"양자보안, 이미 월드클래스"···국제표준 만드는 SKT '선견지명'

29일 ITU-T 정보보호연구반 국제 회의 참가해 표준 개발

QKD·PQC 결합해 '보안·확장성' 시너지, 통신 全과정 보호

급성장 양자보안···SKT, 표준화·기술개발 선도해 시장 선점

SK텔레콤이 2030년 24조원 규모로 성장할 '양자보안' 분야 국제표준을 만든다. 다가올 양자컴퓨팅 시대에는 없어선 안 될 핵심 방어 기술인 만큼, 선행 연구로 시장을 선점하려는 의도다. 이런 노력 덕에 우리나라 양자보안 기술력은 전 세계를 선도하는 수준까지 올라섰다는 평가다.

SK텔레콤이 29일부터 일산 킨텍스에서 개최되는 ITU-T 정보보호연구반(SG17) 하반기 국제회의에서 '양자보안통신' 표준 과제에 대한 개발을 진행한다. 사진=SK텔레콤 제공

표준화하는 양자보안통신, 어떤 기술?
29일 SK텔레콤에 따르면, 이날부터 다음달 8일까지 일산 킨텍스에서 개최되는 ITU-T(국제전기통신연합 전기통신 표준화 부문) 정보보호연구반(SG17) 하반기 국제회의에서 양자보안통신(QSC·Quantum-safe communication) 표준 과제에 대한 개발을 진행한다.

앞서 SKT는 올해 초 상반기 회의 때 이 표준을 제안했고, 과제로 채택됐다. 표준 개발을 마치고 국제회원국 회람에 성공하면 양자보안통신은 국제표준으로 최종 승인받게 된다. 이 과정은 앞으로 2~3년가량 소요될 전망이다.

SKT가 개발하는 양자보안통신은 양자컴퓨터 공격으로부터 통신 전 과정을 보호하기 위해 상호보완적인 양자키분배기술(QKD)과 양자내성암호(PQC)의 장점을 활용, 시너지를 창출하는 통신보안기술이다.

양자키분배기술은 양자 역학의 특성을 기반으로 해 원칙적으로는 해킹이 불가능할 정도로 보안 강도가 높다. 하드웨어 기반 기술로 사업자는 물리적인 키 분배장치를 구간마다 설치하고 운용해야 한다. 양자내성암호는 수학적 난제를 활용해 양자컴퓨터가 풀어내는 데 오랜 시간이 걸리도록 하는 암호화 방식으로 소프트웨어 업그레이드로 구현이 가능해 확장성이 뛰어나다.

양자보안통신 예시. 사진=SK텔레콤 제공

SKT는 두 기술을 통합해 관리하는 솔루션(Key management solution)을 연구하고 있다. 이를 활용하면 양자암호키와 양자내성암호를 통합적으로 운영, 양자키분배기술을 적용한 구간과 양자내성암호기술을 적용한 구간을 연결해 통신 전 구간을 양자컴퓨터의 공격으로부터 보호할 수 있다. 한 구간에 두 기술을 모두 사용해 보안 강도를 극대화하는 것도 가능하다.

예를 들어 데이터센터에서 스마트폰까지 통신이 진행되는 경우, 유선망을 사용하는 데이터센터에서 인터넷망 구간과 교환국과 기지국 구간에는 양자암호를 적용하고 무선망 기반의 기지국과 스마트폰 사이에는 양자내성암호를 적용해 통신 전 구간을 안전하고 효율적으로 양자컴퓨터의 공격으로부터 보호하는 방식이다.

데이터가 대규모로 저장되는 데이터센터와 백업 데이터센터간 혹은 공공, 국방, 금융 등 중요하고 민감한 데이터가 저장된 데이터 센터에는 양자암호기술을 적용하고 이를 무선 통신으로 외부에 전송할 때는 양자 내성 암호를 적용하면 보다 안전한 통신이 가능하다.

