이미 생활 속으로 들어온 양자기술, 절대 안뚫리는 보안

[파이낸셜뉴스]양자 기술은 양자 고유의 특성을 활용해 기존 기술의 한계를 뛰어 넘는 초고속연산(양자컴퓨팅), 초신뢰 보안(양자통신), 초정밀 계측(양자센서)을 가능하게 만드는 파괴적 혁신 기술이다. 특히 양자암호통신은 해킹이나 정보탈취를 원천 차단해 고신뢰 통신보안을 가능하게 하고, 양자센서는 장거리·초정밀 측정으로 다양한 군사적 활용이 가능해 안보 측면에서도 중요하게 다뤄질 것으로 전망된다. 따라서 양자 기술은 미래 산업 경쟁력의 핵심 기술로 산업, 경제 전반에 혁신을 가져올 것으로 기대되고 있다.

■ 시장규모, 향후 10년간 20배 성장
6일 관련업계에 따르면 양자 기술의 산업적 활용은 아직 시작 단계로 정부의 본격적인 연구개발(R&D) 투자와 연구기관 협력을 통해 핵심 기술을 개발, 특허를 확보하는 것이 시급한 상황이다. 특히 가까운 미래에 큰 파급효과를 가져올 기술이라는 점에서 세계 정보기술(IT) 기업들도 관련 지식재산을 확보하기 위해 치열한 경쟁을 펼치는 중이다.

우리나라 특허청에 따르면 한국, 미국, 중국, 유럽, 일본 등 지식재산 선진 5개국(IP5)에 지난 10년간(2010~2019년) 출원된 양자정보기술 관련 특허는 모두 6777건으로 연평균 19.9% 증가했다.

특히 2010년 286건에 불과하던 것이 2017년 1300건, 2018년 1219건, 2019년 1058건 등 3배 이상 증가했다. 국가별로는 미국 2223건(33%), 중국 1978건(29%), 유럽 1296건(19%), 일본 665건(10%), 한국 615건(9%) 등 순으로 미국과 중국이 전체의 62%를 차지하고 있다.

글로벌 시장조사업체 인사이드 퀀텀 테크놀로지(IQT)의 2019년 보고서에 따르면 글로벌 양자 기술 시장 규모는 2020년 7조3592억원에서 2030년까지 135조8885억원 규모로 확대될 전망이다.

■양자암호통신, '보안' 끝판왕
양자암호통신은 절대 뚫리지 않기 때문에 보안 강화의 '게임체인저'가 될 것이라는 기대가 나온다. 해커가 몰래 훔쳐보거나 가로챌 수 있는 숫자 암호와 달리 양자암호는 물리적 특성상 제3의 인물이 통신에 끼어드는 순간 모든 데이터가 붕괴되기 때문에 해커가 양자암호 통신 데이터를 훔쳐볼 수 없다는 설명이다.

IQT의 보고서에 따르면 특히 양자암호통신은 연평균 60%씩 성장하는 시장이다. 현재 국내 기업 중에서 양자 기술과 관련해 가장 적극적인 모습을 보이는 곳은 SK텔레콤, KT, LG유플러스 등 통신사다.

SK텔레콤은 통신인프라에 적용되는 양자암호통신기술부터, 양자보안 스마트폰, 국제무대 표준화까지 '삼각편대'를 선도하고 있다.

SK텔레콤이 주도하는 'SKB컨소시엄'은 올해 과기정통부와 NIA가 발주한 양자암호통신 시범 국책과제사업을 통해 원자력발전소 등 주요 핵심 산업시설에서 비상 통신망의 안정성을 확보하고, 공공기관이 보유하고 있는 핵심 데이터 및 개인 정보보호 강화를 위해 양자암호통신기술을 적용한다. 또 세계에서 가장 작은 크기(가로 2.5 x 세로 2.5mm)의 양자난수생성(QRNG) 칩셋을 탑재한 스마트폰을 출시, 인증·금융·메신저 등 보안이 필수적인 서비스를 더욱 안전하게 사용할 수 있도록 돕는다. 지난 4월말까지 진행된 국제전기통신연합(ITU-T) 산하 보안연구회의체인 SG 17에서는 양자암호통신과 다양한 보안 기술들 간 호환성을 다루는 기술보고 표준화 과제를 제안해 채택됐다.

SK텔레콤 하민용 이노베이션 스위트장은 "보안이 최우선인 국가 주요 시설을 넘어서 산업·민간에 걸쳐 양자암호통신이 폭넓게 기여할 수 있게 됐다"고 밝혔다.

■통신3사, 파트너 손잡고 치열한 경쟁
KT는 양자 암호 통신망 공공 분야 구축 사업에 첫발을 내딛은 사업자다. 2020년 4월 한국정보화진흥원(NIA)에서 발주한 '초연결 지능형 연구개발망(KOREN)'의 양자 암호 통신망 구축·운영 사업자로 선정됐다. 이후 KT 5G 서비스에 양자암호 통신 기술을 적용해 데이터 보안 강화를 위한 실증에 성공한 바 있다.

KT는 국산 양자암호 통신 시장 활성화를 위해 양자암호통신 관련 국내 중소기업과 에코 얼라이언스를 형성하고, 3년동안 자체 개발한 양자암호 통신의 핵심기술인 양자키분배장치(QKD) 기술을 국내 중소기업에 이전하는 계약을 체결해 국내 양자암호통신 생태계 활성화를 선도하고 있다. 특히 양자암호통신 전용 단말 없이도 스마트폰 앱만으로 양자암호통신을 쉽고 빠르게 적용할 수 있는 기술을 개발했다. 보안통신망 분야에서 양자암호 비화통신 기술 경쟁력을 입증해 올해 1월에는 전남도청과 해군3함대사령부에 양자암호 비화통신 보안통신망을 구축했다. 끊김 없이 양자암호 통신 서비스를 가능하게 하는 '양자 채널 자동 절체 복구 기술'도 세계 최초로 개발하는데 성공했다.

LG유플러스는 2019년 12월 서울대 산업수학센터, 크립토랩과 함께 '유·무선 양자내성암호 분야 업무협약'을 체결한 뒤 지난해 6월 세계 최초로 양자내성암호 기술을 탑재한 광전송장비(ROADM)를 개발했다.

그해 하반기에는 양자내성암호의 실증사례를 확보하기 위해 LG이노텍 평택 공장과 부산IDC를 연결하는 전용회선 640km 구간(산업분야), 을지대학병원 노원과 대전 간 전용회선 207km 구간(의료분야)에 양자내성암호 기술을 적용했다. 이어 일명 반도체 지문으로 불리는 Inborn ID인 다요소 인증체계로 강력한 보안을 구현하는 QRNG+PUF 보안토큰을 현장에 보급해 양자컴퓨팅 시대에도 안전한 산업, 의료환경을 앞당기고 있다.

스마트폰을 통해 고객이 공연티켓을 예매하면 정보가 양자내성암호가 적용된 전용회선을 거쳐 LG유플러스의 인터넷데이터센터(IDC)를 통해 구매정보 서버로 전달되는 티켓예매 서비스도 선보인다.

[e-mail] 김아름 기자