[보안뉴스][양자와 보안] 과기정통부, “양자보안 기반으로 AI 시대 국가 보안체계 혁신”

내용 요약

과기정통부 2차관은 서울 정릉 국민대학교에서 양자보안 전문가와의 간담회를 열어 AI 시대를 안전하게 지탱할 양자보안 기반 국가 보안체계 혁신 방안을 모색했다. 핵심은 양자기술을 활용한 암호체계 대전환과 산학연 역량 결집이다.

핵심 포인트

• 양자키분배(QKD) 기반 통신망 구축 – 실시간에 보안이 보장되는 암호키 교환 기술.
• 포스트퀀텀 암호(PQC) 도입 – 양자 컴퓨터 공격에도 견디는 새로운 공개키 암호 체계.
• 산학연 협력 강화 – 연구·산업·학계가 연계돼 양자보안 생태계 가속화.

기술 세부 내용

1️⃣ Quantum Key Distribution (QKD)

1️⃣ 원리 이해: 양자역학의 불확정성 원리와 양자 얽힘을 이용해, 송신자와 수신자가 비밀키를 안전하게 공유.
2️⃣ 핵심 단계
- 양자 비트 전송: 한 개의 광자(또는 다른 양자 입자)를 0/1 상태로 인코딩.
- 통신 채널 감시: 도청 시 양자상태가 변형되어 수신자가 즉시 알림.
- 키 추출: 비트열에서 불일치 항목 제거 후, 비밀키 생성.
3️⃣ 실용화 사례
- 국가 수준의 QKD 네트워크: 한국, 프랑스, 미국 등에서 광섬유 기반 실시간 QKD 시범 운영.
- 보안 인증: QKD 키를 TLS/DTLS 등 기존 프로토콜에 삽입해 암호화 강도 향상.

2️⃣ Post‑Quantum Cryptography (PQC)

1️⃣ 공개키 암호의 한계: RSA, ECC는 양자컴퓨터(Shor 알고리즘)에서 쉽게 깨짐.
2️⃣ 대체 알고리즘
- Lattice‑Based (예: Kyber, NewHope): 격자 구조를 이용해 난해함 확보.
- Code‑Based (예: Classic McEliece): 오류 정정 코드를 활용해 보안 보장.
- Multivariate Quadratic (예: Rainbow): 다항식 시스템 기반으로 복잡성 증가.
3️⃣ 표준화 현황
- NIST 2022년 PQC 후보 선정 완료, 2025년 최종 표준 공개 예정.
- 통합 방안: 기존 TLS에 PQC 키교환 모듈 삽입, 하이브리드 방식(전통 + PQC)으로 전환.

3️⃣ Quantum‑Safe Network Architecture

• 분산형 키관리: 블록체인 기반 인증서 관리와 QKD를 결합해 중간자 공격 방지.
• 양자난수생성기(QRG): 무작위성 확보를 위해 양자역학적 노이즈(광자 흡수 등)를 이용.
• 보안 프로토콜 재설계: 인증, 무결성 검증 단계에 양자 검증 태그 삽입.

산학연 협력 포인트
① 연구기관 – 알고리즘 개발 및 실험실 테스트
② 기업 – 제품화 및 인프라 구축
③ 학계 – 교육·인재 양성 및 이론적 기반 제공

이러한 기술적 토대 위에 과기정통부는 국가 차원의 양자보안 생태계 구축을 가속화하며, AI 시대의 보안 패러다임을 혁신하고자 한다.

 

출처: http://www.boannews.com/media/view.asp?idx=139062&kind=&sub_kind=