원은 27일 서울 컨퍼런스하우스 달개비에서 열린 ‘제3차 양자보안포럼(회장 이원태 국가AI전략위원회 보안TF 리더)’에서 “QKD는 전달하려는 메시지가 아니라 정보를 전달하는 매개체를 보호하는 것”이라며 “더 철저한 보안이 가능하지만, 전용 장비와 회선의 비용이 크다는 문제와 전송 거리에 한계가 있다는 문제 등이 있다”고 설명했다.

▲제3차 양자보안포럼이 27일 서울 시청역 인근에서 열렸다. [자료: 보안뉴스]

단일 광자를 생성하는 방식의 QKD 기술은 최대 100km 정도만 광자를 전송할 수 있다는 한계가 있다. 광자 얽힘을 활용하는 방식은 이론적으론 물리적 거리의 영향을 받지 않지만, 현실 세계에선 광자를 멀리 보내는 과정에서 손실이나 산란 등이 발생해 결국 전송 거리에 제약이 생긴다. 회선 비용 역시 연간 수십 억원에 이를 수 있어 경제성에 제약이 있다.

거리 한계를 극복하기 위해 위성이나 신뢰 노드를 활용하는 방안 등이 시도되고 있다. 위성은 광섬유보다 손실이 적은 대기를 거쳐 신호를 전송할 수 있다. 신뢰 노드는 QKD 망 사이에 신뢰할 수 있는 디지털 통신 노드를 두어 전송 거리를 확장하는 방식이다.

중국은 위성을 이용해 장거리 QKD 네트워크 구현에 성공했고, 스페인과 독일, 폴란드 등 유럽 3국은 QKD 망 간 경계 노드에서 양자내성암호(PQC) 기술을 써 QKD 연결을 에뮬레이션 하는 방식을 택했다.

▲서로 떨어진 양자 컴퓨터 간 분산 네트워크 [자료: SIGCOMM]

양자 중계기를 이용해 양자 얽힘 상태를 교환하는 방식도 주목받고 있지만, 아직 상용 단계에 미치지 못했다는 설명이다. 석 책임은 “양자 얽힘 교환 방식은 양자 컴퓨터 간 연결에도 쓰이는 기술로, 양자 네트워크의 지향점이라 할 수 있다”고 말했다.

또 비용 문제 극복을 위해선 전용 장비와 망을 사용하는 방식에서 벗어나 기존 고밀도 파장 분할 다중화(DWDM) 인프라에서 통신 채널들과 공존 가능하게 설계된 CV-QKD (Continuous-Variable) 기술이 주목된다.

이날 포럼에선 양자 보안 관련 민관 협력과 연구개발 활성화 방안에 대한 논의도 이뤄졌다. 양자보안포럼 고문을 맡고 있는 홍진배 정보통신산업진흥원(IITP) 원장은 “양자 통신과 센서, 보안 등 양자 관련 분야에 많은 관심을 갖고 지켜보고 있다”며 “양자 보안 관련 연구개발에 대한 지원을 강화하겠다”고 말했다.

[한세희 기자(boan@boannews.com)]

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