기술 개발도 '척척'···세계 이끄는 韓 양자보안
SKT는 이번 ITU-T 사례 외에도 ETSI(유럽전기통신표준협회)와 GSMA(세계이동통신사업자연합회) 등 권위 있는 국제기구에서 표준 수립 활동을 활발히 진행해 왔다. 유망 기술의 규격·품질 등에 대한 공통 합의가 정해지면 기술의 발전과 산업화가 촉진, 관련 시장을 선도해나갈 수 있어서다.

일례로 SKT는 ETSI에서 양자암호통신망의 자동 제어, 운영 기술 표준을 수립하고 이를 각기 다른 제조사의 통신 장비로 구성된 양자암호망으로 확장하는 표준 개발을 작업 중이다. GSMA에서도 양자암호 및 양자내성암호 실제 적용에 필요한 부분을 논의하는 것에도 앞장서고 있다.

퀀텀코리아2023에 참가한 SK텔레콤 부스 모습. 사진=강준혁 기자

SKT는 기술 개발과 상용화에도 힘쓴다. SKT는 SK브로드밴드·IDQ 등과 함께 각기 다른 제조사 통신 장비로 구성된 양자암호망을 운용하는 것에 대한 표준을 수립하면서, 해당 기술을 국가 시험망에서 성공적으로 실증을 완료하는 등 양자암호통신 기술 상용화에도 성과를 창출하고 있다.

또 양자내성암호 관련 글로벌 표준 기술로 채택될 가능성이 높은 알고리즘을 활용해 국내 최초로 미국, 일본, 싱가폴 등 국제망 VPN(Virtual Private Network·가상사설망)에 양자내성암호를 상용화하기도 했다.

양자암호통신기술에 대한 연구 노력을 바탕으로 SKT는 2016년 상용 LTE망과 2019년 서울-대전 구간 5G망에 양자키분배기 적용에 성공했다. 특히 미국, 유럽, 싱가포르 등 글로벌 시장에서 양자암호통신 구축 사업을 잇달아 수주하는 쾌거를 이루는 등 글로벌 무대에서도 양자 기술력을 인정받고 있다.

심동희 SKT 혁신사업팀장은 "양자암호 상용시장은 현재 한국이 전 세계에서 가장 앞서 있다"면서 "우린 2020년부터 지난해까지 양자암호 시범망 사업했는데, 해외엔 그런 사례조차 없어 우리의 노하우를 알고 싶어한다. 이런 역량을 확산하면 앞으로도 양자암호 시장을 리딩할 수 있다고 생각한다"고 자신했다.

7년 뒤 24조원 규모로 급성장, 정부도 밀착지원
2023 국내외 보안시장 전망 보고서에 따르면, 양자암호통신 글로벌 시장 규모는 2022년 이후 연평균 39.8% 성장해 2030년에는 24조5793억원 규모로 빠르게 성장할 것으로 기대된다.

특히 다가올 양자컴퓨팅 시대, 해커들의 공격을 막기 위해선 양자보안이 필수로 꼽히는 만큼 정부도 SKT와 같은 기업을 도와 국가 기술 경쟁력 확보에 주력하고 있다.

지난 6월 발표한 '대한민국 양자과학기술 전략'이 대표적이다. 정부는 미래 산업의 게임체인저로 불리는 양자과학기술에 2035년까지 최소 3조원을 투입할 계획이다. 양자통신 분야에선 2030년대 100㎞의 양자 네트워크를 개발하고, 도시 간 실증에 나서는 청사진도 그렸다.

심 팀장은 "정부는 인에이블러(Enabler)가 돼 기업들이 양자암호를 잘 연구하도록 환경을 만들어주고, 기업들은 그 위에서 플레이어로 활약하는 구조가 된다면 (글로벌 양자암호 시장을 선도할) 좋은 협업관계가 될 수 있을 것"이라고 강조했다.