통신 3사, 양자암호통신 분야 선점 경쟁 치열

SKT·KT 양자암호키분배-LGU+ 양자내성암호...IoT·금융·UAM 시대 대비

슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘는 양자컴퓨터 시대가 코앞으로 다가왔다. 통신업계도 이에 대비한 양자암호통신 시장에서 경쟁력을 키우기 위해 기술 개발에 박차를 가하는 중이다.

14일 업계에 따르면, SK텔레콤과 KT는 양자암호키분배(QKD) 응용 방식을, LG유플러스는 양자내성암호(PQC)를 활용한 기술 개발을 통해 향후 사물인터넷(IoT), 금융, 도심항공모빌리티(UAM) 분야 등 다양한 영역에서의 보안에 활용한다는 계획이다.

QKD는 송신부와 수신부만 해독할 수 있는 암호키를 생성해 보안을 높이는 방식이다. 송·수신부가 비밀키를 생성하기 위해 정보를 주고받는 과정은 양자상태에서 진행되기 때문에 제3자는 암호키에 대한 정보를 전혀 알 수 없다. 

PQC는 수학 알고리즘을 활용해 풀기 힘든 암호를 만들어 활용하는 방식이다. 특히 PQC는 격자암호를 기반으로 한다. 격자암호는 격자 사이에 점을 찍고 가장 가까운 격자를 찾도록 하는 문제를 내 암호를 지키는 방식이다.

■ QKD 활용하는 SKT·KT, PQC에 집중하는 LG U+

SK텔레콤은 올해 12월을 목표로 케이씨에스의 양자난수생성(QRNG)과 암호통신기능의 반도체를 하나로 합친 양자암호원칩 'Q-KEV7'을 개발하고 있다. SK텔레콤은 Q-KEV7을 내년 상반기까지 국가정보원으로부터 암호모듈검증(KCMVP) 인증을 받는 걸 목표로 한다.

(사진=SK텔레콤)

SK텔레콤은 Q-KEV7으로 드론 등 국방 무기체계 사업, 한전 등 공공기관 사업, 월패드 등 홈네트워크 보안 시장으로 진출한다는 계획이다. SK텔레콤 관계자는 "특히 앞으로 국방 분야에서 보안이 강력하게 요구될 것으로 보고 있다"며 "QRNG를 토대로 사업 영역을 다각화할 수 있을 것으로 보고 있다"고 말했다.

KT는 표준화 연구에 몰입하고 있다. 국제전기통신연합(ITU)의 표준화 표준화 부문인 ITU-T에서 표준으로 제정했거나 연구 평가를 진행하고 있는 양자암호통신 네트워크 관련 기술은 31개다. 이중 35% 가량이 KT 주도로 진행됐다. KT는 ITU 회원사 중 가장 많은 숫자인 11건의 양자암호통신 네트워크 관련 표준을 개발하고 있다. 

KT는 지난 3월 서울부터 부산까지 490km 구간에서 양자암호통신 품질평가를 시행했으며, 연내 양자암호통신 전용회선을 출시하고 양자암호 중계기 개념증명(PoC)도 추진한다. 

LG유플러스는 지난 4월 PQC 전용회선을 출시했다. PQC 기술이 적용된 광전송장비(ROADM)를 통해 해킹이 불가능한 보안환경을 제공하는 전용회선이다. 안전한 전용회선에 PQC를 활용해 보안성을 더한 것으로, 고객이 전용회선을 통해 데이터를 송·수신할 때 PQC 키(Key)로 데이터를 암·복호화하는 방식으로 정보를 보호한다.

LG유플러스는 PQC 전용회선을 이음5G망에 적용해 보안을 강화한다는 계획이다. 향후 UAM 등 다양한 분야로 사업을 확대할 계획도 있다. KCMVP 인증을 받을 수 있도록 인증 가이드라인도 만들고 있다. 인증이 완료되면 PQC에 대한 신뢰도는 더욱 높아질 것으로 보인다. 

■ 통신 3사는 왜 양자암호통신 분야에 주목할까?

학계에서는 그동안 꾸준히 양자컴퓨터가 등장하면 현존하는 암호 시스템이 크게 위협받을 수 있다고 우려를 제기해왔다. 아직 양자컴퓨터는 연구·개발이 진행 중이지만 양자컴퓨터를 막기 위한 보안 기술은 양자컴퓨터가 등장하기 전에 완료돼야 한다는 의견이 많다.

특히 최근 사물인터넷(IoT), 금융 등 다양한 영역에서 보안의 중요성이 커지고 있으며 통신사들의 도심항공모빌리티(UAM) 연구가 활발해지며 양자암호통신은 더욱 주목을 받고 있다. 기체가 안전하게 이동하기 위해서는 원활한 통신이 필수적인데, 그 과정에서 양자암호통신을 사용하면 더욱 안전한 이동이 가능해진다는 설명이다. 

글로벌 시장조사기관 BCC리서치도 최근 전 세계 양자암호통신 시장이 지난 2019년 3억4천720만 달러(약 4천466억원)에서 오는 2024년 13억 달러(약 1조6천724억원) 규모로 급증할 거라고 전망한 바 있다. BCC리서치에 따르면 양자암호통신 시장의 연평균 성장률은 30.7%에 달할 것으로 보인다. 

천정희 서울대 교수는 "양자컴퓨터가 언제 상용화될지에 대해서는 의견이 엇갈리고 있지만 실용화 됐을 때의 파급력은 대단하다고 볼 수 있다"며 "기간산업을 대체하는 데에는 시간이 걸리기 때문에 미리 대비한다는 측면에서 통신 3사가 대응하는 것은 당연한 일"이라고 말했다. 

업계 관계자는 "아직 양자컴퓨터가 등장하지 않았지만 암호 분야에서 연구가 활발하게 이뤄지는 이유는 양자컴퓨터가 등장하면 현재 어렵다고 일컬어지는 얌호가 모두 쉬운 축으로 이동하기 때문"이라며 "앞으로는 보안이 훨씬 중요해질 것으로 보인다"고 말했다.