디지털 세상이 점점 커지면서 내 데이터가 안전할지 걱정이 되는 것도 사실입니다. 특히 양자 컴퓨터가 기존 암호를 뚫을 수 있다는 소식이 들리면서 새로운 보안 기술을 필요해 졌습니다. 그 중심에 양자 키 분배QKD라는 혁신적인 기술이 있습니다. QKD의 원리부터 실제 사례까지 보안에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
양자통신과 보안이 중요한 이유
우리가 쓰는 암호(비밀번호, 은행 어플)는 수학문제로 보호 되어 있습니다. 하지만 양자 컴퓨터가 등장하면 이 복잡한 수학문제로 보호되 있는 암호가 순식간에 풀릴 수도 있다는 우려도 커 지고 있습니다. 이 때 양자통신이 빛을 발할 수 있습니다. 물리학 법칙을 기반으로 도청하면 바로 들키는 보안을 제공하기 때문입니다. QKD는 이것이 핵심 기술입니다.
양자 키 분배 QKD 쉽게 말하면?
QKD는 양자 통신으로 비밀 키를 안전하게 주고 받는 방법 입니다. 빛의 양자상태(예:편광)을 이용하여 키를 보내는데 이를 누가 훔쳐보면 상태가 변해서 바로 감지됩니다. 수학이 아니라 물리학으로 보장되는 '절대보안' 해커가 뚫기 힘들어 집니다. 예를들면 친구한테 1234라는 키를 보냈는데, 누가 중간에 엿보면 "12$#"로 바뀌는 식 이에요. 그럼 바로 누가 봤구나 하는걸 알수 있기 때문이죠.
QKD기술, 어떻게 작동하나?
QKD의 대표적인 방식인 BB84프로토콜을 간단히 알아보도록 하겠습니다.
- 1단계 : 송신자(나)가 빛의방향(예:세로/대각선)을 랜덤으로 선택하여 키를 보냅니다.
- 2단계 : 수신자(친구)가 무작위로 방향을 맞춰서 받습니다.
- 3단계 : 전화로 "난 세로 썻어, 너는?" 비교해서 맞는 부분만 키로 사용합니다.
- 도청감지 : 중간에 누가 끼어들면 오류가 급격하게 상승하게 되어 도청 사실을 알 수 있습니다.
쉽게말해서 비밀 쪽지를 빛으로 보내는데 누가 엿보게 되면 찢어지는 셈 이에요.
적용사례 : 실제로 어디서 쓰이나?
QKD은 이미 현실에서 쓰이고 있습니다.
- 중국 Micius 위성 : 2017년부터 위성으로 지상 기지국 간 QKD 성공. 2024년엔 2,000km 거리 전송을 기록하였습니다. (중국 과학원 발표).
- 유럽 QKD네트워크 : 영국, 독일 등이 금융기관과 정부 통신 보호에 활용 중 입니다.
- 산업 활용 : 은행(예:HSBC)이나, IT기업이 실험중 입니다. 한국도 SK텔레콤이 QKD상용화 연구중에 있습니다.
2025년에는 이러한 활용 사례가 더 늘어날 것으로 예측하고 있습니다.
QKD의 장점과 문제점
| 장점 | 물리학으로 보장된 보안 : 해킹 불가능 도청 즉시 감지 : 위협으로부터 보호 |
| 문제점 | 거리 한계 : 광섬유로 100~200km가 한계, 위성 없니는 멀리 못감. 비용 : 장비 하나의 수가 수억원이여서 아직 비쌈 |
2025년 QKD가 바꿀 보안의미래
QKD는 기존 암호의 약점을 보완할 미래 기술 입니다. 아직 거리나 비용 문제는 있지만, 연구 속도가 빠르게 진행되고 있으니 2025년네는 더 가까워 질 것이라 예상합니다. 예를들어 은행 송금이나 개인정보 보호에 QKD가 쓰인다면 해킹 걱정 없이 안심할 날이 올 것입니다.
