양자암호망 깔기 전 가상으로 검증...SKT·KISTI 기술 개발

비싼 양자암호통신 장비를 실제 망에 설치하기 전에 통신 거리와 광 손실, 장비 성능 등을 가상환경에서 시험할 수 있는 기술이 개발됐다. 가상에서 검증한 장비 배치와 설정값을 실제 통신망 구축에 그대로 활용할 수 있는 디지털 트윈 기술이다.

SK텔레콤은 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 양자암호통신망의 성능과 운용 가능성을 구축 전에 검증할 수 있는 디지털 트윈 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

이번 기술은 지난 21일부터 스페인 말라가에서 열리고 있는 유럽 최대 광통신 국제행사 ECOC 2026에서 공개됐다.

양자암호통신망은 실제 광케이블과 장비를 설치하고 나면 통신 거리나 광 손실 등 물리적인 조건을 바꿔가며 반복적으로 시험하기 어렵다. 양자키분배(QKD) 장비 가격도 높아 다양한 조건을 실제 환경에서 검증하는 데 비용 부담이 크다.

SK텔레콤과 KISTI는 이 같은 시험 과정을 가상환경으로 옮겼다. 양자키분배는 양자역학 원리를 활용해 암호키를 안전하게 생성하고 전달하는 기술이다.

SK텔레콤이 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 공동으로 양자암호통신망을 실제로 구축하기 전에 성능과 운용 가능성을 미리 검증하는 디지털 트윈 기술을 개발했다.

거리·광손실 바꿔가며 양자망 사전 시험

이번 기술은 SK텔레콤의 양자키관리 시스템과 KISTI가 개발한 양자키분배 시뮬레이터를 실시간으로 연결한 것이 핵심이다. 두 시스템의 연동에는 유럽전기통신표준협회(ETSI)가 정한 국제표준 호환 인터페이스를 적용했다.

SK텔레콤의 양자키관리 시스템이 암호키를 요청하면 KISTI 시뮬레이터가 설정된 양자키분배 통신 환경을 가상으로 구현한다. 이후 해당 조건에서 만들어지는 양자키와 시스템의 성능·상태 정보를 실시간으로 전달한다.

이를 통해 양자키를 생성하는 단계부터 이를 관리하고 공급하는 과정까지 실제 양자암호통신망을 구축하지 않고 연계해 검증할 수 있다.

가상환경에서 조정할 수 있는 조건도 다양하다. 통신 거리와 광 손실을 비롯해 QKD 장비의 수신 효율과 후처리 알고리즘 등 실제 장비 특성까지 반영할 수 있다.

가령 특정 QKD 장비를 어느 정도 거리에 설치하고 어떤 설정값을 적용할지 가상환경에서 먼저 시험한 뒤 검증된 구성을 실제 통신망에 적용할 수 있다. 실제 네트워크 구축 환경을 가상 공간에 구현해 사전에 시험한다는 점에서 디지털 트윈 역할을 하는 셈이다.

국제표준 적용, 다른 양자암호 장비도 연결

SK텔레콤은 양자키관리 시스템을 특정 하드웨어나 가상머신에 종속되지 않는 컨테이너 방식으로 구현했다. 시스템 배포와 운영에는 여러 서버에 분산된 컨테이너를 자동으로 관리하는 쿠버네티스를 활용했다.

이 때문에 KISTI 시뮬레이터가 만들어내는 다양한 네트워크 조건과 키관리 시나리오에 맞춰 양자키관리 시스템을 유연하게 확장하면서 실시간으로 성능을 확인할 수 있다.

KISTI는 실제 양자통신망에서 발생할 수 있는 통신 거리와 광 손실 등의 조건을 가상으로 구현하는 QKD 시뮬레이터를 개발했다. 양자암호통신망 제어 시스템은 SK텔레콤의 양자키관리 시스템과 KISTI 시뮬레이터를 연결하고 제어하는 역할을 맡는다.

이 구조에서 시뮬레이터를 실제 QKD 장비로 바꾸면 국제표준 호환 인터페이스를 이용하는 실제 양자암호통신망으로 연결할 수 있다.

SK텔레콤은 서로 다른 기관이 각각 개발한 양자키관리 시스템과 양자키분배 시뮬레이터를 연동해 공개적으로 검증한 것은 이번이 처음이라고 설명했다.

특정 제조사의 장비나 전용 인터페이스에 종속되지 않는다는 점도 특징이다. 국제표준 호환 인터페이스를 적용해 향후 다른 기업이나 연구기관이 개발한 양자암호 장비와 연결할 수 있도록 했다. 서로 다른 양자암호 시스템의 상호운용성을 높이고 서비스 적용 범위를 넓힐 수 있다는 설명이다.

이번 기술은 과학기술정보통신부의 ‘QKD 네트워크의 효율성 확대, 자원 최적화를 위한 요소기술’과 ‘국가 연구 인프라 기반 양자암호통신망 기술 개발’ 과제를 통해 개발됐다. ECOC 2026에서는 수요기반 양자기술 실증 및 컨설팅 사업의 지원을 받은 SK브로드밴드 부스에서 전시됐다.